FI98019C - Menetelmä matkaviestimen käyttämiseksi matkaviestinjärjestelmässä sekä matkaviestin - Google Patents

Description

, 98019

Menetelmä matkaviestimen käyttämiseksi matkaviestinjärjestelmässä sekä matkaviestin 5 Keksinnön kohteena on menetelmä matkaviestimen käyttämiseksi matkaviestinjärjestelmässä ja erityisesti menetelmä ohjauskanavan vaihtamiseksi matkaviestinjärjestelmässä. Keksinnön kohteena on lisäksi menetelmän mukaisesti käytettäväksi tarkoitettu matkaviestin.

10 Matkaviestinjärjestelmässä on useita tukiasemia ja niille osoitettuja vastaavia ohja-uskanavia ohjaussignaalien lähettämiseksi matkaviestimille. Matkaviestinjärjestelmät ovat nykyisin yleensä solukkomatkaviestinjärjestelmiä, joissa järjestelmän peit-toalue on jaettu soluihin, joissa on yleensä kussakin yksi tukiasema, jolle on osoitettu ohjauskanava siten, että lähekkäin olevien solujen tukiasemilla on eri ohjaus-15 kanavat. Matkaviestinjärjestelmän matkaviestin vastaanottaa toimintavalmiina ollessaan jatkuvasti ohjaussignaalia jollakin ohjauskanavalla saadakseen sillä tavoin sille osoitetut kutsut ja muun järjestelmän antaman tiedon. Solukkoverkon peittoalueella liikkuessaan matkaviestin joutuu aika ajoin vaihtamaan tukiasemaa ja ohjauskanavaa, kun ohjauskanavan kuuluvuus heikkenee etäisyyden kasvaessa senhetkiseen 20 tukiasemaan tai muista syistä.

Matkaviestinjärjestelmien järjestelmäspesifrkaatioissa määritellään kanavanvaihdon toimintatapa ja kriteeerit, joilla matkaviestin aloittaa uuden ohjauskanavan hakemisen. Eri järjestelmissä on määritelty erilaisia ohjauskanavan vaihdon toimintatapoja. 25 Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa sellaisiin matkaviestinjärjestelmiin, joissa ohjauskanavan vaihdon suhteen täyttyvät seuraavat ehdot: a) matkaviestin valitsee itsenäisesti ohjauskanavan, jolla se vastaanottaa ohjaussignaalia, b) matkaviestin vastaanottaa vain yhdellä ohjauskanavalla kerrallaan eikä mittaa jatkuvasti muiden ohjauskanavien voimakkuuksia ja c) järjestelmä antaa matkaviestimelle tiedon siitä, 30 milloin matkaviestin voi olla kuuntelematta ohjauskanavaa, ts. ohjaa toimintavalmiudessa olevan matkaviestimen toimimaan ns. virransäästötilassa.

Kuvatun kaltaisissa matkaviestinjärjestelmissä asetetaan ohjauskanavalla vastaanotetun signaalin huononemiselle, esimerkiksi signaalinvoimakkuuden ja ajan suhteen, 35 kriteeri, jonka täyttyessä matkaviestin lopettaa vastaanoton senhetkisellä ohjauskanavalla ja ryhtyy etsimään signaalinvoimakkuudeltaan parempaa ohjauskanavaa, jollaisen löydettyään ja valittuaan se siirtyy vastaanottamaan ohjaussignaalia tällä uudella ohjauskanavalla. Tähän yleiseen toimintatapaan ohjauskanavan vaihtamisek- 2 98019 si liittyy eräitä ongelmia. Uuden ohjauskanavan löytämiseen saattaa kulua suhteellisen pitkä aika, ja matkaviestin ei ohjauskanavaa hakiessaan esimerkiksi saa sille tulevia kutsuja eikä voi vastaanottaa puhelua. Koska kanavanvaihdon kriteeri verkon mahdollisimman laajaa peittoa ajatellen asetetaan järjestelmissä alas, matkaviestin 5 jää myös usein "roikkumaan" vanhalle tukiasemalle ja ohjauskanavalle liian pitkäksi aikaa, vaikka se voisi valita jo sillä hetkellä toisen tukiaseman voimakkaamman ohjauskanavan. Kaukana olevan tukiaseman kanssa heikolla ohjauskanavalla suoritettu signalointi taas on epävarmaa, ja puhelun muodostaminen voi helposti epäonnistua. Seuraavassa kuvataan sanotunlaisten matkaviestinjäijestelmien eräitä tunnet-10 tuja kanavanvaihtoratkaisuja.

Pohjoismaisessa NMT-järjestelmässä, jonka yhteydessä keksinnön toteutusesimerk-ki kuvataan, kanava katsotaan spesifikaation mukaan menetetyksi, jos kenttä on 2 minuutin ajasta 75% alle vertailutason. Tällöin aloitetaan uuden ohjauskanavan ha-15 ku, joka saattaa kestää muutamasta sekunnista suotuisissa olosuhteissa jopa minuut tiin, kun tilanne on epäsuotuisa. Tänä aikana tulevat kutsut menetetään. Lisäksi järjestelmä antaa toimintavalmiudessa olevalle matkaviestimelle virransäästöjaksoja, joiden aikana viestimen ei tarvitse vastaanottaa signaalia ohjauskanavalla vaan se voi siirtyä virransäästötilaan, niin sanotusti "nukkumaan". NMT-järjestelmässä mat-20 kaviestin saa aina järjestelmältä erikseen ns. nukkumiskomennon, jossa sille annetaan seuraava hereilläoloaika. Hereilläolo- ja nukkumisjaksot voivat olla pitkään suhteellisen säännöllisiä, jos järjestelmän signalointikapasiteetti ei jostain syystä ylikuormitu, niin ettei sitä riitä nukkumiskomentojen säännölliseen lähettämiseen. Kun signalointikapasiteettia on riittävästi, vastaanotin voi olla hereillä ja vastaanot-25 taa ohjaussignaalia valitsemallaan ohjauskanavalla esimerkiksi kahden signaalike-hyksen ajan eli 0,278 sekuntia ja nukkua sen jälkeen säännöllisesti 3,3 sekunnin ajan palatakseen nukkumisjakson jälkeen taas kahden kehyksen ajaksi vastaanottamaan samalle ohjauskanavalle ja niin edelleen. Tutkiessaan kanavanvaihtokriteerin täyttymistä matkaviestin tarkkailee signaalinvoimakkuutta hereilläolojakson aikana ja 30 katsoo saman voimakkuustason jatkuvan myös seuraavan nukkumisjakson ajan. Nykyisen ratkaisun suurin puute NMT-järjestelmässä on se, että kanavanvaihtoja uuden ohjauskanavan haku aloitetaan vasta, kun kanavanvaihtoa edellyttävä ehdoton kriteeri on täyttynyt. Tämän puutteen poistamiseksi ja järjestelmässä erittäin hyödyllisen virransäästötoiminnan hyödyntämiseksi silti mahdollisimman hyvin tarvit-35 täisiin ratkaisu, jolla kanavanvaihtoon voitaisiin valmistautua ennakolta vaihtoehtoisia kanavia tutkimalla kuluttamatta kuitenkaan tarpeettomasti matkaviestimen paristojen energiaa kanavanhakuun.

Il 3 98019

Eräisiin muihin matkaviestinjärjestelmiin liittyen on esitetty ratkaisuja, joilla ohja-uskanavan vaihtoon voidaan varautua ennakolta järjestelyillä, joilla matkaviestimen kapasiteettia jaetaan senhetkisen ohjauskanavan kuuntelun ja vaihtoehtoisten ohja-uskanavien tutkimisen välillä. EP-patenttijulkaisussa 269 643 esitetään kanavanvaih-5 toratkaisu järjestelmässä, jossa tukiasemien lähettämissä ohjaussignaaleissa toistuu kehysrakenne, jossa on ensimmäisessä osassa kohdematkaviestimen tai -viestimet määrittelevä tunnus ja toisessa osassa ohjaussanoma. Matkaviestin analysoi tunnus-osan, ja jos ohjaussanoma ei ole sille tarkoitettu ja jos ohjaussignaalin voimakkuus on tietyn tason alapuolella, matkaviestin ohjataan ohjaussanoman ajaksi toimintati-10 laan, jossa se ilmaisee vaihtoehtoisten tukiasemien ohjauskanavia ja määrittää niiden signaalilaadun. Ratkaisun olennaisena piirteenä on, että matkaviestimen epärelevanttien ohjaussanomien vastaanottoon käyttämää kapasiteettia voidaan hyödyntää paremmin analysoimalla sinä aikana vaihtoehtoisia ohjauskanavia. Ratkaisun puutteena on kuitenkin se, että vaihtoehtoisten kanavien tutkimisen tarpeellisuuden har-15 kinta perustuu vain tunnusosan lyhyen keston aikana vastaanotettuun signaalitasoon, ja näin tuloksena voi olla se, että matkaviestin tutkii jotakuinkin jatkuvasti vaihtoehtoisten ohjauskanavien signaalitasoja. Tällainen ratkaisu ei ole matkaviestimen te-honsäästön ja optimaalisen toiminnan yhdistämistä ajatellen riittävä, eikä mainitun EP-julkaisun ratkaisussa toisaalta edes aseteta tavoitteeksi matkaviestimen virranku-20 lutuksen samanaikaista säästämistä.

Julkaisussa JP 58-187 033 esitetyssä ratkaisussa ajan hankkiminen matkaviestimelle vaihtoehtoisten ohjauskanavien tutkimiseen perustuu siihen, että matkaviestimet on jaettu kutsuryhmiin, joista kullekin lähetetään kutsut tietyssä etukäteen määrätyssä 25 aikavälissä. Matkaviestin vastaanottaa senhetkisellä kutsukanavalla vain oman ryhmänsä aikavälillä ja voi käyttää muiden ryhmien aikavälien ajan muiden tukiasemien ohjauskanavien signaalitasojen tutkimiseen. Tässä julkaisussa ei tarkastella ratkaisun yhteydessä lainkaan matkaviestimen virrankulutusta eikä sellaista toteutustapaa, jolla vaihtoehtoisten kanavien tutkimista ennakkoon voitaisiin tässä tarkoituk-30 sessa optimaalisesti rajoittaa.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä matkaviestimen käyttämiseksi patenttivaatimuksen 1 johdantokappaleen mukaisessa matkaviestinjärjestelmässä, jolla ohjauskanavan vaihtoon voidaan varautua ennakolta niin, että ylei-35 sesti ottaen vältetään tilanne, jossa uutta ohjauskanavaa ryhdytään hakemaan vasta kun ehdoton kanavanvaihtokriteeri on täyttynyt, ja jolla matkaviestimen kapasiteettia ei kuitenkaan käytetä tarpeettomasti vaihtoehtoisten ohjauskanavien tutkimiseen virransäästön kustannuksella. Tässä tarkoituksessa keksinnön mukaiselle menetel- 4 98019 mälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkki-osassa.

Keksinnön mukainen ratkaisu perustuu siihen, että ohjauskanavalla vastaanotetun 5 signaalin huononemiselle asetetaan ehdottoman kanavanvaihtokriteerin lisäksi ainakin yksi mutta suositeltavimmin useampia toisia kriteereitä, jotka signaalin huonontuessa täyttyvät ennen ehdottoman kriteerin täyttymistä, ja että matkaviestin tällaisen lisäkriteerin täyttyessä käyttää virransäästöjaksolle varattua aikaa vaihtoehtoisten ohjauskanavien tutkimiseen. Jos virransäästöjakson aikana löytyy vaatimukset 10 täyttävä ohjauskanava, matkaviestin vaihtaa tälle kanavalle. Jos taas parempaa oh-jauskanavaa ei löydy, matkaviestin siirtyy virransäästöjakson päättyessä vastaanottamaan määritellyn jakson ajaksi entisellä ohjauskanavalla. Sen mukaan, miten tämä toimintajärjestelmässä määritellään, matkaviestin voi jatkaa ohjauskanavien skannausta seuraavilla virransäästöjaksoilla, aina välillä senhetkiselle ohjauskana-15 valle palaten, kunnes kaikki kanavat on skannattu läpi. Ellei vaatimukset täyttävää uutta ohjauskanavaa löydetä ja ellei signaalin laatu senhetkisellä ohjauskanavalla enää huonone, matkaviestin jatkaa normaalisti käyttäen virransäästöjaksot täysin vir-ransäästöön. Toisaalta jos ohjauskanavan signaali huononee edelleen, niin että saavutetaan mahdollinen seuraava toinen kriteeri, matkaviestin käyttää jälleen virran-20 säästöjakson ajan vaihtoehtoisten ohjauskanavien tutkimiseen ja niin edelleen. Tällä tavoin saavutetaan matkaviestimen optimaalinen toimintatapa, jossa matkaviestin alkaa varautua kanavanvaihtoon ennalta ja ohjaussignaalin jatkuvasti huonontuessa suorittaa kanavanvaihdon mitä todennäköisimmin ennen kuin huonontuminen on saavuttanut ehdottoman kanavanvaihtokriteerin, jolloin kanavanvaihto tapahtuu 25 joustavasti eikä toimintavalmiuden katkosta siitä syystä synny. Jos signaali taas ei huonone enempää, varautumista ei jatketa tarpeettomasti, ja matkaviestin käyttää virransäästöjaksot niiden alkuperäisen tarkoituksen mukaisesti virransäästöön.

Keksintö koskee myös keksinnön mukaisella menetelmällä käytettäväksi tarkoitettua 30 matkaviestintä, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 7.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa viitaten oheen liitettyihin piirustuksiin, joista: 35 kuva 1 esittää kaavamaisesti osaa solukkomatkaviestinjärjestelmästä, jossa keksintöä voidaan soveltaa, li 5 98019 kuvan 2 kaavioista a) havainnollistaa tekniikan tason mukaista ja b) ja c) havainnollistavat keksinnön menetelmän mukaista matkaviestimen toimintaa toimintavalmius-tilassa, 5 kuva 3 havainnollistaa kanavanvaihdon tapahtumista a) tekniikan tason ja b) keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä ja kuva 4 esittää keksinnön menetelmällä käytettäväksi tarkoitetun matkaviestimen erään sovellutuksen lohkokaaviota.

10

Kuva 1 esittää kaavamaisesti osaa solukkomatkaviestinjäijestelmästä, jossa solujen tukiasemilla BS1 - BS5 on vastaavasti ohjauskanavat CC1 - CC5. Matkaviestin MS on siirtymässä tukiaseman BS1 peittoalueelta tukiaseman BS2 alueelle ja vastaanottaa vielä ohjaussignaaleja tukiaseman BS1 ohjauskanavalla CC1. Matkaviestimen 15 MS etääntyessä edelleen tukiasemasta BS1 ohjauskanavalla CC1 vastaanotetun signaalin voimakkuus heikkenee, ja kanavanvaihto alkaa tulla ajankohtaiseksi.

Kuten edellä selityksen yleisessä osassa todettiin, keksintöä voidaan soveltaa esimerkiksi NMT-jäijestelmään. Nykyisten spesifikaatioiden mukaisessa NMT-järjes-20 telmässä matkaviestin MS toimii kuvan 1 tilanteessa siten, että se vastaanottaa signaalia tukiasemalta BS1 ohjauskanavalla CC1, kunnes signaalin huonontuminen saavuttaa tietyn kriteerin, vaikka tukiasema BS2 olisi jo huomattavasti lähempänä ja sen ohjaussignaali kanavalla CC2 huomattavasti voimakkaampi kuin senhetkinen ohjaussignaali kanavalla CC1. Kun mainittu kriteeri saavutetaan, senhetkinen ohja-25 uskanava katsotaan menetetyksi, ja matkaviestin MS ryhtyy hakemaan uutta ohjaus-kanavaa. Kanavanhakuproseduuri voi käsittää useita skannauskierroksia mahdollisesti useilla RF-tasokriteereillä sekä mittaustulosten tallennusta ja käsittelyä hyväksyttävän kanavan löytämiseksi. Matkaviestimellä voi olla myös järjestelmän sille toimittamaa informaatiota, jonka perusteella se pystyy rajaamaan skannattavia ka-30 navia. Koska keksintö ei kohdistu itse hakuproseduurin yksityiskohtiin, niitä ei tarkastella tässä lähemmin. Olennaista on, että esimerkiksi NMT-jäijestelmässä uuden ohjauskanavan haku voi kestää suotuisassa tapauksessa joitakin sekunteja ja pahimmillaan jopa noin minuutin, jona aikana matkaviestin ei tekniikan tason mukaisessa järjestelmätoteutuksessa ole toimintavalmis eikä kykenevä vastaanottamaan kutsuja. 35 NMT-spesifikaatioiden mukaan kriteeri signaalin huononemiselle ohjauskanavalla täyttyy ja kanavanvaihto katsotaan välttämättömäksi, kun signaalitaso on ollut kuluneiden 2 minuutin ajasta 75% alle vertailutason. Tätä ehdotonta kanavanvaihtokri- 6 98019 teeriä tarkastellaan tässä hakemuksessa ns. ensimmäisenä kriteerinä ja siitä käytetään merkintää A. NMT-spesifikaatioissa määritellään kaksi eri vertailutasoa erityyppisille tukiasemille, jotka matkaviestin MS pystyy niiden antamien signaalien tietyistä biteistä tunnistamaan, mutta keksinnön selittämisen kannalta riittää yhden 5 tehotason, josta käytetään merkintää L, tarkastelu. NMT-järjestelmässä yleisemmin käytetty vertailutaso on nimellisesti lOdB (lpV) E.M.F.

Kuten selityksen yleisessä osassa myös todettiin, keksinnön sovelluskohteena on erityisesti matkaviestinjärjestelmä, jossa on toteutettu ns. virransäästötoiminta, jol-10 loin järjestelmä antaa matkaviestimelle ohjeen, milloin matkaviestimen tulee olla "hereillä" eli vastaanottaa ohjauskanavalla ja milloin se vastaavasti voi säästää virtaa eli "nukkua" ja olla vastaanottamatta mitään signaalia. NMT järjestelmä antaa matkaviestimille hereilläoloajat niiden tunnusten perusteella. Eräs mahdollinen hereillä-oloaika voi olla esimerkiksi 2 signaalikehystä eli 278 ms ja nukkumisaika puolestaan 15 3,3 sekuntia. Näitä arvoja on käytetty keksinnön toimintaa tarkemmin havainnollis tavassa kuvan 2 esimerkissä, jota kuvataan alla. Matkaviestin mittaa signaalinvoi-makkuuden niiden 2 kehyksen aikana, jolloin se on hereillä, ja katsoo mainitun ka-navanvaihtokriteerin täyttymistä arvioidessaan, että sama signaalitaso jatkuu myös seuraavan nukkumis- eli virransäästöjakson ajan.

20

Kuvan 2 kaaviot esittävät esimerkin matkaviestimen toisaalta tekniikan tason mukaisesta ja toisaalta keksinnön mukaisesta toiminnasta edellä kuvatun kaltaisessa NMT-jäijestelmässä. Kaaviot a) - c) kuvaavat matkaviestimen hereilläolo-ja virransäästö-jaksoja tietyssä kanavanvaihtoa edellyttävässä tilanteessa. Lähtökohtana kuvassa 2 25 on, että tarkastellaan kahta toimintavalmiina olevaa matkaviestintä (vastaavasti kaavioiden a) ja b) edustamat) lähtien hetkestä t = 0. Matkaviestimet vastaanottavat he-reilläolojaksojen aikana senhetkisellä ohjauskanavalla, josta käytetään kummassakin kaaviossa merkintää CC1. Niillä on sellaiset tunnusnumerot, että niiden hereilläolo-ja virransäästöjaksot ovat samat. Jaksoilla on tässä esimerkissä edellä esitetyt sään-30 nölliset pituudet. Matkaviestinten toiminnassa toistuvat siten kaavioissa kuvatut numeroidut jaksot, jotka sisältävät hereilläoloajan TA ja virransäästöajan TS, kuten on esitetty kaaviossa a) jakson numero 10 kohdalla. Jaksot on numeroitu ainoastaan selityksen helpottamiseksi, eikä numeroinnilla ole mitään yhteyttä matkaviestimen toimintaan. Matkaviestinten ohjauskanavalla vastaanottama signaalitaso on esimer-35 kissä hetkestä t = 0 lähtien koko ajan alle vertailutason L, eikä niille tule kutsuja tarkasteltuna aikana.

7 98019

Tekniikan tason mukaista toimintaa kuvaava kaavio a) on yksinkertainen. Matkaviestin tarkkailee hereilläolojaksojen aikana mitattuja signaalitasoja, ja kun se havaitsee jakson 25 kohdalla, että ehdoton kanavanvaihtokriteeri A on täyttynyt eli signaalitaso on ollut kuluneiden 2 minuutin ajasta 75% alle vertailutason L, se lopet-5 taa vastaanoton senhetkisellä ohjauskanavalla ja aloittaa uuden kanavan haun, jonka ajatellaan tässä kestävän jokseenkin pitkään, noin 35 sekuntia, eli jotakuinkin tarkastellun ajan loppuun.

Kaaviot b) ja c) kuvaavat keksinnön mukaisen toiminnan kahta eri vaihtoehtoa. Kek-10 sinnön mukaisessa toiminnassa on olennaista ensinnäkin se, että määritellään ehdottoman kanavanvaihtokriteerin lisäksi ainakin yksi ennen sen täyttymistä täyttyvä toinen kriteeri. Suositeltavaa on, että määritellään useita tällaisia kriteereitä, ja tarkastellussa esimerkissä on määritelty niitä yhteensä viisi eli kriteerit B - F, tässä tapauksessa prosenttiosuuksina, jotka signaali sanotusta kuluneen 2 minuutin ajasta on 15 enintään saanut olla alle vertailutason L. Kriteerit mukaan lukien kriteeri A on esitetty seuraavassa taulukossa 1.

Taulukko 1 _

Kriteeri__Määrittely_

A__Signaali 75% 2 minuutin ajasta alle vertailutason L

B__Signaali 30% 2 minuutin ajasta alle vertailutason L

_C__Signaali 40% 2 minuutin ajasta alle vertailutason L

_D__Signaali 50% 2 minuutin ajasta alle vertailutason L

_E__Signaali 60% 2 minuutin ajasta alle vertailutason L

_F_ Signaali 70% 2 minuutin ajasta alle vertailutason L

20 Keksinnön mukaisessa menetelmässä matkaviestimen käyttämiseksi edellä kuvatun kaltaisessa matkaviestinverkossa on olennaista se, että matkaviestin ryhtyy ennen ehdottoman kanavanvaihtokriteerin A täyttymistä täyttyvien kriteereiden B - F perusteella valmistautumaan todennäköisesti eteen tulevaan kanavanvaihtoon käyttämällä virransäästöjaksojen aikaa vaihtoehtoisten ohjauskanavien hakemiseen. Niin-25 pä seurattaessa keksinnön mukaista toimintaa kaavion b) alusia lähtien nähdään, että jakson 11 alkaessa matkaviestin havaitsee kriteerin B täyttyneen. Niinpä matkaviestin käyttää seuraavan virransäästöjakson ajan kanavanhakuun palaten jakson lopussa kahden kehyksen ajaksi senhetkiselle ohjauskanavalle, koska hyväksyttävää uutta ohjauskanavaa ei löytynyt. Matkaviestin ei tämän esimerkin toteutuksessa jatka ka-30 navanhakua seuraavan virransäästöjakson aikana vaan ainoastaan tallentaa suoritta- 8 98019 mansa kanavanhakujakson aikana saamansa tiedot ja jatkaa sen jälkeen normaalia virransäästötavan mukaista toimintaa tarkkaillen hereilläolojaksojen aikana senhetkisen ohjauskanavan signaalitasoa. Kuten edellä todettiin, signaalitaso pysyy tässä esimerkissä jatkuvasti vertailutason alapuolella, ja kun kriteeri C täyttyy jakson 14 5 alkaessa, matkaviestin käyttää jälleen yhden virransäästöjakson ajan kanavanhakuun samalla tavoin ja samoin tuloksin kuin edelliselläkin kerralla. Jos ohjauskanavalla vastaanotettu signaalitaso olisi noussut välillä merkittäväksi ajaksi vertailutason yläpuolelle, matkaviestin olisi jatkanut normaalia virransäästötavan mukaista toimintaa, kunnes esimerkiksi kriteeri B jossain vaiheessa taas signaalin ehkä uudelleen huo-10 nontuessa olisi täyttynyt. Kun signaalitaso edelleen pysyy alhaalla, matkaviestin havaitsee jakson 17 alussa kriteerin D täyttyneen ja ryhtyy virransäästöjakson ajaksi jatkamaan kanavanhakua. Jos hyväksyttävää kanavaa ei kaavion b) esittämällä tavalla löydy nyt eikä vielä seuraavien kriteereiden E ja F täytyttyäkään, esimerkiksi siksi, että matkaviestin on joutunut verkon reuna-alueelle, jossa miltään tukiasemalta 15 ei saada hyväksyttävää signaalitasoa, on tuloksena tässäkin tapauksessa lopulta kriteerin A täyttyminen ja uudelleen aloitettu perusteellinen kanavanhaku.

Normaalissa tilanteessa toteutuu kuitenkin jo nyt todennäköisesti kaavion c) esittämä vaihtoehto. Matkaviestimen jaksoittain toteutettu kanavanhaku, johon nyt on ol-20 lut kaiken kaikkiaan käytettävissä jo noin 9 sekuntia aikaa, johtaa kaavion b) jakson 17 aikana hyväksyttävän uuden ohjauskanavan CC2 löytämiseen, ja matkaviestin ehtii ennen virransäästöjakson ajan päättymistä kytkeytyä uudelle ohjauskanavalle. Kuvan 2 esittämässä esimerkissä oletetaan, että signaalitaso on myös tällä uudella ohjauskanavalla CC2, jolle on siirrytty kaavion b) jakson 18 aloittavan hereilläolo-25 jakson ajaksi, jatkuvasti alle vertailutason L, ja niinpä myös nyt täyttyy kriteeri B kaavion c) jakson 11 alussa, kriteeri C jakson 14 alussa, kriteeri D jakson 17 alussa ja niin edelleen, ja matkaviestin suorittaa edelleen kanavanhakua jaksoittain uhraten siihen osan virransäästöajasta.

30 Kuvan 2 kaavio c) ei ehkä ole käytännössä todennäköisimmin toteutuva. Silloin kun matkaviestin siirtyy selvästi esimerkiksi tukiaseman BS1 peittoalueelta tukiaseman BS2 peittoalueelle, kuten kuvassa 1 esitetään, uudella ohjauskanavalla CC2 on todennäköisesti hyvä signaalitaso, ja tuloksena on ollut joustava ja huomaamattomasti tapahtunut kanavanvaihto, ilman että on uhrattu merkittävässä määrin virransäästö-35 aikaa, ja kun toisaalta useimmissa tapauksissa ei päädytä lainkaan kriteerin A täyttymiseen ja sitä seuraavaan pakotettuun kanavanvaihtoproseduuriin, voidaan matkaviestimelle saada kaiken kaikkiaan jopa enemmän virransäästöaikaa kuin nykyisten spesifikaatioiden mukaisella toimintatavalla. Keksinnön mukaisen menetelmän 9 98019 avulla saavutetaan siten optimaalinen toimintatapa, jossa säilytetään virransäästön tasoja voidaan jopa parantaa sitä, samalla kun myös kanavanvaihto saadaan toimimaan siten, että siihen varaudutaan ennakolta. Kun kanavanvaihto osoittautuu tarpeelliseksi, se tapahtuu joustavasti, mutta kun kanavanvaihdon tarve siirtyy tai pois-5 tuu, varautumiseen ei uhrata matkaviestimen resursseja. Tämä toteutuu erityisen hyvin keksinnön tässä selitetyllä toteutuksella, jossa kanavanvaihdon jaksoittainen suorittaminen perustuu useiden portaittain täyttyvien kriteereiden käyttöön.

Edellä kuvan 2 yhteydessä esitetyssä esimerkkiratkaisussa matkaviestin käyttää jon-10 kin toisista kriteereistä täyttyessä vain yhden virransäästöjakson ajan kanavanha-kuun. Tämä onkin perusteltu ratkaisu tässä tapauksessa, koska virransäästöjakso on esimerkissä varsin pitkä, 3,3 sekuntia. Toiminta voidaan luonnollisesti toteuttaa myös sillä tavoin, että matkaviestin käyttää kanavanhakuun ainakin jonkin toisista kriteereistä toteutuessa kaksi tai jopa useampia virransäästöjaksoja perätysten välillä 15 senhetkiselle ohjauskanavalle palaten, ellei uutta ohjauskanavaa ole löytynyt. Eräs toteutusvaihtoehto on myös, että matkaviestin ohjataan suorittamaan aina kerralla tietty osa kanavanhausta ja käyttämään siihen tarvittava aika peräkkäisistä virran-säästöjaksoista. Alan ammattilainen voi virransäästöjakson pituuden ja muut järjes-telmäparametrit huomioon ottaen suunnitella helposti myös muita toteutusvaihtoeh-20 toja.

Esitetyssä esimerkissä kaikki kriteerit on asetettu ajan suhteen käyttäen samaa sig-naalinvoimakkuuden vertailutasoa. On selvää, että kriteerit voitaisiin määritellä yhtä hyvin eri vertailutasojen avulla pitäen niiden määrittely ajan suhteen samana tai 25 vaihtelemalla kriteereissä sekä signaalinvoimakkuuden vertailutasoja että määrittelyä ajan suhteen. Alan ammattilainen ymmärtää myös, että signaalin laadun huonontuessa asteittain täyttyviä kriteereitä voidaan asettaa signaalinvoimakkuuden ja ajan suhteen myös muulla tavoin tai että kriteereitä signaalin huononemiselle voidaan joissakin tapauksissa asettaa esimerkiksi bittivirhesuhteeseen perustuen.

30

Kuvan 3 avulla havainnollistetaan parannusta, joka keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan aikaan kanavanvaihdossa nykyiseen menetelmään verrattuna. Kuva 3(a) kuvaa nykyistä ratkaisua, ja siinä on osoitettu matkaviestimen MS reitti useiden solujen, joilla on vastaavasti tukiasemat BS1, BS2 ja BS3, läpi. Pisteet P1 ja P2 35 osoittavat kohtia, joissa kanavanvaihto tässä esimerkissä todennäköisesti tapahtuisi. Etääntyessään tukiasemasta BS1 matkaviestin ei vaihda ajoissa lähestyvän voimakkaamman tukiaseman BS2 ohjauskanavalle vaan "roikkuu" BSl.n ohjauskanavalla mahdollisimman kauan eli siihen asti, kunnes signaalin laatu on sanotun ehdottoman 98019 10 kanavanvaihtokriteerin täyttyessä niin huono, että ohjauskanava katsotaan menetetyksi. Sama toistuu matkaviestimen etääntyessä tukiasemasta BS2 ja lähestyessä tukiasemaa BS3. Kuva 3(b), jossa käytetään samoja merkintöjä kuin kuvassa 3(a), esittää samalla tavalla kanavanvaihdon tapahtumista keksinnön mukaista menetel-5 mää käytettäessä. Kun matkaviestin ryhtyy suorittamaan kanavanhakua jaksoittain jo paljon ennen ehdottoman kanavanvaihtokriteerin täyttymistä ja kun tarjolla on lähestyvän tukiaseman voimakkaampi ohjauskanava, kanavanvaihto myös todennäköisesti tapahtuu huomattavasti aikaisemmin kuin kuvan 3(a) havainnollistamalla menetelmällä.

10

Lopuksi kuvataan keksinnön mukaisella menetelmällä käytettävän matkaviestimen erästä sovellutusmuotoa, jonka lohkokaavio on esitetty kuvassa 4. Kuvatun sovellu-tusmuodon mukainen matkaviestin voi olla esimerkiksi NMT-puhelin. Keksinnön kannalta epäolennaisten lohkojen toimintaa selitetään vain hyvin lyhyesti.

15 Lähetyspuolella mikrofonilta 31 saatu puhesignaali käsitellään audioprosessointiloh-kossa 32, ja modulaattorilohkossa 33 saatu kantataajuinen puhesignaali moduloidaan välitaajuiseksi RF-signaaliksi ja sekoitetaan syntesoijalta 34 saatavaan kanava-taajuiseen signaaliin. Lähetinlohko 35 vahvistaa signaalin halutulle tehotasolle, ja 20 dupleksisuodatin 36 suodattaa sitä ja estää lähetinsignaalin pääsemisen vastaanottimen 38 taajuuskaistalle.

Vastaanottopuolella antennilta 37 saatu signaali suodatetaan dupleksisuodattimessa 36 ja sekoitetaan vastaanottimessa 38 syntesoijan 34 tuottamaan injektiosignaaliin 25 välitaajuisen signaalin tuottamiseksi. Demodulaattorilohkossa 39 välitaajuussignaali vahvistetaan rajoitinvahvistimissa ja ilmaistaan esimerkiksi kvadratuuri-ilmaisimel-la. Ilmaistu audiotasoinen signaali käsitellään edelleen audioprosessointilohkossa 40 kuulokkeelle 41 tulevan puhesignaalin tuottamiseksi.

30 Matkaviestimen toimintaa ohjaa keskitetysti mikroprosessorin ympärille rakennettu ohjain 43, jonka käytettävissä on RAM- ja ROM-muistit 44 ja 45.

Taajuussyntesoijassa 34 on jänniteohjattu oskillaattori, jonka taajuus jaetaan alas, ja sitä verrataan sitten referenssioskillaattorin tuottamaan taajuuteen. Vertailujännit-35 teellä VC ohjataan takaisinkytketysti oskillaattoria stabiilin taajuuden synnyttämiseksi. Taajuusoskillaattorin jakolukua muutetaan ohjaimen 43 ohjaamana halutun kanavataajuuden valitsemiseksi.

li 98019 11

Demodulaattoriosan 39 rajoitinvahvistimilta saadaan tieto kentänvoimakkuudesta (RSSI), joka muutetaan digitaaliseksi A/D-muuntimella 42 ja toimitetaan edelleen ohjaimelle 43. Ohjaimen 43 ja muistien 44 ja 45 avulla on asetettu signaalinvoimak-kuuden ja ajan suhteen kriteeri, joka täyttyy signaalin huonontuessa ja laskiessa 5 asetetun vertailutason alapuolelle olennaisen pitkiksi ajoiksi. Kriteerin täyttyessä suoritetaan kanavanvaihtoja sitä varten kanavanhaku uuden kanavan löytämiseksi.

Kanavanhaku suoritetaan siten, että ohjain 43 asettaa halutun jakosuhteen syntesoi-jan 34 jakajalle ja mittaa kanavan kentänvoimakkuuden (RSSI-tason) asettumisajan 10 kuluttua. Mitattu tasotieto tallennetaan RAM-muistiin 44, ja sitä verrataan kanavan hyväksymiselle asetettuihin signaalin laadun kriteereihin. Ohjain 43 skannaa tällä tavalla saamansa informaation perusteella läpi mahdollisia kanavia määrätyn kana-vanhakuproseduurin mukaisesti.

15 Järjestelmäsignaloinnista huolehtii ohjain 43, jonka tuottama databittivuo muutetaan kantataajuiseksi datasignaaliksi modeemilohkossa 47, joka on esimerkiksi FFSK-modeemi. Vastaavasti vastaanotettu kantataajuinen datasignaali ilmaistaan samalla modeemipiirillä.

20 Virransäästölogiikka muodostuu ohjattavasta virransyöttölohkosta 48 ja ajastinloh-kon 46 toiminnasta. Ajastinlohko 46 pidetään aina virrallisena aikaviiveiden tuottamiseksi. Kun signaloinnista saadaan ns. nukkumiskomennon välityksellä asetettu virransäästöaika eli seuraavan ohjaussignaalin tuloaika, asettaa ohjain 43 halutun viiveen ajastimelle 46 ja ohjaa ajastinlohkoa lukuunottamatta kaikki puhelimen loh-25 kot virrattomiksi. Viiveen kuluttua ajastinloko 46 herättää keskeytyssignaalilla INT ohjaimen 43, jonka ohjaamana kytketään käyttöjännitteet VI ja V2 tarvittaville lohkoille. Käyttöjännitteet voidaan kytkeä eri lohkoille matkaviestimen toimintatilasta riippuvasti. Toimintavalmiudessa ollessaan matkaviestin palaa virransäästöajan päätyttyä vastaanottamaan signaalia samalle ohjauskanavalle, jolla se oli nukkumisko-30 mennon saadessaan.

Kun ohjaimen 43 ja muistien 44 ja 45 avulla asetetaan matkaviestimen tunnetussa toimintatavassa ohjauskanavalla vastaanotetun signaalin huononemiselle vain aikaisemmin mainittu ensimmäinen kriteeri A, joka johtaa senhetkisen kanavan hylkää-35 miseen ja kanavanhakuproseduurin suorittamiseen uuden ohjauskanavan löytämiseksi, keksinnön mukaisessa matkaviestimessä asetetaan tämän lisäksi ensisijaisesti samojen lohkojen 43, 44 ja 45 avulla ainakin yksi, signaalin huonontuessa ennen ensimmäistä kriteeriä täyttyvä toinen kriteeri. Ensimmäinen kriteeri A ja toiset kri- 12 98019 teerit B, C, D, E, F voivat NMT-järjestelmässä olla esimerkiksi taulukossa 1 esitetyt.

Ohjaimen 43 ja muistien 44 ja 45 avulla voidaan myös muuttaa matkaviestimen 5 edellä esitettyä toimintaa siten, että jonkin toisista kriteereistä B, C, D, E, F täyttyessä ohjain 43 ei nukkumis- tai virransäästökomennon saadessaan ja asettaessaan ajastinlohkon 46 avulla virransäästöjakson pituisen viiveen ohjaakaan matkaviestimen muita lohkoja virransäästötilaan vaan sen sijaan ohjaa tarpeelliset lohkot, kuten syntesoijan 34, vastaanottimen 38, demodulaattorin 39 ja A/D-muuntimen 42 itsensä 10 lisäksi suorittamaan määrätyn proseduurin mukaista kanavanhakua asetetun viiveen eli tarkoitetun virransäästöjakson aikana. Viiveen kestäessä ohjain 43 ohjaa kanavanhakua normaalisti, eli jos uusi kanava löytyy ajoissa, ohjain 43 ohjaa matkaviestimen siirtymään tälle kanavalle jo seuraavan hereilläolojakson ajaksi. Ellei uutta kanavaa löydy, ohjain 43 keskeyttää kanavanhaun asetetun aikaviiveen päättyessä ja 15 ohjaa matkaviestimen vastaanottamaan entisellä ohjauskanavalla samalla tavalla, kuin jos nukkumisjakso olisi käytetty virransäästöön.

Edellä esitetty uusien kriteereiden asettaminen ja ohjauksen toiminnan muuttaminen on matkaviestimen ohjauksen suunnittelijalle lähinnä tavanomaista matkaviestintä 20 ohjaavan prosessorin ohjelmointityötä ja siihen liittyen matkaviestimen lohkojen välisen signaloinnin uudelleensuunnittelua. Alan ammattilaisen on myös helppo nähdä, kuinka matkaviestimessä toteutetaan sellaiset toiminnalliset lisäykset ja muutokset, joiden avulla matkaviestin saadaan toimimaan keksinnön mukaisen menetelmän eri variaatioiden mukaisesti.

li

Claims (7)

13 98019

1. Menetelmä matkaviestimen (MS) käyttämiseksi matkaviestinjärjestelmässä, jossa on useita tukiasemia (BS1,..., BS5) ja niille osoitettuja vastaavia oh-jauskanavia (CC1,..., CC5) signaalien lähettämiseksi matkaviestimille, 5 jossa matkaviestin (MS) toimintavalmiina ollessaan vastaanottaa jonkin tuki aseman ohjauskanavalla (CC1) signaalia, tarkkailee sanotun signaalin laatua sekä lopettaa vastaanoton ohjauskanavalla (CC1) ja suorittaa määrätyn proseduurin mukaisen kanavanhaun uuden ohjauskanavan löytämiseksi, kun ohjauskanavalla (CC1) vastaanotetun signaalin huononemisessa jollakin hetkellä täyttyy signaalin laadulle 10 asetettu ensimmäinen kriteeri (A), jossa matkaviestin (MS) lisäksi, sen ollessa toimintavalmiina ja vastaanottaessa ja tarkkaillessa signaalia ohjauskanavalla (CC1) ensimmäisen jakson (TA) aikana, ohjataan vasteena saadulle virransäästökomennolle siirtymään virransäästötilaan ja lopettamaan signaalinvastaanotto toisen jakson (TS) ajaksi sekä palaamaan toisen 15 jakson (TS) päättyessä vastaanottamaan ja tarkkailemaan signaalia ohjauskanavalla (CC1) uuden ensimmäisen jakson (TA) ajaksi, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi asetetaan ohjauskanavalla (CC1) vastaanotetun ohjaussignaalin huononemiselle ainakin yksi ennen ensimmäisen kriteerin (A) täyttymistä täyttyvä toinen kriteeri 20 (B, C, D, E, F), jonka täyttyessä matkaviestin (MS) suorittaa määrätyn proseduurin mukaista kanavanhakua uuden ohjauskanavan löytämiseksi toisen jakson (TS) aikana ja palaa vastaanottamaan ohjauskanavalla (CC1) ensimmäisen jakson (TA) ajaksi, ellei uutta ohjauskanavaa (CC2) ole löytynyt.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä matkaviestimen käyttämiseksi matkaviestinjärjestelmässä, tunnettu siitä, että sanotut kriteerit (A, B, C, D, E, F) asetetaan signaalinvoimakkuuden ja ajan suhteen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä matkaviestimen käyttämiseksi 30 matkaviestinjärjestelmässä, tunnettu siitä, että kriteerit asetetaan määrittelemällä signaalinvoimakkuuden yksi tai useampia vertailutasoja ja vastaavat ajat, jotka vastaanotettu signaali enintään saa olla vertailutason alapuolella.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä matkaviestimen 35 käyttämiseksi matkaviestinjäijestelmässä, tunnettu siitä, että jonkin sanotuista toisista kriteereistä (B, C, D, E, F) täyttyessä matkaviestin (MS) suorittaa määrätyn proseduurin mukaista kanavanhakua yhden toisen jakson (TS) aikana. 14 98019

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä matkaviestimen käyttämiseksi matkaviestinjärjestelmässä, tunnettu siitä, että jonkin sanotuista toisista kriteereistä (B, C, D, E, F) täyttyessä matkaviestin (MS) suorittaa yhden tai useamman peräkkäisen toisen jakson (TS) aikana määrätyn jakson määrätyn proseduurin 5 mukaisesta kanavanhausta.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä matkaviestimen käyttämiseksi matkaviestinjärjestelmässä, tunnettu siitä, että matkaviestin (MS), suoritettuaan määrätyn proseduurin mukaista kanavanhakua johonkin kohtaan asti 10 yhden tai useamman toisen jakson (TS) aikana aikaisemmin jonkin sanotuista toisis ta kriteereistä (B, C, D, E, F) täytyttyä, jonkin sanotuista toisista kriteereistä (B, C, D, E, F) täyttyessä jatkaa määrätyn proseduurin mukaisen kanavanhaun suorittamista sanotusta kohdasta.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisella menetelmällä käytettäväksi tarkoitettu matkaviestin (MS), joka sisältää: välineet (37, 36, 38, 34, 39, 47, 43, 44, 45) signaalin vastaanottamiseksi ohja-uskanavalla (CC1) sekä vastaanotetun signaalin ilmaisemiseksi ja dekoodaamiseksi, välineet (39, 42, 43, 44, 45) ohjauskanavalla (CC1) vastaanotetun signaalin 20 laadun tarkkailemiseksi, välineet (43, 44, 45) ensimmäisen kriteerin (A) asettamiseksi vastaanotetun signaalin laadun huononemiselle ja matkaviestimen (MS) ohjaamiseksi lopettamaan signaalin vastaanotto ohjauskanavalla (CC1) ja suorittamaan määrätyn proseduurin mukainen kanavanhaku, kun ensimmäinen kriteeri (A) täyttyy, 25 välineet (34, 38, 39, 42, 43, 44, 45) määrätyn proseduurin mukaisen kanavan haun suorittamiseksi sekä välineet (43, 44, 45, 46, 48) matkaviestimen (MS), sen vastaanottaessa signaalia ohjauskanavalla (CC1) ensimmäisen jakson (TA) aikana, ohjaamiseksi vasteena saadulle virransäästökomennolle siirtymään virransäästötilaan ja lopettamaan sig-30 naalinvastaanotto toisen jakson (TS) ajaksi ja palaamaan vastaanottamaan signaalia ohjauskanavalla (CC1) toisen jakson (TS) päättyessä uuden ensimmäisen jakson (TA) ajaksi, tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi: välineet (43, 44, 45) ainakin yhden, signaalin laadun huonontuessa ennen en-35 simmäisen kriteerin (A) täyttymistä täyttyvän toisen kriteerin (B, C, D, E, F) asettamiseksi sekä välineet (43, 44, 45) matkaviestimen (MS) ohjaamiseksi jonkin toisista kriteereistä (B, C, D, E, F) täyttyessä vasteena saadulle virransäästökomennolle suoritta- II 15 98019 maan määrätyn proseduurin mukaista kanavanhakua toisen jakson (TS) aikana ja palaamaan vastaanottamaan signaalia ohjauskanavalla (CC1) ensimmäisen jakson (TA) ajaksi, ellei uutta ohjauskanavaa ole löytynyt.

5 Patentkrav