NO324444B1

NO324444B1 - Radiosambandsnett med mobile stasjoner og midler for myk omruting

Info

Publication number: NO324444B1
Application number: NO19993649A
Authority: NO
Inventors: Roberto Padovani; Roy F Quick
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2007-10-15
Also published as: US6151502A; MY118178A; NO993649L; IL131091A; CN1253702A; WO1998033288A2; KR100524271B1; TW546971B; FI19991648A; AU6032398A; EP0956732B1; JP4027989B2; DE69831058D1; DE69831058T2; ES2245018T3; KR100561658B1; IL131091A0; ID24950A; JP2002513527A; CN1168345C

Description

Denne oppfinnelse gjelder kommunikasjonssystemer, nærmere bestemt en fremgangsmåte og et system for å utføre det som gjerne er benevnt "myk" omruting i et trådløst, det vil si radiosignal-basert slikt kommunikasjonssystem, særlig et system med en rekke mobile radiostasjoner (mobiltelefoner) i et celleoppbygget base-stasjonsnett.

Bruken av CDMA (multippelaksess med kodebestemt fordeling) som modulasjons teknikk er bare en av flere teknikker for å lette sambandet mellom et større antall systembrukere. Selv om andre teknikker så som TDMA (multippelaksess med tidsbestemt fordeling) og FDMA (multippelaksess med frekvensbestemt fordeling) samt modulasjonsskjemaer for vanlig amplitudemodulasjon (AM) så som amplitudekomprimert og -ekspandert enkeltsidebåndsoverføring (ACSSB) har vært kjent har teknikken CDMA vesentlige fordeler over disse. Bruken av CDMA-teknikk i et kommunikasjonsnett er allerede beskrevet i tidligere patentskrifter, blant annet vårt eget US patent 4 901 307 med tittel "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters" samt US 5 103 459 med tittel: "System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System", og innholdet i disse to patentskrifter tas her med som referanse. Fremgangsmåten for å etablere CDMA i mobilradiokommunikasjon ble standardisert av TIA/EIA/IS-95-A og hadde spesifikasjonstittelen "Kompabilitets-standard for overføring mobil radiostasjon/basestasjon for tomodus kommunikasjonssystemer med bredbånds spektral fordel te signaler".

I patentskriftene nevnt ovenfor beskrives en multippel-aksessteknikk hvor et stort antall brukere av mobile radiostasjoner, særlig mobiltelefoner, står i forbindelse med hverandre via satellittrelestasjoner eller basestasjoner på bakken, ved hjelp av spektral fordelte CDMA-signaler. Ved å bruke CDMA-kommunikasjon kan frekvensspekteret brukes flerfolds, og denne teknikk fører altså til en lagt større spektral utnyttelse enn det man har kunnet oppnå tidligere med andre multippelaksessteknikker, slik at man får en generell økning i nettkapasiteten for et større antall brukere.

En fremgangsmåte for simultan demodulasjon av data som har passert forskjellige utbredelsesveier fra en basestasjon og samtidig demodulasjon av data i reserveoverføring via mer enn én basestasjon er gjennomgått i US 5 109 390 med tittelen "Diversity Receiver in a CDMA Cellular Communication System", og innholdet i dette patent tas også her med som referanse. Det beskrives separate demodulerte signaler som kombineres for å tilveiebringe et estimat av de overførte data, med større pålitelighet enn de data som er demodulert i hver enkelt av overføringsveiene eller via eh enkelt basestasjon.

Omruting kan generelt deles i to kategorier, nemlig såkalt "hard" omruting og "myk" omruting, idet man med den første type omruting forstår teknikken slik at en mobil radiostasjon først forlater et dekningsområde (en celle i kommunikasjonsnettet) og deretter går inn i et bestemmelsesdekningsområde under brudd i sambandet, slik at det må etableres nytt samband fra den nye "celle". Ved den andre type omruting som går under benevnelsen "myk" etablerer først den mobile radiostasjon forbindelse med det nye dekningsområde>stasjonen går inn i før forbindelsen brytes mellom det opprinnelige dekningsområde og basestasjonen, slik at stasjonen en viss tidsperiode har forbindelse med hvert av dek-ningsområdenes basestasjon (reserveforbindelse).

Mykomruting gir på denne måte langt mindre risiko for at en forbindelse faller ut, og når en mobil radiostasjon for-flytter seg nær grenseområdet for en celle eller et dekningsområde kan stasjonen sende ut gjentatte forespørsler på omruting ved minimale endringer i overføringssituasjonen, og dette vil kunne være et problem som ofte benevnes "ping-pong" dersom omrutingen foretas på "hard" måte ved at forbindelsen først brytes før den etableres på ny. Måter å utføre myk omruting er beskrevet i detalj i US 5 101 501 med tittel "Method and System for Providing a Soft Handoff in Communications in a CDMA Cellular Telephone System", og innholdet i dette patentskrift tas også her med som referanse.

En forbedret slik mykomrutingsteknikk er videre patent-beskyttet i vårt US 5 267 261 med tittel "Mobile Station Assisted Soft Handoff in a CDMA Cellular Communications System", og også dette innhold tas her med som referanse. Mykoverføringen ivaretas i dette tilfelle på basis av målinger i den mobile enhet, av styrken av et pilotsignal som sendes ut fra hver basestasjon i kommunikasjonsnettet eller systemet. Pilotsignalstyrkemålingene er da grunnlaget for om en mykomruting skal utføres, ved at det letter identifikasjon av mulige "kandidater" for basestasjoner

som skal kunne overta forbindelsen.

De aktuelle basestasjonskandidater kan deles opp i fire grupper eller sett: Det første sett er her kalt det aktive sett og omfatter basestasjoner som i øyeblikket har forbindelse med den mobile radiostasjon, det andre sett kan kalles kandidatsettet og omfatter basestasjoner som er vurdert å ha tilstrekkelig signalstyrke ved mottakingen i en mobil stasjon til å kunne brukes der, og basestasjoner tilføyes dette kandidatsett når signalstyrken av de utsendte pilotsignaler overstiger en forhåndsbestemt terskelverdi TjujD. Det tredje kandidatsett gjelder de basestasjoner som er i nærområdet for den mobile radiostasjon (og som ikke samtidig hører med til de to førstnevnte sett). Endelig er det fjerde kandidatsett restsettet og inneholder de øvrige basestasjoner som ikke hører med i de første tre sett.

I et kommunikasjonssystem av kategori IS-95-A sender den mobile radiostasjon først en melding som gjelder den målte pilotsignalstyrke dersom det er kommet inn et pilotsignal med tilstrekkelig signalstyrke og som ikke er knyttet til en av de forovertrafikkanaler som i øyeblikket demoduleres eller når pilotsignalstyrken i en av disse kanaler som demoduleres faller under en bestemt terskelverdi lenge nok til å overskride et gitt tidsintervall. Stasjonen sender sin melding etter registreringen av en endring av pilotsignalstyrken ved en av følgende tre situasjoner: 1. Styrken av de mottatte signaler fra en basestasjon som hører til settet av stasjoner i nærheten, nabosettet eller stasjoner som hører til i restsettet og hvor signalstyrken ligger over terskelverdien TMD. 2. Styrken av pilotsignalene sendt ut fra en basestasjon i kandidatsettet når denne signalstyrke er større enn den tilsvarende signalstyrke for pilotsignalene fra en basestasjon i det aktive sett, nemlig så mye større at forskjellen overskrider en terskelverdi (TC0MP). 3. Pilotsignalstyrken for signaler mottatt fra basestasjoner i det aktive sett og kandidatsettet har falt under en bestemt terskelverdi (TDR0P) over en lengre tidsperiode enn en gitt.

Den melding som den mobile radiostasjon sender ut vedrørende pilotsignalstyrke identifiserer basestasjonen og den målte signalstyrke i desibel (idet signalstyrken kan måles som

et energinivå referert til 1 mW i 50 Ci: 0 dBm).

Et negativt aspekt ved mykoverføring er at denne teknikk ved at den involverer overflødig overføring av informasjon vil oppta tilgjengelige kommunikasjonsressurser. Mykoverføring kan imidlertid gi store forbedringer i overføringskvaliteten, og ut fra dette ser man et behov for en måte å redusere antallet basestasjoner som sender slike overflødige informasjonsmengder (data) til en mobil radiostasjon i et kommunikasjonsnett, men hvor det likevel sørges for tilstrekkelig overføringskvalitet.

I og med oppfinnelsen foreslås en forbedring når det gjelder dette, ved at det etableres en mulighet for effektiv myk overlappende eller myk omruting i et kommunikasjonssystem hvor det inngår mobile radiostasjoner, mobiltelefoner. I denne sammen-heng skal bemerkes at de største problemene med de aktuelle systemer er at medlemmene i det aktive sett bestemmes ut fra sammenlikning mellom målte pilotsignalstyrker og faste terskel-verdier. Ved etableringen av en reserveforbindelseskanal til en mobil stasjon vil man imidlertid være sterkt avhengig av signalnivået for andre signaler som kommer inn til denne, for eksempel vil reservesignaloverføring til en mobiltelefon hvor signalnivået mottas ved -15 dB i forhold til et referansenivå ikke være av stor verdi dersom mobiltelefonen allerede mottar signaler som er på -5 dB i forhold til samme referanse. Slik reservesignalsending kan imidlertid være verdifull dersom mobiltelefonen bare mottar signaler ved nivået -13 dB.

I en første utførelse i henhold til oppfinnelsen sender den mobile stasjon under de betingelser som er gjennomgått ovenfor ut en PSMM i form av en melding om måleresultatet etter målingen av de innkommende pilotsignalers styrke, og denne PSMM identifiserer hver basestasjon i nettet til henholdsvis det aktive sett og kandidatsettet og de tilhørende signalstyrker for pilotsignal-utsendelsen. PSMM mottas av basestasjonene når disse er i forbindelse med den aktuelle mobile stasjon, og de videreformidler infor-masjonen (PSM-meldingen) til en sentral for styring og overvåking av nettet.

I sentralen bestemmes om basestasjonen hører til det aktive sett eller ikke, ut fra den kombinerte signalstyrke for andre pilotsignaler for basestasjoner i dette sett. I sentralen sorteres pilotsignalene i henhold til PSMM, slik at de enkelte basestasjoner i settet settes opp i rekkefølgen for deres målte signalstyrke for pilotsignalene, nemlig Plf P2, ... PN, idet Px er det sterkeste pilotsignal, mens PH er det svakeste. En iterativ prosess gjennomgås deretter for å bestemme hvilke av pilotsignalene P1 etc. som kan høre til en basestasjon i et revidert aktivt sett.

I utgangspunktet omfatter det aktive sett bare de basestasjoner hvis pilotsignaler P1# P2 er de sterkeste. Når det undersøkes om en basestasjon hvis pilotsignal Pt mottas så sterkt at basestasjonen skal inngå i det aktive sett, forenklet sagt som når en pilot Pt inngår som en del av dette sett, beregnes en verdi som kan kalles COMBINED_PILOT . Denne verdi består av summen av pilotenergiene av de piloter som i øyeblikket er i det aktive sett (<p>i/ P2> ••• Pi-i)> En terskel settes da opp i samsvar med denne verdi, og i eksemplet frembringes denne terskel ved å utføre en lineær logisk/matematisk operasjon på verdien COMBINED_PILOT. Er pilotenergiverdien Pt over terskelen legges den til det aktive sett og prosessen gjentas for den neste pilot P1+1. Er den imidlertid ikke over terskelen vil det aktive sett omfatte Plf P2, ... P^. Den reviderte aktive liste overføres til den mobile stasjon, og sentralen etablerer samband med denne i henhold til det reviderte aktive sett.

I en alternativ utførelse frembringes dette sett i den mobile stasjon selv som kontinuerlig overvåker de mottatte pilotsignaler og måler deres signalstyrke. Ved bestemmelsen av om det skal sendes en melding som indikerer at piloten fra kandidatsettet skal flyttes til det aktive sett sammenliknes den målte pilotenergi i kandidatsettet med en terskel som frembringes i samsvar med verdien COMBI NED_P I LOT som beskrevet ovenfor. Hvis den sterkeste pilot i kandidatsettet tilfredsstiller dette kriterium vil en melding som inneholder samtlige piloter i det aktive sett og kandidatsettet sendes.

Etterat den iterative prosess som er utført for medlemmene av kandidatsettet er utført, utføres en andre iterativ prosess for å fastlegge om en pilot skal fjernes fra det reviderte aktive sett eller ikke. Under denne operasjon prøves pilotene fra det svakeste medlem av det reviderte aktive sett og opp til det sterkeste. Energiverdien COMBINED_PILOT beregnes som summen av de energier samtlige piloter har i det aktive sett. En terskelverdi frembringes i samsvar med denne verdi som beskrevet ovenfor, og det prøvde pilotsignal sammenliknes med terskelen. Er en pilot under terskelen en viss tid sendes en melding til basestasjonen om at en slik pilot skal kuttes ut.

Den reviderte aktive liste sendes til basestasjons-sentralen via den aktuelle basestasjon, nemlig den den mobile stasjon er i forbindelse med. Denne basestasjon setter opp forbindelser med andre basestasjoner i den reviderte aktive liste, frembrakt av den mobile stasjon, og sender en bekreftelse til denne når forbindelsene er satt opp. Den mobile stasjon utfører deretter kommunikasjonen via disse basestasjoner tilhørende det reviderte aktive sett.

I den foretrukne utførelse overvåker den mobile stasjon pilotsignalene og finner hvilke basestasjonsmedlemmer som skal høre til kandidatsettet, i respons på overvåkingen av de ankommende pilotsignaler. Videre fastlegger den mobile stasjon om det er ønskelig med en endring i det aktuelle aktive sett, ut fra de kriterier som er gjennomgått ovenfor. Ved registrering av en eventuell endring i det ønskede medlemsskap 1 det aktive sett frembringer den mobile stasjon en PSMM som er gjennomgått ovenfor, innbefattet identitetene for samtlige piloter i kandidatsettet og det aktive sett, tilsvarende de målte energiverdier og en tilhørende indikasjon om piloten (den basestasjon som sender ut pilotsignalet) fortsatt skal få være med i settet eller bør fjernes og flyttes over i nabosettet (hvilket indikeres ved setting av en KEEP-variabel som er tidligere beskrevet. I eksemplet er det basestasjonen som fastlegger hvilke stasjoner som skal høre til det reviderte aktive sett, som altså er medlemmer av dette sett, i.samsvar med den fremgangsmåte som er beskrevet nedenfor og skjematisert i flytdiagrammet på fig. 5.

De enkelte trekk ved og mål og fordeler med oppfinnelsen vil også fremgå av beskrivelsen nedenfor, og det vises til tegningene hvor samme henvisningstall kan gå igjen fra figur til figur der tilsvarende element angis, og hvor fig. 1 viser grovt hvordan et celleoppbygget kommunikasjonsnett arter seg, fig. 2 viser samme nett med en sentral for de enkelte basestasjoner i nettet, fig. 3 viser blokkskjematisk oppbyggingen av en typisk moderne mobil radiostasjon, særlig en mobiltelefon, fig. 4 viser et blokkskjerna over en typisk basestasjon i nettet, fig. 5 viser som allerede nevnt et flytskjema for å frembringe et revidert aktivt sett med basestasjoner ut fra deres utsendte pilotsignaler, idet settet etableres i sentralen, fig. 6 viser et flytskjema over hvordan settet i stedet frembringes i den mobile stasjon, fig. 7 viser et flytskjema over den foretrukne måte å frembringe kandidatsettet for basestasjoner, også utført i den mobile stasjon, og fig. 8 viser et flytskjema over den foretrukne måte ifølge oppfinnelsen, hvor en endring i antallet foretrukne medlemmer av det aktive sett registreres og en melding vedrørende pilotsignalstyrke sendes til basestasjonen i respons på den endring som er registrert.

Fig. 1 viser altså et trådløst kommunikasjonsnett hvor et geografisk område er delt opp i en rekke dekningsområder som (særlig i USA) kan benevnes celler og som her er illustrert med sekskanter. Hver celle betjenes av en tilhørende basestasjon 4 som sender ut et pilotsignal som gir en entydig referanse til basestasjonen, i form av et kjennesignal eller liknende. I eksemplet er basestasjonene 4 såkalte CDMA-basestasjoner, idet forkortelsen kan oversettes med "Fler stas jons tilgang via kodeinndeling". En gjennomgåelse av myk omruting i et sambandssystem med CDMA kan for øvrig finnes i de innledningsvis nevnte US 5 101 501 og 5 267 261.

En mobil radiostasjon 2 som kan være en mobiltelefon og som vist kan være montert i en bil, er ved et bestemt tidspunkt i den celle som betjenes av basestasjonen 4A, men relativt nær yttergrensen av denne celle. Den kan faktisk være så nær grensen at den allerede er i en situasjon hvor overlappende omruting finner sted, nemlig ved at den samtidig er i forbindelse med den viste basestasjon og en eller flere i nabocellene, for eksempel stasjo-nene 4A og 4B. Disse to basestasjoner utgjør da det man har definert som det aktive sett. Videre kan tenkes at den mobile stasjon 2 allerede har registrert andre basestasjoner i nærheten ved å ha målt signalstyrken for det pilotsignal hver av dem har sendt ut og hvor måleresultatet har vist at signalstyrken har vært bedre enn en gitt terskel TMD, men hvor likevel disse ytterligere basestasjoner ikke i øyeblikket har samband med stasjonen. Forenklet kan man altså si at disse basestasjoners piloter utgjør et kandidatsett, for eksempel for basestasjonene 4C og 4G.

Fig. 2 viser et typisk kommunikasjonsnett hvor data til den mobile stasjon 2 overføres fra det offentlige digitale telefon-eller tjenestenett (PSTN) eller fra et annet trådløst nett (Ikke vist) via den allerede omtalte sentral og de basestasjoner 4 som hører til den mobile stasjons 2 aktive sett eller liste. I eksemplet gir sentralen 6 data til og mottar data fra basestasjonene 4A og 4B med gjensidig overlapping (redundans).

Oppfinnelsen gjelder også forhold hvor hvert dekningsområde eller hver celle er oppdelt i sektorer. Samband til og fra hver sektor kan skje separat ved mottaking og demodulasjon av den mobile stasjon 2. For enkelhets skyld vil her gjennomgås tilfeller hvor hver basestasjon 4 er enerådende i sitt lokale dekningsområde (cellen), men oppfinnelsen vil naturligvis også kunne gjelde sektoroppdelte dekningsområder hvor basestasjonene i området kan være kolokalisert og sende til de separate sektorer innenfor cellen. De situasjoner hvor en mobil stasjon samtidig har forbindelse med mer enn én sektor i en celle vil kunne benevnes "mykere" eller "helmyk" omruting. En fremgangsmåte og et apparat for å utføre slik helmyk omruting er detaljbeskrevet i vår tidligere innleverte patentsøknad USSN 08/144,903 (oktober 1993) med tittel "Fremgangsmåte og apparat for å utføre omruting mellom de enkelte sektorer som tilhører en bestemt basestasjon". Innholdet i dette patentskrift tas her med som referansemateriale.

Innenfor den mobile stasjon 2 vil hver kopi av de tilførte data i form av pakker mottas separat og blir demodulert og dekodet. De dekodede data kombineres deretter for å frembringe et estimat av de innkommende data, med større pålitelighet enn noen av de enkelte demodulerte estimater av samme data.

Fig. 3 illustrerer oppbyggingen av en typisk mobil stasjon 2 ifølge oppfinnelsen. Den måler kontinuerlig eller ved intervaller signalstyrken av mottatte pilotsignaler som kommer inn via antennen 50 og dupleksenheten 52 til dens mottaker 54, fra en basestasjon. I mottakeren 54 (Rx) forsterkes, nedtransponeres og filtreres de mottatte signaler før videreføringen til en pilot-demodulator 58 tilhørende et søkesubsystem 55 (stiplet inntegnet).

Det mottatte signal føres dessuten til i alt antallet N trafikkdemodulatorer eller et subsett med slike for separat demodulering av de mottatte signaler og videreføring til en kombinasjonsenhet 66 for kombinasjon av de demodulerte kanaldata. Kombinasjonsenheten tilveiebringer på sin side et forbedret estimat av de utsendte data.

Den mobile stasjon 2 måler som nevnt signalstyrken av de pilotsignaler den tar imot i de enkelte kanaler. En styrepro-sessor 62 gir innhentingsparametere videre til den viste søkepro-sessor 56 i subsystemet 55. I eksemplet hvor kommunikasjonssystemet er av kategori CDMA etableres i styreprosessoren 62 en såkalt PN-offset som arter seg som en kvas i støy forskyvning, til søkepro-sessoren 56 som på sin side etablerer en PN-sekvens som brukes av den viste pilotdemodulator 58 for demodulasjon av det mottatte signal. Dette demodulerte signal videreføres til det man kan kalle en energiakkumulator 60 som i prinsippet er en summeringskrets og måler energien (signalnivået) av det demodulerte pilotsignal ved å samle opp energien over gitte tidsintervaller. De målte pilotenergiverdier går videre tilbake til styreprosessoren 62, og i eksemplet sammenlikner denne disse verdier med tersklene og tdrop« Som nevnt er TADD terskelen som fastlegger om det mottatte signals signalstyrke eller energi er så bra at den mobile stasjon effektivt kan ha samband ved dette nivå. TDHOP er terskelverdien som fastlegger at signalenergien ikke er tilstrekkelig for å gi effektiv kommunikasjon.

Den mobile stasjon 2 sender sin melding PSMM som innbe-fatter samtlige piloter med energi større enn TADD og alle medlemmer av det aktuelle aktive sett hvis målte pilotenergier ikke har falt under TDR0P over mer enn en gitt tidsperiode. I eksemplet frembringer den mobile stasjon 2 og sender en PSMM etter detekteringen av en endring i en pilots styrke ved følgende tre situasjoner: 1. Styrken av en pilot i et nabosett eller et restsett er funnet å ligge over terskelen TMD. 2. Styrken av en pilot i kandidatsettet overstiger styrken av en pilot i det aktive sett med mer enn en terskel TC0MP. 3. Styrken av en pilot i det aktive sett har falt under en terskel TDROP over en periode som er lenger enn en gitt tidsperiode .

I eksemplet fastlegger sendingen av meldingen PSMM hvilken pilot det gjelder og gir et mål for den målte signalstyrke, og basestasjonene for PSMM blir identifisert ved deres pilotsignal-forskyvning i forhold til en referanse, mens den målte pilotenergi gis i dBm.

Styreprosessoren 62 frembringer pi lot identitetene og de tilhørende energier som en informasjonsoverføring til den viste meldingsgenerator 70 som sender ut meldingen PSMM til senderen 68 (Tx) for koding, modulasjon, opptransponering og sluttforster-king av den tilførte melding, for utsending via dupleksenheten

52 og antennen 50.

Fig. 4 viser hvordan denne melding blir mottatt via en basestasjons 4 antenne 30 og håndtert i dens mottaker 28, nemlig forsterket, nedtransponert, demodulert og dekodet for videreføring av meldingen til et BSC-grensesnitt 26, idet forkortelsen står for basestasjonens sentral. Fra grensesnittet 26 går meldingen til sentralen 6, nemlig til en velger 22 i denne, og denne velger kan også motta meldingen som en reserveforbindelse fra andre basestasjoner i samband med den mobile stasjon 2. Velgeren 22 kombi-nerer meldingsestimatene som mottas fra basestasjonene i kommunikasjon med den mobile stasjon 2 for å tilveiebringe forbedrede pakkeestimater.

Velgeren 22 gir meldingen om signalstyrke til en om-rutingsprosessor 22 som i dette første eksempel ifølge oppfinnelsen velger de basestasjoner som vil ha forbindelse med den mobile stasjon 2, det vil si medlemmene i det reviderte aktive sett, i henhold til den fremgangsmåte som er skissert på fig. 5.

Fig. 5 viser altså gangen i sorteringen av basestasjoner ut fra hvor sterkt deres pilotsignaler mottas i en mobil stasjon. I den øverste blokk 100 sorteres pilotene ut fra PSMM ifølge signalstyrken, og dersom for eksempel P: er den sterkeste vil P2 være den neste i rekken. I blokk 102 bringes det reviderte aktive sett til å omfatte Px og P2, og i den neste blokk 104 settes den variable COMBINED PILOT til summen av energiene i P1 og P2. I blokk 106 går sløyfeparameteren i til verdien 3.

I blokk 108 sammenliknes energien av pilotsignalet som er sterkest (PA) med en terskelverdi for å fastlegge om denne pilot skal føyes til det reviderte aktive sett. I eksemplet bestemmes en terskel (T) i samsvar med likningen (1) nedenfor:

T=SOFT_SLOPE<*>COMBINED_PILOT+SOFT_INTERCEPT ( 1)

I eksemplet settes S0FT_SL0PE til 2,25, mens SORT_INTERCEPT settes til 3,0. Verdiene kan være parametere som sendes over radio til den mobile stasjon eller valgte verdier kan være programmert inn i denne. Disse verdier kan fastlegges i samsvar med faktorer så som mengden av mykoverføring som er aksepterbar overfor en nettleverandør og empiriske studier over kvaliteten ved overføring i bestemte overføringsavsnitt. Er energiverdien P1 mindre enn terskelverdien går skjemaet videre til blokk 110 slik at det reviderte aktive sett kommer til å innbefatte de signaler som tilsvarer pilotene {Pj ... P^i}. Er energiverdien P1 større enn terskelverdien i bokk 108 går skjemaet videre til blokk 112 hvor en ny C0MBINED_PIL0T beregnes ved summering av energiverdien for det i-te sterkeste signal i henhold til meldingen, nemlig pilotsignalet (Pt), med den aktuelle verdi av C0MBINED_PIL0T. Siden energien i henhold til eksemplet er angitt i desibel må den omvandles til absolutt verdi før summeringen og deretter føres tilbake til logaritmisk desibelform. I blokk 114 legges P£ til det reviderte aktive sett.

I blokk 116 inkrementeres sløyfeparameteren i. I blokk 118 kontrollerer prosessoren 20 om samtlige basestasjoner i meldingen PSMM er prøvet med hensyn til mottatt signalstyrke i den mobile stasjon, og hvis det ikke er noen flere piloter som skal undersøkes går skjemaet videre til blokk 120 hvor det reviderte aktive sett kommer til å inneholde samtlige basestasjoner i henhold til meldingen. Dersom det i blokk 118 registreres flere basestasjoner som skal prøves går skjemaet tilbake til blokk 108 og tar en ny syklus.

Etter oppsettingen av det reviderte aktive sett fastlegges i sentralen 6 om den reviderte aktive listes basestasjoner kan sette i gang forbindelser med den mobile stasjon 2. Hvis enkelte av dem ikke kan det tas de ut fra det reviderte aktive sett. Etter å ha frembrakt det reviderte aktive sett sørger prosessoren 20 for overføring av informasjon til velgeren 22 om medlemmene av dette sett. I respons på overføringen allokerer velgeren 22 trafikkanaler for kommunikasjon med den mobile stasjon via basestasjonene i dette reviderte aktive sett.

Prosessoren overfører-en melding om settet til meldings-generatoren 24 som frembringer en melding for sending til stasjonen 2, idet denne melding kan kalles omrutingsdirigeringsmeldingen. Denne melding indikerer at basestasjonene i settet og de tilhørende kanaler er de som skal brukes i sambandet med stasjonen 2. Meldingen går via velgeren 22 og til basestasjonene som hadde forbindelse med stasjonen 2 før etableringen av det reviderte sett. Disse basestasjoner overfører omrutingsmeldingen til den mobile stasjon.

Det vises igjen til fig. 3 for oppbyggingen av den mobile stasjon 2. Meldingen mottas av dens antenne 50 og går via mottakeren 54 for behandling som forklart tidligere, til styreprosessoren 62. Denne konfigurerer trafikkanaldemodulatorene 64A-64N for å demodulere kanalene i samsvar med det reviderte aktive sett som er spesifisert i omrutingsmeldingen.

I en alternativ utførelse frembringes som nevnt det reviderte aktive sett i den mobile stasjon 2 selv, og denne utførelse gir mer tidsriktig generering av settet. Siden meldingen PSMM bare sendes under de tre gitte betingelser vil oppdateringen av det aktive sett bli forsinket noe, men i denne alternative utførelse får man en mer tidsriktig overføring av meldingen, og dette skjer på følgende måte: Stasjonen 2 måler de mottatte pilotsignaler og kommer frem til energinivået som et mål på signalstyrken, slik det er forklart ovenfor. Energiverdiene føres til prosessoren 62 og i respons frembringer denne et revidert aktiv sett. Er dette forskjellig fra det som foreligger sender stasjonen 2 en melding som indikerer medlemmene av settet til sentralen 6 via basestasjonene 4. Sentralen 6 setter opp forbindelsen med den mobile stasjon 2 og denne omkonfigurerer trafikkanaldemodulatorene 64A-64N for å demodulere mottatte signaler i samsvar med det reviderte aktive sett som altså er generert i den mobile stasjon selv.

I eksemplet frembringer prosessoren 62 i stasjonen 2 det reviderte aktive sett i samsvar med fremgangsmåten vist på fig. 6. I blokken 200 legges piloter med målt energi over terskelen TMD til kandidatlisten, mens piloter hvis målte energi er under TDR0P over mer enn et gitt tidsintervall fjernes fra denne liste. I eksemplet kan den tid en pilot er under den gitte terskel TDR0P holdes under kontroil av en tellekrets eller "timer" i prosessoren 62, og denne krets kan derfor kalles <T>DROP-kretsen.

I blokk 202 sorteres pilotene i kandidatlisten fra de sterkeste og til de svakeste, slik at Pcl er sterkere enn Pc2 osv. I blokk 204 settes den variable C0MBINED_PIL0T lik energien av samtlige piloter i det aktive sett. I samme blokk settes også den sløyfevariable (i) til verdien 1. I blokk 206 prøves kandidatsett-medlemmet Pcl for å fastlegge om det skal inngå som en del av det reviderte aktive sett eller ikke, og denne prøve skjer ved sammenlikning mot en terskel som frembringes i samsvar med den aktuelle verdi av COMBINEDPILOT. I eksemplet er terskelen T frembrakt i samsvar med likningen (1) ovenfor.

Hvis pilotenergien av Pcl overstiger terskelen T vil skjemaet føre videre til blokk 208 hvor denne pilot tilføyes det reviderte aktive sett. I blokk 202 beregnes en ny verdi av C0MBINED_PIL0T, slik den gamle verdi pluss energien av piloten Pcl. I blokk 212 inkrementeres den sløyfevariable i slik at den blir 1 større.

I blokk 213 kontrolleres om samtlige piloter i kandidatsettet er prøvet, og hvis det er noen som ikke er prøvet går skjemaet til blokk 200 og fortsetter som beskrevet ovenfor. Er derimot samtlige prøvet eller hvis man i blokk 206 finner at pilotenergien av Pcl ikke oversteg terskelen T går skjemaet videre til blokk 214 hvor det reviderte aktive sett sorteres med hensyn til energiinnhold, fra det laveste og til det høyeste. Følgelig vil PA1 ha den minste målte energi i det reviderte aktive sett, mens PA2 har den nest laveste etc. opp til det siste medlem i settet, Pju,.

I blokk 216 fastlegges om PA1 hører til kandidatsettet eller ikke. Hører den til der går skjemaet videre til blokk 234, og da blir revisjonen av det aktive sett komplett. I blokk 218 settes i = 1. I blokk 220 beregnes verdien COMBINEDPILOT for prøving av PA1, og den funne verdi settes lik summen av den målte energi for samtlige piloter med energi større enn energien av den pilot som i øyeblikket prøves, og dette betyr at størrelsen C0MBINED_PIL0T blir bestemt av likningen:

I blokk 222 sammenliknes den pilot som i øyeblikket prøves

med en terskel T som bestemmes i samsvar med den beregnede verdi etter likning (2). I eksemplet er terskelen T bestemt av denne likning, men hvis den målte energi PA1 overstiger terskelen T vil skjemaet gå videre til blokk 224, hvoretter de kretser som sørger

for tidsintervallbestemmelse for pilotene PK1-Pjm tilbakestilles til null slik at bestemmelsen av det reviderte aktive sett avsluttes i blokk 234.

Hvis imidlertid den målte pilotenergi PA1 ikke overstiger terskelen T går skjemaet videre til blokk 226 hvor det fastslås om TDROP-kretsen for PA1 har løpt ut sitt intervall. Er dette tilfelle fjernes i blokk 228 piloten PA1 fra det reviderte aktive sett og settes i stedet inn i kandidatsettet, hvoretter skjemaet går videre til blokk 230. Hvis det i blokk 226 fastslås at TDR0P-kretsen for PA1 ikke har løpt ut går skjemaet direkte til blokk 230 hvor i inkrementeres. I blokk 232 undersøkes deretter om samtlige piloter i settet PAi er prøvet eller ikke, og er de det går skjemaet videre til blokk 234 som avslutter etableringen av det reviderte aktive sett. Er ikke alle prøvet går skjemaet til blokk 220 og fortsetter som beskrevet ovenfor.

Det vises nå til fig. 7 og 8 for å illustrere en fore-trukket måte å anvende oppfinnelsen på. I denne foretrukne versjon overvåker den mobile stasjon pilotsignalene og i respons på resultatet legger stasjonen inn medlemmer i kandidatsettet og undersøker videre om en endring av den aktuelle situasjon for det aktive sett er ønskelig i henhold til det kriterium som er gjennomgått ovenfor. Ved registrering av eventuelle endringer i medlemskapet for det aktive sett frembringer stasjonen en melding som gjelder pilotstyrkemålingen (PSMM) som beskrevet og med identiteten for samtlige piloter i både kandidatsettet og det aktive sett, tilsvarende målte energiverdier og en tilhørende indikasjon av om piloten fortsatt skal være i et av disse settene eller skal overføres til nabosettet (som er indikert ved å sette den KEEP-variable som er beskrevet tidligere). I utførelses-eksemplet bestemmes antallet medlemmer i det reviderte aktive sett i samsvar med den fremgangsmåte som er gjennomgått ved forklaring av flytskjemaet på fig. 5.

Den foretrukne utførelse gir tidsriktig modifikasjon for antallet medlemmer i det aktive sett og gir videre god anledning for å få bestemt medlemmene i dette sett ved basestasjonen, hvilket reduserer beregningstiden i den mobile stasjon og tillater at utvelgingen kan innbefatte kapasitetsbegrensninger i basestasjonen. Slike begrensninger kan tas i betraktning av sentralen ved rett og slett å fjerne eller veie pilotsignaler som overføres fra base-

stasjoner som er sterkt trafikkbelastet.

Fig. 7 viser et flytskjema over oppdateringen av kandidatsettet, og i eksemplet utføres dette av den mobile stasjon. I blokk 300 settes den variable i = 1, og i blokk 302 sorteres pilotene i nabosettet PH slik at PH1 > PM2 > PN3 etc. I blokk 306 sammenliknes nabosettpiloten som i øyeblikket prøves (PN1) med terskelen TMD, og hvis denne pilots signalenergi er under terskelen går skjemaet fra blokk 310 videre til blokk 312. Ellers føyes pilotsignalet til kandidatsettet og skjemaet går til blokk 308. Er pilotsignal-energien under terskelen går skjemaet fra blokk 310 i stedet direkte til blokk 312.

I blokk 308 inkrementeres indeksen til nabosettpiloten under prøving, og i blokk 304 undersøkes om samtlige medlemmer av dette sett er prøvet. Er det noen som ikke er prøvet går skjemaet videre til blokk 306 og fortsetter som beskrevet ovenfor, men er alle prøvet går skjemaet til blokk 312.

I blokk 312 tilbakestilles den indeksvariable i til 1, og i blokk 314 sorteres pilotene i settet (Pc) fra den svakeste og til den sterkeste, slik at Pcl < Pc2 < Pc3 etc. I blokk 318 sammenliknes energien av kandidatene i listen (Pcl) med utvalgskri-teriet angitt ved terskelen TDROP. Er energien under denne terskel går skjemaet videre til blokk 320. Siden listen av piloter er sortert vil alle de øvrige medlemmer i settet nødvendigvis ha høyere nivå enn TDR0P, slik at TDR0P<->kretsene for Pcl og samtlige piloter som er sterkere enn denne blir tilbakestilt i blokk 320, hvorved oppdateringen av kandidatsettet er komplett.

Som beskrevet ovenfor er TDR0P-kretsen en tellekrets som holder kontroll med hvor lenge en pilot har holdt seg under utfallsterskelen TDROP. Hensikten med denne krets er å unngå at en kraftig pilot som kan ha blitt målt til å ha liten energi ved kortvarig endring i utbredelsesf orholdene så som en hurtig svekking (fading) ikke skal tas ut av settet uten nærmere kontroll. I blokk 320 startes TDROP-kretsen dersom telleverket for Pcl ikke allerede løper eller det fremskyndes dersom det løper.

I blokk 326 prøves om TDROP-kretsen angir at det gitte tidsintervall for piloten Pcl er utløpt. Er det det går skjemaet videre til blokk 328 og denne pilot tas ut fra kandidatsettet. Deretter går skjemaet til blokk 322. Selv om det gitte tidsintervall ikke var utløpt i henhold til blokk 326, går skjemaet direkte til blokk 322 hvor kandidatsettindeksen i inkrementeres, og i blokk 316 undersøkes deretter om samtlige kandidatsettplloter er prøvet. Er de det regnes kandidatsettoppdateringen som komplett. Er ikke alle kandidatsettmedlemmer prøvet går skjemaet tilbake til blokk 314 og fortsetter som allerede beskrevet.

I den foretrukne utførelse utføres altså utvelgelsen av medlemmer til kandidatsettet i den mobile stasjon selv. Dette er fordi utvelgelsen typisk ikke krever kunnskap om kapasitetsbegrensninger i nettets basestasjoner. I en alternativ utførelse utføres 1 stedet utvelgelsen i sentralen, og et er dessuten slik at tilføyelse av medlemmer til kandidatsettet bør utføres av denne under den forutsetning at den har eller blir tilført informasjon om medlemmene i den mobile stasjons nabosett.

Fig. 8 illustrerer fremgangsmåten for å registrere behovet for å revidere det aktive sett, idet denne revisjon ifølge oppfinnelsen utføres i den mobile stasjon. I blokk 400 velges den sterkeste pilot (P'Ci) 1 kandidatsettet. Merk at merkeindikeringen på P er gjort for å skille piloten fra den Pcl som er gitt på fig. 7 og som der representerer den svakeste pilot i kandidatsettet. I blokk 402 sammenliknes energien av denne pilot Pcl med en terskel T som er basert på en oppsamling av energien over samtlige piloter i det aktive sett, slik det er vist i likning 3 nedenfor:

Dersom P'cl overskrider terskelen T sender den mobile stasjon pilotstyrkemålingsmeldingen (PSMM) til basestasjonen i blokk 404. Er ikke nivået over terskelen går skjemaet imidlertid videre til blokk 406 hvor det aktive sett sorteres fra den svakeste pilot og til den sterkeste. I blokk 408 settes den variable indeks i til 1 i det aktive sett, og i blokk 410 prøves det aktive setts pilot Pal mot en terskel T etter først å være blitt prøvet med hensyn til om den fortsatt skal være i det aktive sett, idet terskelen T frembringes i samsvar med summen av energiene i samtlige sterkere piloter, slik det er vist i likning 4 nedenfor:

Dersom den pilot som prøves (PA1) overstiger terskelen T vil både den og samtlige piloter med større styrke holdes i det aktive sett. I blokk 412 tilbakestilles altså TDR0P-kretsene for samtlige piloter med styrke større enn PA1, og den pågående søking etter en revisjon for det aktive sett komplett, uten behov for ytterligere revisjon ved registrering i den mobile stasjon. I den foretrukne utførelse brukes en avskjæringsverdi (SOFT_ADD_INTERCEPT) for å frembringe den tilleggsterskel som tillates å ha en verdi forskjellig fra den tilsvarende avskjæringsverdi (SOFT_DROP_INTERCEPT) som brukes for å frembringe utfallsterskelen. Dette gir bedre fleksibilitet og lar nettet innføre tilleggshysterese i signalnivåene.

Hvis imidlertid pilot PAl er mindre enn terskelen T går skjemaet videre til blokk 422 hvor <T>DROP-kretsen for piloten PA1 startes dersom den ikke allerede løper og fremskyndes hvis den allerede løper. I blokk 424 prøves om TDR0P-kretsen for piloten PA1 har fullført sin gitte periode, og hvis den har det overfører den mobile stasjon en PSMM til basestasjonen (blokk 430). Er det gitte intervall ikke utløpt går skjemaet til blokk 426 hvor det aktive setts pilotindeks i avanseres frem ett trinn, og deretter går skjemaet til blokk 420 hvor det undersøkes om samtlige sett er prøvet. Er alle prøvet opphører søkingen, ved at det ikke lenger er behov for ny revisjon. Er ikke alle medlemmene i settet prøvet går skjemaet videre til blokk 410 og fortsetter som gjennomgått ovenfor.

Beskrivelsen ovenfor av de enkelte foretrukne utførelser er tatt med for å gjøre fagfolk i stand til å lage eller bruke oppfinnelsen. De enkelte modifikasjoner vil være åpenbare, og hovedprinsippene kan også brukes ved andre anvendelser. Rammen om oppfinnelsen er gitt av patentkravene nedenfor.

Claims

1. Fremgangsmåte for å velge basestasjoner (4,4A, 4B, 4C) for å kommunisere med en fjerntliggende stasjon (2), karakterisert ved at det omfatter: beregning av en terskelverdi i samsvar med en kombinasjon av signalenergier fra basestasjoner (4A, 4B, 4C) som er i stand til å kommunisere med den fjerntliggende stasjon (2), sammenlikning av en signalenergi (Pj) fra en første basestasjon (4C) med terskelverdien, og velge den første basestasjon (C) når signalenergien (P;) fra den første basestasjon (4C) overstiger terskelverdien, idet signalenergien (Pi) fra den første basestasjon (4C) er energien fra en første basestasjons pilotsignal målt ved den fjerntliggende stasjon (2), og idet kombinasjonen av signalenergier fra basestasjoner (4A, 4B, 4C) som er i stand til å kommunisere med den fjerntliggende stasjon omfatter summen av pilotenergiverdier av pilotsignaler med større mottatt energi enn den første basestasjon (4C).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinnet av å beregne en terskelverdi omfatter utførelse av en lineær operasjon på kombinasjon av signalenergier fra basestasjoner (4A, 4B, 4C) som er i stand til å kommunisere med den fjerntliggende stasjon (2).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinnet å beregne en terskelverdi omfatter utførelse av en lineære operasjon på kombinasjonen av signalenergier fra basestasjoner (4A, 4B, 4C), i stand til å kommunisere med den fjerntliggende stasjon (2).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den lineære operasjon omfatter: multiplisere kombinasjonen av signalenergier fra basestasjoner som er i stand til å kommunisere med den fjerntliggende stasjon med en første verdi (SOFT m), og summere en andre variabel (SOFT b) med produktet av multiplikasjonen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den første variabel (SOFT_m) har en verdi på 2,25.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den andre variable (SOFT_b) har en verdi på 3,0.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den ytterligere omfatter måling ved den fjerntliggende stasjon (2) styrken av pilotsignaler sendt av et forhåndsbestemt sett av basestasjoner for å tilveiebringe signalenergiene fra basestasjoner (4A, 4B, 4C) som i stand til å kommunisere med den fjerntliggende stasjon (2).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det ytterligere omfatter trinnet å sende en melding som indikerer det målte pilotsignal fra den fjerntliggende stasjon (2).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved det ytterligere omfatter trinnet å fjerne den første base stasjon (4C) fra et sett av basestasjoner (4A, 4B, 4C) i kommunikasjon med den fjerntliggende stasjon (2) når signalenergien fra den første basestasjon (4C) er under terskelverdien.