ITMI941009A1 - Procedimento per l'anticipo di handover in sistemi radiomobili in presenza di brusche attenuazioni dei segnali radio e relativo circuito - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce al campo dei sistemi radiomobili, e in particolare ad un procedimento, e ad un circuito, per l'anticipo di handover in sistemi radiomobili in presenza di brusche attenuazioni dei segnali radio.

Come è noto, nel collegamento tra un apparecchio telefonico radiomobile e una stazione radio base, il segnale radio è soggetto ad attenuazioni per una molteplicità di cause diverse. Una trattazione esauriente del problema che riguarda le suddette attenuazioni è riportata nella Raccomandazione GSM 03.30, versione 4.1.0 del Gennaio 1993, a cura dell'ETSI. Nell'appendice B della specifica citata sono riportate delle formule empiriche per il calcolo dell'attenuazione di tratta in diversi ambiti radiomobili, come ad esempio: le aree rurali, suburbane, o urbane, distinguendo inoltre tra celle di medio/grandi, piccole, o piccolissime dimensioni. Le formule di cui sopra sono rappresentate da somme algebriche di termini logaritmici, ognuno dei quali tiene conto di una rispettiva causa a cui l'attenuazione può essere ricondotta; le principali cause sono ad esempio: la distanza tra le antenne, la loro altezza dal suolo, la presenza di ostacoli sul terreno che possono mascherare il segnale, le caratteristiche stesse del terreno, la velocità del mobile, la propagazione per cammini multipli, etc. Quest 'ultima dà luogo ad una attenuazione conosciuta come fading di Rayleigh, di natura essenzialmente probabilistica, che appare e scompare molto rapidamente.

In conseguenza di quanto detto, appare chiaro come nel corso di una conversazione telefonica possano verificarsi variazioni nell'attenuazione dei segnali per le cause summenzionate. A volte queste variazioni sono molto brusche e persistenti, ad esempio quando in una microcella urbana un mobile gira l'angolo di un edificio, oppure quando un utente entra in un edificio. In tali casi l'intelligibilità della conversazione in corso scade fino al punto di esaurire tutte le possibilità di recupero del sistema radiomobile, è allora inevitabile la caduta della connessione.

Come è noto, i sistemi radiomobili di concezione avanzata possiedono diversi mezzi per garantire una buona qualità del collegamento radio tra gli utenti durante i loro spostamenti. Esempi di questi mezzi sono: la ridondanza introdotta nella codifica del segnale vocale, il controllo graduale della potenza dei trasmettitori, e da ultimo l'handover, cioè l'assegnazione del mobile ad un’altra stazione radio base. Occorre inoltre premettere che, ove appare ragionevole, in alcuni ambiti radiomobili viene utilizzato un sistema di ricezione in diversità di spazio entro la stazione radio base, il cui scopo primario è quello di rimediare al fading di Rayleigh. Tuttavia, anche in assenza di ricevitori in diversità, questo tipo di fading viene tendenzialmente eliminato dal segnale radio mediante una osservazione del segnale stesso per un tempo molto più lungo della durata più probabile di simili attenuazioni. Per quanto riguarda il GSM il tempo di osservazione è di circa mezzo secondo, durante il quale viene eseguita una media "a breve termine" su 104 campioni di livello. L'affermazione che il fading di Rayleigh tende a scomparire nel segnale mediato è dimostrata, ad esempio, nell'articolo "A model of analyzing Handoff algorithms", di Holtzaman e Vijayn, pubblicato in IEEE Transaction on Vehicular Technology, voi. 42, No. 3, Agosto 1993.

Nei moderni sistemi radiomobili la decisione di eseguire un handover viene ben ponderata, primo per eseguire un handover dove effettivamente serve, e secondo per non sovraccaricare il sistema con una segnalazione eccessiva. In ogni caso, l'emissione dei comandi per il controllo di potenza o per l'esecuzione di un handover sono frutto di opportune elaborazioni eseguite sui valori misurati di alcune grandezze fisiche che caratterizzano il segnale radio nei due sensi di trasmissione, e che sono tipicamente: il livello, la qualità, ed il ritardo di trasmissione.

Le suddette elaborazioni, per quanto riguarda il GSM, consistono principalmente: nell'esecuzione delle medie a breve termine dei valori misurati; nella memorizzazione dei 32 valori più recenti delle medie stesse, allo scopo di ottenere informazioni sull'andamento medio nel tempo (trend) delle rispettive grandezze; nel confronto con opportune soglie, il cui travalicamento è sottoposto ad una persistenza di P volte su N prima che un comando per il controllo di potenza, o una richiesta di handover, vengano emessi; ed infine la compilazione di una lista di celle preferite, in ordine di priorità, con cui il mobile può fare un handover. Per tutto questo sono previsti numerosi parametri ingegnerizzabili di sistema, tra cui i valori di P e N, che vengono caricati in fase di inizializzazione delle stazioni radio base. Per quanto riguarda P e N, essi sono desunti con criteri sperimentali aventi l'obiettivo di rallentare le richieste di handover senza con ciò peggiorare la qualità del collegamento radio.

L'insieme delle considerazioni precedenti porta a concludere che i sistemi radiomobili di concezione avanzata, sono sostanzialmente prudenti, e quindi lenti, nel decidere per un handover, pertanto essi non sono in grado di recuperare prontamente brusche e persistenti attenuazioni del segnale radio.

La natura dell'inconveniente evidenziato viene meglio chiarita analizzando il comportamento di un sistema tradizionale a fronte di un'attenuazione ripida della durata di alcuni secondi. Questo tipo di attenuazione è, ad esempio, quella causata da un improvviso mascheramento del segnale da parte di un ostacolo. Quando ciò accade il sistema se ne accorge in quanto il segnale scende al di sotto di una soglia minima ragionevole di intervento. Poiché , come detto, l'attenuazione è ripida, è anche molto probabile che il segnale oltrepassi questa soglia già nelle prime fasi dell'attenuazione stessa, continuando poi ad affievolirsi più o meno con la stessa velocità prima che il sistema possa prendere i provvedimenti necessari. Questi ultimi, una volta presi, risultano il più delle volte inefficaci poiché il segnale si è nel frattempo talmente degradato che il comando per l'esecuzione dell'handover non viene decifrato dal mobile. In tal caso il collegamento è destinato inevitabilmente a cadere, non senza aver prima sottoposto gli utenti ad un forte disagio nell 'ascolto.

In particolari ambiti radiomobili, come ad esempio quelli microcellulari urbani, è maggiore la probabilità di brusche attenuazioni del segnale radio a causa del mascheramento da parte di ostacoli; tenendo conto del fatto che nelle microcelle urbane gli handover si verificano con frequenza maggiore che altrove, si può vedere come in effetti questi ambiti risultino anche I più penalizzati dalla eccessiva lentezza del sistema nel decidere per gli handover.

Un primo metodo che consente ad un sistema radiomobile di governare gli handover in ambito microcellulare urbano, mantenendo inalterate le proprie prestazioni in un ambito macrocellulare, è descritto nella domanda di brevetto internazionale, PCT No. WO 91/19403. Il metodo ivi descritto opera sulle misure di grandezze utili per ottenere criteri di handover, ottenendo due diversi indicatori di handover posti in OR tra loro per generare un unico comando di handover.Un primo indicatore di handover è ottenuto sommando ad una costante chiamata "primo margine di isteresi", una media a lungo termine dei valori misurati dal mobile nella cella servente; il valore di somma cosi ottenuto viene, a turno, confrontato con quello di altrettante medie a lungo termine dei valori misurati dal mobile in N celle adiacenti, il passaggio da valori positivi a negativi negli esiti del confronto, essendo di volta in volta interpretato come un valore logico vero all'ingresso di OR relativo al primo indicatore di handover. Per quanto riguarda il secondo indicatore di handover si opera per analogia come per il primo; in questo caso però la media dei valori misurati dal mobile nella cella servente è calcolata a breve termine, ed il "secondo margine di isteresi", è relativamente grande se confrontato con il primo. I confronti sono fatti con le medie a breve termine relative alle stesse N celle adiacenti in modo sincrono rispetto ai confronti precedenti.

Quello che si può fin da subito dedurre è che il metodo descritto non produce un criterio di handover a causa del livello troppo basso ricevuto dal mobile, ma piuttosto esso sceglie una cella adiacente in grado di servire meglio il mobile; questa funzione è paragonabile a quella conosciuta come "Power budget" nel sistema radiomobile GSM.

Il maggior inconveniente imputabile a questo primo metodo è che in particolari circostanze esso risulta del tutto inefficace. Infatti se si dovesse verificare un calo improvviso di livello del segnale ricevuto dal mobile entro la cella servente, e nel contempo i segnali provenienti dalle celle adiacenti sono percepiti dal mobile con livelli più bassi di quello del segnale attenuato, l'handover non viene comandato. Quando poi il mobile si avvicina ad una cella adiacente ed il livello del segnale proveniente da quest'ultima si alza facendo scattare un criterio di handover, può darsi che nel frattempo il segnale della cella servente si sia talmente attenuato che il mobile non riesce più a percepire il comando di handover.

Un secondo metodo che consente di anticipare una decisione di handover prima che in un sistema radiomobile la qualità del collegamento tra un mobile e la propria cella servente diventi troppo scadente, è descritto nella domanda di brevetto europeo No. 91850066.1. Il metodo ivi descritto genera una predizione di futuri valori di misura di grandezze utili per le decisioni di handover; esso è caratterizzato dal fatto che in punti discreti del tempo, rappresentati da interi n, alcuni valori di misura s(n) sono introdotti in un predittore comprendente un filtro adattativo Fi, i cui coefficienti C(n) sono utilizzati per produrre stime s(n+L,|n) di misure future s(n+L|n) in n+L istanti di tempo, sulla base dei valori effettivamente misurati. Un primo grosso inconveniente di questo secondo metodo è dovuto alla complessità dei calcoli richiesti per il predittore ; considerando la già notevole complessità di elaborazione attualmente necessaria per gestire al meglio le risorse radio, l'aggiunta di un predittore per ogni canale di fonia può penalizzare eccessivamente il tempo reale degli elaboratori . Un secondo inconveniente è che in presenza di una brusca attenuazione del segnale seguita da una altrettanto rapida risalita, il filtraggio predittivo potrebbe trarre in inganno il sistema ed indurlo a richiedere un handover non necessario .

Pertanto scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti suddetti e di indicare un procedimento per l'anticipo di handover in sistemi radiomobili in presenza di brusche e persistenti attenuazioni dei segnali radio, particolarmente utile in ambienti microcellulari urbani, e non solo.

Per conseguire tali scopi la presente invenzione ha per oggetto un procedimento per l'anticipo di handover in sistemi radiomobili in presenza di brusche attenuazioni dei segnali radio nel collegamento tra un apparato mobile ed una stazione radio base di una cella servente. Il suddetto procedimento consiste in un opportuno filtraggio numerico atto ad evidenziare forti e persistenti gradienti di attenuazione nelle medie a breve termine di campioni di livello dei segnali radio.

I valori filtrati numericamente vengono quindi confrontati con una soglia prestabilita, il cui superamento comporta l'emissione anticipata di una richiesta di handover a causa del livello troppo basso del segnale ricevuto, detto anche in seguito handover a causa livello, da effettuarsi tra il mobile e una cella adiacente preferita. Nel caso di non superamento di detta soglia, continuano a valere i criteri normalmente previsti per l'esecuzione degli handover, come meglio descritto nelle rivendicazioni da 1 a 9.

Ulteriore oggetto della presente invenzione è un circuito per l'anticipo di handover in sistemi radiomobili in presenza di brusche attenuazioni dei segnali radio, come descritto nelle rivendicazioni da 10 a 19.

Il suddetto filtraggio numerico viene preferibilmente eseguito entro la stazione radio base della cella servente sui valori di livello misurati dal mobile, riguardanti il segnale inviato al mobile dalla stazione servente lungo la tratta in discesa; ciò è giustificato dal fatto che il comando di handover giunge al mobile lungo quella via. Un eventuale filtraggio eseguito anche sulle medie di livello di campioni del segnale inviato dal mobile lungo la tratta in salita, può essere vantaggioso per ridurre i tempi di esecuzione degli handover nel caso in cui l'attenuazione si dovesse manifestare in modo prevalente su questa tratta.

L'introduzione in un sistema radiomobile del procedimento, o del circuito, in oggetto comporta diversi vantaggi, di cui un primo è quello di consentire al sistema di ridurre drasticamente i tempi per giungere ad una decisione di handover a causa livello, in presenza di forti e persistenti attenuazioni del segnale radio. Ciò è dovuto al fatto che il confronto con una soglia non avviene quando il livello si è abbassato fino ad un valore minimo, contrariamente a quanto accade nell'arte nota, bensì avviene già nella fase iniziale dell'attenuazione, il che consente al sistema di agire prontamente prima che il segnale si sia troppo degradato. Nel GSM, ad esempio, verrebbe completamente saltata la fase di controllo di potenza dei trasmettitori, nonché il successivo confronto multiplo P/N con una soglia bassa per l'emissione di una richiesta di handover. Questo primo vantaggio viene ottenuto senza per questo causare richieste di handover dove in realtà non ce ne sarebbe stato bisogno in assenza del procedimento in oggetto.

Un secondo vantaggio è quello di evitare preventivamente la caduta delle chiamate per fallimento nell'esecuzione degli handover, al verificarsi delle attenuazioni di cui sopra; ciò è tanto più apprezzabile nelle raicrocelle urbane dove, come già era stato detto, le attenuazioni da mascheramento del segnale sono più probabili e maggiore è la frequenza di handover.

Un terzo vantaggio, che ne deriva per l'utente, è quello di garantire sempre una buona intelligibilità della conversazione, indipendentemente dal particolare ambito radiomobile attraversato.

I vantaggi complessivamente introdotti non intaccano minimamente le normali capacità del sistema di gestire gli handover in condizioni più normali di attenuazione.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue di un esempio di realizzazione della stessa e dal disegno annesso dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui:

nell'unica figura (fig.l) è indicato uno schema a blocchi del circuito per l'anticipo di handover oggetto della presente invenzione, utile anche per la comprensione del procedimento pure oggetto della stessa invenzione.

Con riferimento alla fig.l, con FLT è indicato un filtro digitale del quinto ordine avente risposta all'impulso finita (FIR), in cui a0 ÷a5 sono dei coefficienti costanti, T sono degli identici elementi di ritardo da 480 ms ciascuno, P0 ÷ P5 sono dei moltiplicatori, e ∑ è un blocco sommatore a 6 ingressi. La struttura e le modalità di progettazione di questa categoria di filtri è nota da tempo e ben descritta nella letteratura specializzata, a cui si rimanda. All'ingresso del filtro FLT perviene un segnale numerico C(nT) che attraversa il filtro e si ritrova in uscita come segnale filtrato CF(nT). Quest'ultimo raggiunge l'ingresso di un comparatore CMP dove viene confrontato con un valore di soglia Δ; dall'esito del confronto dipende la scelta, o meno, di anticipare una richiesta di handover per un mobile in esame.

Gli effetti che discendono dall'applicazione del procedimento, o del circuito, in oggetto vengono ora esaminati con riferimento al caso non limitativo di applicazione entro un sistema GSM. Per quanto riguarda la generazione del segnale numerico C(nT), per motivi di semplicità, viene qui tralasciata l'illustrazione dell'architettura e del funzionamento del GSM, alle cui specifiche si rimanda. Giova tuttavia ricordare che gli apparati mobili e le stazioni radio base sono dotati di rispettivi mezzi di: ricetrasmissione, mo-demodulazione di una portante radio, sincronizzazione, campionamento e codifica del segnale fonico, generazione/estrazione di canali fonici e di segnalazione, decodifica dei campioni fonici, misura del livello dei campioni fonici decodificati e di altre grandezze fisiche necessarie al controllo degli handover e del funzionamento in genere; nonché di microprocessori per l'elaborazione di dette misure, e per la generazione e/o l'interpretazione dei messaggi di segnalazione, come ad esempio i messaggi di MEASUREMENT_RESULT, CHANGE_MS/BS_POWER, CONDITION_FOR_INTER/INTRA_CELL_HANDOVER, HANDOVER_COMMAND, HANDOVER_COMPLETE, etc.

Giova ricordare che i messaggi di MEASUREMENT_RESULT comprendono dei campi contenenti i valori delle misure trasmissive effettuate dai mobili e dalla stazione radio base della cella servente, relativamente ad ogni mobile collegato, nel corso di rispettive chiamate originate o terminate. La cadenza di questi messaggi è di 480 ms. In particolare, l'insieme dei campi D, TEI, CHANNEL_NBR costituisce un identificativo di un mobile a cui è riferita una sequenza di campi compresi tra detto identificativo e quello immediatamente successivo. All'interno di ogni sequenza, il campo "RXLEV_FULL_DLn contiene un valore medio, espresso in dBm, calcolato su 104 campioni di livello del segnale misurati dal mobile; il campo "RXLEV_FULL_UL" comprende un analogo valore medio di campioni del segnale misurati dalla stazione radio base. Il messaggio CONDITION_FOR_INTER_CELL_HANDOVER è un messaggio di richiesta di handover per un dato mobile, generato entro la stazione radio base da un microprocessore che compie sui vari campi del messaggio di MEASUREMENT_RESULT le particolari elaborazioni accennate nella introduzione. Questo messaggio viene inviato ad un elaboratore che gestisce le risorse trasmissive sulla base della mobilità degli utenti, pure compreso nella stazione radio base. Il messaggio di CONDITION_FOR_INTER_CELL_HANDOVER comprende un comando che il suddetto elaboratore deve inviare alle varie entità interessate affinchè il mobile in oggetto possa eseguire un handover intercell con una cella preferita, indicata in una lista aggiornata ogni 480 ms, e pure compresa nel messaggio. Il messaggio di HANDOVER COMMAND è quello che, attraverso la stazione radio base, viene inviato al mobile per iniziare un handover .

Con le precisazioni di cui sopra, la condizione che deve essere verificata per anticipare una richiesta di handover avente come causa un livello troppo basso del segnale ricevuto dal mobile, è data dalla seguente espressione:

ove C(nT) , per j=0, rappresenta il contenuto del campo "RXLEV_FULL_DL" del messaggio di MEASUREMENT_RESULT attuale, mentre per gli altri valori dell’indice j rappresenta un analogo contenuto riferito ad un rispettivo j.esimo messaggio di MEASUREMENT_RESULT che precede di j periodi T quello attuale. Il valore di CF(nT) risulta espresso in dBm.

Per quanto riguarda la forma del filtro FLT si potrebbe, in prima analisi, ricondurre la stessa a quella di un derivatore ideale, in quanto deve essere discriminata una pendenza nell'andamento temporale del segnale numerico all'ingresso del filtro. Come è noto, in presenza di una pendenza costante del segnale d'ingresso, l'uscita del derivatore ideale è una costante il cui valore è una misura della suddetta pendenza; poiché quello che si vuole discriminare sono attenuazioni, il valore della soglia Δ deve necessariamente essere negativo. Per il filtro FLT, come apparirà tra breve, risulta tuttavia maggiormente indicata una forma simile a quella di uno pseudo-derivatore, poiché esso reagisce con fronti non eccessivamente ripidi a seguito di brusche variazioni di pendenza nel segnale d'ingresso.

Per quanto riguarda i valori da assegnare ai termini m, aj , e Δ della (1), una via assai redditizia è senz'altro quella di ricavarli con criteri sperimentali, avendo comunque presente che le mutue relazioni tra i valori dei coefficienti aj sono stabilite dalle peculiarità dello pseudo-derivatore. E' inoltre preferibile ricavare serie diverse di termini m, aj, e Δ, ciascuna valida per un particolare ambito radiomobile, alla stregua di parametri ingegnerizzabili del sistema. In particolare, il valore del temine m, da cui dipende il tempo di risposta del filtro FLT, è tanto più piccolo quanto più è ripida la pendenza che si vuole discriminare. Nei diversi ambiti radiomobili possono essere riscontrate, nelle medie a breve termine, pendenze di attenuazione che vanno indicativamente da un minimo di 15 dB in 4 secondi, ad un massimo di 30 dB in 1,5 secondi. Una serie trovata valida per una microcella urbana in cui le forti pendenze di attenuazione hanno valori più probabili di almeno 30 dB in 3 secondi è, ad esempio, la seguente: m - 5; a0 = 3; = 2; a2 — 1; a3 = -1; a4 = -2; 35 - —3; Δ = -120 dBm.

Dall'espressione (1) emerge il dato assai originale che consiste nel fatto di aver attuato un filtraggio numerico di tipo FIR su una sequenza di campioni logaritmici di livello. Il filtraggio FIR è una operazione tipicamente lineare, che presuppone quindi una linearità nei campioni d'ingresso. Tuttavia l'introduzione nel filtro FLT di campioni logaritmici comporta una drastica compressione nella dinamica dei livelli d'ingresso, a tutto beneficio di una maggior semplicità del filtro e di una più accentuata capacità nel discriminare forti gradienti di attenuazione. Il che costituisce un indubbio vantaggio, in quanto consente di valutare l'insorgere di una brusca attenuazione già nella sua fase iniziale, cioè prima che il livello si sia troppo abbassato.

Un ulteriore vantaggio, che discende dal fatto che il filtro FLT è uno pseudo-derivatore, è quello di rendere immune il circuito in oggetto dal generare falsi anticipi della richiesta di handover, specie in particolari situazioni per cui, in assenza del filtro FLT, non ce ne sarebbe stato affatto bisogno. Le suddette situazioni si verificano, ad esempio, quando nel segnale radio subentrano forti attenuazioni ma di durata molto breve, ovvero di durata tale da non consentire al livello di scendere al disotto della soglia per cui, in assenza del filtro FLT, il sistema avrebbe comandato un handover.

Una ragionevole estensione del circuito descritto è quella di introdurre nel filtro FLT segnali d'ingresso lineari. In tal caso occorre trovare nuovi valori per i termini m, aj, e Δ della (1), mentre per ciò che concerne la funzione di trasferimento può essere ancora vantaggiosamente utilizzata quella di uno pseudo-derivatore.

L'emissione di un comando per eseguire un handover in risposta ad una richiesta di handover per causa livello, viene generalmente accordata dal sistema in tempo utile affinchè il comando possa essere sentito dal mobile in questione prima che il segnale radio si sia troppo affievolito.

Nel caso dell'esempio non limitativo, la valutazione dell'espressione (1), relativamente a tutti i mobili collegati ad una stazione radio base, e l'emissione anticipata dei messaggi di richiesta di handover, sono compiti affidati ad un microprocessore appartenente alla stazione radio base, specializzato nelle esecuzioni di operazioni aritmetiche in tempo reale, già utilizzato per processare i messaggi di MEASUREMENT_RESULT . Le modalità di utilizzo del suddetto microprocessore, precedenti a quelle ulteriormente introdotte dall’invenzione in oggetto, sono descritte nella domanda di brevetto italiana MI 93 A 001267 del 15-6-1993 a nome della stessa richiedente. Giova qui ricordare che il suddetto utilizzo prevede che in corrispondenza del ricevimento di un nuovo messaggio di MEASUREMENT RESULT, ovvero ogni 480 ras, vengano memorizzati tutti i campi che riguardano valori di misure trasmissive relative a tutti gli utenti collegati, e che venga compiuto un passo di elaborazione su ognuno di detti campi.

Gli ulteriori programmi necessari alla realizzazione dell'invenzione in oggetto consistono essenzialmente in una routine che calcola ciclicamente l'espressione (1) ad ogni nuovo messaggio di MEASUREMENT_RESULT, relativamente a tutti i mobili della cella servente per cui è in corso una chiamata. Al verificarsi, per un dato mobile, della condizione CF(nT) < Δ, è previsto nella suddetta routine una chiamata ad una preesistente routine che emette il messaggio CONDITION_FOR_INTER_CELL_HANDOVER per quel mobile.

Il calcolo dell'espressione (1) non è particolarmente complesso, pertanto esso può essere facilmente svolto entro una stazione radio base di un qualunque sistema radiomobile in corrispondenza dell'arrivo della segnalazione che trasporta le misure trasmissive di tutti i mobili collegati, senza con ciò saturare il tempo reale degli elaboratori preposti.

Riepilogando, nell'esempio descritto viene utilizzato un microprocessore appartenente alla stazione radio base per realizzare un insieme di filtri digitali FLT e di rispettivi comparatori CMP in grado di diagnosticare casi di attenuazione per cui anticipare dei messaggi di richiesta di handover relativamente a dei mobili collegati. Questi ultimi inviano alla stazione radio base dei valori medi C(nT) calcolati, e inseriti nei rispettivi campi "RXLEV_FULL_DL" del messaggio di MEASUREMENT_RESULT , sulla base di campioni di segnale da essi stessi misurati.

Sono ora illustrate due varianti al circuito in oggetto, dalla cui illustrazione risultano ottenibili, per analogia, altrettante varianti valide per il procedimento pure oggetto dell'invenzione.

Una prima variante consiste nel fatto che il suddetto microprocessore appartenente alla stazione radio base è utilizzato come segue:

per realizzare primi filtri digitali FLT e primi comparatori CMP atti a fornire primi criteri per anticipare altrettanti messaggi di richiesta di handover relativamente a dei mobili collegati che inviano alla stazione radio base dei valori medi C(nT) calcolati, e inseriti in rispettivi campi "RXLEV_FULL_DL" del messaggio di MEASUREMENT_RESULT, prendendo campioni di segnale da essi stessi misurati;

per realizzare secondi filtri digitali FLT e secondi comparatori CMP atti a fornire secondi criteri per anticipare altrettanti messaggi di richiesta di handover relativamente a dei mobili collegati; i valori medi C(nT) che pervengono all'ingresso dei secondi filtri essendo calcolati da detta stazione radio base, e inseriti nei campi "RXLEV_FULL_UL " del messaggio di MEASUREMENT_RESULT, sulla base si campioni di segnale da essa stessa misurati; per compiere operazioni logiche di OR tra i suddetti primi e secondi criteri di anticipo, ottenendo ulteriori criteri validi per anticipare, nel modo anzidetto, dei rispettivi messaggi di richiesta di handover.

Una seconda variante consiste nell'utilizzo di un microprocessore appartenente ad un generico apparato mobile per realizzare il filtro digitale FLT e il comparatore CMP; i valori medi C(nT) che pervengono all'ingresso del filtro sono calcolati dal mobile, e da questi inseriti in un rispettivo campo "RXLEV_FULL_DL" del messaggio di MEASUREMENT_RESULT, sulla base di campioni di segnale da esso stesso misurati; all'uscita del comparatore è rilevabile un criterio par anticipare un messaggio di richiesta di handover che viene inviato alla stazione radio base tramite un apposito campo del messaggio di MEASUREMENT_RESULT .

Come si può notare dalla descrizione dell'esempio realizzativo , e delle sue varianti, e relativamente ad ogni mobile collegato, il filtro FLT e il comparatore CMP agiscono "in parallelo" alle normali elaborazioni compiute dal sistema sui vari campi del messaggio di MEASUREMENT_RESULT, in quanto per la loro realizzazione sono stati predisposti programmi aggiuntivi senza modificare significativamente quelli preesistenti. Ciò significa che, fino a quando una richiesta di handover non viene anticipata, il sistema continua a compiere le elaborazioni normalmente previste per l'esecuzione degli handover, come se filtro e comparatore non esistessero affatto.

Il tecnico del ramo, in virtù delle considerazioni precedenti, è messo in grado di realizzare le routines di programma necessarie per la realizzazione dell'invenzione in oggetto e delle sue varianti.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per l'anticipo di handover in sistemi radiomobili in presenza di brusche attenuazioni dei segnali radio nei collegamenti tra degli apparati mobili ed una stazione radio base di una cella servente, detti apparati e detta stazione essendo rispettivamente dotati di: mezzi di misura di grandezze fisiche caratteristiche dei segnali radio; mezzi per il calcolo di valori medi delle misure di livello di campioni fonici entro un periodo T di breve durata, indicativamente di 0,5 secondi, tale da neutralizzare attenuazioni brusche ma poco persistenti; mezzi di generazione o interpretazione di messaggi inviati, o ricevuti, attraverso dei canali di segnalazione; mezzi di esecuzione degli handover; detta stazione radio base comprendendo inoltre mezzi di elaborazione che diagnosticano, sulla base di dette misure, delle condizioni di handover per i mobili ad essa collegati, per cui emettere rispettivi messaggi di richiesta di handover, caratterizzato dal fatto che, per ciascun mobile collegato, i detti valori medi delle misure di livello vengono sottoposti alle suddette elaborazioni che diagnosticano dette condizioni di handover, e parallelamente ad un filtraggio numerico atto ad evidenziare forti e persistenti pendenze nelle suddette brusche attenuazioni dei segnali radio, ottenendo valori medi filtrati che vengono confrontati con una soglia, il cui superamento comporta la subitanea emissione di un detto rispettivo messaggio di richiesta di handover per il mobile collegato.
2. 2. Procedimento per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto filtraggio numerico, ed il detto confronto con una soglia vengono eseguiti in base alla seguente espressione: ove C((n—j)T) è un detto valore medio delle misure di livello che precede di j periodi T quello attuale C(nT); aj sono dei coefficienti costanti; CF(nT) è un detto valore medio filtrato attuale; Δ è un valore negativo che costituisce la detta soglia; m è un parametro che determina il tempo di risposta dell'operazione di filtraggio; essendo la detta espressione utilizzata per il filtraggio simile a quella di uno pseudo-derivatore numerico avente risposta all'impulso finita (FIR).
3. 3. Procedimento per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti valori medi C((n-j)T), CF(nT), e detta soglia Δ sono valori logaritmici, preferibilmente espressi in dBm.
4. 4. Procedimento per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che scegliendo opportuni valori di detto parametro m, di detti coefficienti aj, e di detta soglia Δ, detta espressione discrimina forti e persistenti pendenze di attenuazione che vanno indicativamente da un minimo di 15 dB in 4 secondi, ad un massimo di 30 dB in 1,5 secondi.
5. 5. Procedimento per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che scegliendo i seguenti valori: m - 5; a0 - 3; a1 = 2; a2 = 1; a3 = -1; a4 = -2; a5 = -3; Δ = -120 dBm, essendo i detti valori medi C((n-j)T), CF(nT) espressi in dBm, detta espressione discrimina forti pendenze di attenuazione con valori costanti di 30 dB in 3 secondi.
6. 6. Procedimento per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i valori di detti coefficienti aj, di detto parametro m, e di detta soglia Δ, sono parametri di sistema memorizzati in fase di inizializzazione .
7. 7. Procedimento per l'anticipo di handover secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che, per ciascun detto mobile collegato, il detto filtraggio numerico viene eseguito entro detta stazione radio base su detti valori medi delle misure di livello calcolati dal mobile sulla base di campioni da esso stesso misurati; detti valori medi calcolati dal mobile essendo inviati a detta stazione radio base mediante un detto canale di segnalazione.
8. 8. Procedimento per l'anticipo di handover secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che entro detta stazione radio base, per ciascun detto mobile collegato, vengono effettuate le seguenti operazioni: un primo detto filtraggio numerico su detti valori medi delle misure di livello calcolati dal mobile sulla base di campioni da esso stesso misurati, detti valori medi calcolati dal mobile essendo inviati a detta stazione radio base mediante un detto canale di segnalazione; un secondo detto filtraggio numerico sui detti valori medi delle misure di livello calcolati da detta stazione radio base, sulla base di campioni da essa stessa misurati; un confronto dei valori ottenuti mediante detto primo filtraggio con una prima detta soglia; un confronto dei valori ottenuti mediante detto secondo filtraggio con una seconda detta soglia; una operazione logica di OR tra le condizioni di superamento di dette prima e seconda soglia, ottenendo un criterio per la detta subitanea emissione di detto messaggio di richiesta di handover.
9. 9. Procedimento per l’anticipo di handover secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che il detto filtraggio numerico viene eseguito dal mobile su detti valori medi delle misure di livello da esso calcolati, sulla base di campioni da esso stesso misurati; e dal fatto che il superamento di detta soglia costituisce un criterio valido per la detta subitanea emissione di un messaggio di richiesta di handover, detto criterio essendo inviato a detta stazione radio base mediante un detto canale di segnalazione .
10. 10. Circuito per l'anticipo di handover in sistemi radiomobili in presenza di brusche attenuazioni dei segnali radio nei collegamenti tra degli apparati mobili ed una stazione radio base di una cella servente, detti apparati e detta stazione essendo rispettivamente dotati di: mezzi di misura di grandezze fisiche caratteristiche dei segnali radio; mezzi per il calcolo di valori medi delle misure di livello di campioni fonici entro un periodo T di breve durata, indicativamente di 0,5 secondi, tale da neutralizzare attenuazioni brusche ma poco persistenti; mezzi di generazione o interpretazione di messaggi inviati, o ricevuti, attraverso dei canali di segnalazione; mezzi di esecuzione degli handover; detta stazione radio base comprendendo inoltre mezzi di elaborazione che diagnosticano, sulla base di dette misure, condizioni di handover per i mobili ad essa collegati, per cui emettere rispettivi messaggi di richiesta di handover, caratterizzato dal fatto che detti valori medi delle misure di livello pervengono simultaneamente a detti mezzi di elaborazione compresi nella stazione radio base, ed a mezzi che discriminano forti e persistenti pendenze nelle suddette brusche attenuazioni (FLT, CMP) ed ottengono in corrispondenza altrettanti criteri di discriminazione validi per la subitanea emissione di detti rispettivi messaggi di richiesta di handover per i mobili collegati.
11. 11. Circuito per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi atti a discriminare forti e persistenti pendenze nelle suddette brusche attenuazioni comprendono: filtri digitali (FLT) che agiscono in base alla seguente prima espressione: ove C((n-j)T) è un detto valore medio delle misure di livello che precede di j periodi T quello attuale C(nT); aj sono dei coefficienti costanti; CF(nT) è un valore medio filtrato attuale; m è un parametro che determina il tempo di risposta del filtro; essendo la detta prima espressione simile a quella di uno pseudo-derivatore numerico avente risposta all'impulso finita (FIR); e comparatori (CMP) che confrontano i valori uscenti CF(nT) da detti filtri digitali (FLT) con rispettive soglie A negative prefissate, sulla base della seguente seconda espressione: CF(nT) < A; un valore logico vero di detta seconda espressione discriminando una detta forte pendenza di attenuazione.
12. 12. Circuito per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che i detti valori medi C((n-j)T), CF(nT), e i valori di dette soglie Δ sono logaritmici, preferibilmente espressi in dBm.
13. 13. Circuito per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che scegliendo opportuni valori di detti coefficienti aj, di detto parametro m, e di dette soglie Δ, detti filtri numerici (FLT) e detti comparatori (CMP) discriminano forti e persistenti pendenze di dette brusche attenuazione che vanno indicativamente da un minimo di 15 dB in 4 secondi, ad un massimo di 30 dB in 1,5 secondi .
14. 14. Circuito per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che scegliendo nella detta prima espressione i seguenti valori: m = 5; a0 = 3; a1 = 2; a2 = 1; a3 = -1; a4 = -2; a5 = -3, essendo i detti valori medi C((n-j)T), CF(nT) espressi in dBm, e nella detta seconda espressione la soglia Δ = —120 dBm, i detti filtri numerici (FLT) e i detti comparatori (CMP) discriminano forti pendenze di attenuazione con valori costanti di 30 dB in 3 secondi .
15. 15. Circuito per l'anticipo di handover secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che i valori di detti coefficienti aj, di detto parametro m, e di dette soglie Δ, sono parametri di sistema memorizzati in fase di inizializzazione .
16. 16. Circuito per l'anticipo di handover secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 15, caratterizzato dal fatto che detti mezzi atti a discriminare forti e persistenti pendenze nelle suddette brusche attenuazioni (FLT, CMP) sono posti entro detta stazione radio base, e ad essi pervengono detti valori medi delle misure di livello (C(nT)) calcolati dai mobili sulla base di campioni da essi stessi misurati, detti valori medi calcolati dai mobili essendo inviati a detta stazione radio base mediante detti canali di segnalazione.
17. 17. Circuito per l'anticipo di handover secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 15, caratterizzato dal fatto che: detti mezzi atti a discriminare forti e persistenti pendenze nelle suddette brusche attenuazioni (FLT, CMP) sono posti entro detta stazione radio base; dal fatto che a primi di detti mezzi di discriminazione pervengono detti valori medi delle misure di livello calcolati dai mobili sulla base di campioni da essi stessi misurati, detti valori medi calcolati dai mobili essendo inviati a detta stazione radio base mediante detti canali di segnalazione; dal fatto che a secondi di detti mezzi di discriminazione pervengono detti valori medi delle misure di livello calcolati da detta stazione radio base, sulla base di campioni da essa stessa misurati; e dal fatto che detta stazione comprende inoltre mezzi che compiono operazioni logiche di OR tra i detti criteri di discriminazione rispettivamente ottenuti da detti primi e secondi mezzi, ottenendo ulteriori criteri validi per la detta subitanea emissione di detti rispettivi messaggi di richiesta di handover.
18. 18. Circuito per l'anticipo di handover secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 15, caratterizzato dal fatto che detti mezzi atti a discriminare forti e persistenti pendenze nelle suddette brusche attenuazioni (FLT, CMP) sono posti entro detti apparati mobili, ed agiscono sulla base di detti valori medi delle misure di livello calcolati dai mobili prendendo rispettivi campioni da essi stessi misurati, i suddetti criteri di discriminazione essendo trasferiti a detta stazione radio base mediante detti canali di segnalazione, e causando detta subitanea emissione di detti rispettivi messaggi di richiesta di handover.
19. 19. Circuito per l'anticipo di handover secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 18, caratterizzato dal fatto che detti mezzi atti a discriminare forti e persistenti pendenze nelle suddette brusche attenuazioni (FLT, CMP) sono realizzati mediante unità a microprocessore.