SE466081B - Foerfarande vid handoff i ett mobilradiosystem - Google Patents

Description

15 20 466 08? signalparametervektorer överskrider en förutbestämd korrelationsgrad, (bl) handoff beordras till en förutbestämd andra basstation i uppsättningen, eller (b2) handoff-proceduren avbryts och förbindelsen mellan mobilstationen och den första basstationen bibe- hålls.

Frcunrönmscxnïne Uppfinningen kommer att beskrivas mera i detalj nedan under hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka: Fig. 1 visar en utföringsform av ett cellulärt mobiltelefon- system; Fig. 2 visar ett exempel på en situation där handoff ej bör ske till den basstation som har den starkaste signalen; Fig. 3 visar ett antal celler i ett cellulärt mobiltelefon- system, vars basstationer är kopplade till en gemensam mobiltelefonväxel: och Fig. 4 visar strukturen av en post i en databas för lagring av signalstyrkemönster.

FÖREDRAGEN Urröninesronn Figur 1 visar uppbyggnaden av en utföringsform av ett cellulärt mobiltelefonsystem. Ett sådant system innefattar ett antal celler, varvid varje cell i denna utföringsform innehåller en basstation BS. För enkelhets skull visas endast ett antal sådana basstationer BS i figuren. Basstationerna BS befinner sig i radiokontakt med ett antal mobilstationer MS, av vilka endast en visas i figuren. Mobilstationen MS kommunicerar i allmänhet med 15 20 25 466 D81 basstationen BS i den cell i vilken den för tillfället befinner sig. Då mobilstationen MS förflyttar sig från cell till cell överlämnas kommunikationen från basstationen BS i en cell till basstationen BS i en intilliggande cell. Denna procedur kallas för handoff. Under handoff instruerar den gamla basstationen mobilstationen MS att byta till en annan kanal hörande till den nya basstationen.

Fig. 2 visar en situation där handoff ej bör ske till den basstation som har den starkaste signalen. I fig. 2 finns tre basstationer BS1-BS3. En mobilstation antages vara pá väg från punkten A till punkten C via punkten B. Vid punkten A befinner sig mobilstationen i kontakt med basstationen BS1. Vid punkten B har signalstyrkan fràn basstationen BS1 försvagats så att någon annan basstation har väsentligt starkare signal, varför handoff beordras. Eftersom mobilstationen kontinuerligt mäter signalstyr- korna från kringliggande basstationer har det i punkten B konstaterats att basstationen BS2 har den starkaste signalstyr- kan, varför handoff enligt konventionell teknik beordras till denna. När mobilstationen sedan fortsätter till punkten C kommer signalen fràn basstationen BS2 att blockeras av en byggnad H, sá att signalstyrkan snabbt avtar och ny handoff måste beordras. I detta fall sker handoff till basstationen BS3.

I den beskrivna situationen följs sålunda ett handoff-beslut i punkten B mycket snart av ett nytt handoff-beslut i punkten C.

Om basstationen BS3 redan i punkten B har tillräcklig signalstyr- ka för att överta kommunikationen med mobilstationen vore det lämpligare att redan där beordra handoff till basstationen BS3 i stället för basstationen BS2.

Genom att vägen i det beskrivna exemplet alltid har samma geografiska sträckning och punkten C frán punkten A endast kan näs via punkten B, vore det därför önskvärt att på något sätt i punkten B ta hänsyn till det faktum att byggnaden H snart kommer att blockera signaler från basstationen BS2 vid det aktuella handoff-beslutet. 10 15 20 25 30 466 081 Föreliggande uppfinning baseras på insikten att det geografiska läget av punkten B ej nödvändigtvis behöver karaktäriseras av Ett alternativt sätt att karaktärisera läget av punkten är nämligen genom en signal- punktens geografiska koordinater. styrkevektor bildad av de i mobilstationen uppmätta signalstyr- korna från de kringliggande basstationerna. Punkten B kan sålunda identifieras genom en karakteristisk signalstyrkevektor kopplad till basstationen BS1. Anledningen till kopplingen till bassta- tionen BS1 är att den speciella beskrivna situationen uppkommer endast om mobilstationen färdas i riktningen ABC. Det är sålunda endast om handoff skall ske från basstationen BS1 till en annan basstation som den uppmätta signalstyrkevektorn är av betydelse för att geografiska sannolika vidare färd. Om mobilstationen däremot färdas i motsatt identifiera mobilstationens läge och riktning, CBA, kommer mobilstationen vid punkten B att fort- farande stå 5. kontakt med basstationen BS3 utan att handoff Handoff till basstationen BS1 sker först senare någonstans utmed sträckan BA. erfordras.

Det är alltså väsentligt att hänföra den karakteristiska signalstyrkevektorn till en viss basstation.

En utföringsform av uppfinningen kommer att beskrivas mera i detalj nedan under hänvisning till fig. 3 och 4.

Fig. 3 visar en uppsättning basstationer 1-7 belägna kring en mobilstation. Dessa basstationer är kopplade till en mobiltele- fonväxel MSC, i vilken normalt handoff-besluten fattas. I fig. 3 är samtliga basstationer i den uppsättning som är belägen kring mobilstationen anslutna till samma mobiltelefonväxel. Detta är dock ej nödvändigt, utan vissa basstationer kan vara anslutna till en mobiltelefonväxel, medan andra basstationer kan vara I ett sådant fall kommunicerar mobiltelefonväxlarna med varandra. anslutna till andra mobiltelefonväxlar.

För enkelhets skull beskrivs dock det i fig. 3 visade fallet, där samtliga basstationer i uppsättningen är anslutna till mobiltelefonstatio- nen MSC. m, 10 15 20 25 466 081 Mobilstationen MSC innehåller en datafil med karakteristiska signalstyrkevektorer för "undantagspunkter", exempelvis punkten B i fig. 2. Fig. 4 visar uppbyggnaden av en post i en sådan datafil. Varje post innehåller ett fält BS som identifierar den basstation till vilken signalstyrkevektorn är kopplad. Övriga fält i posten innehåller signalstyrkorna SS_1 - SS_7 i undantags- punkten. Varje basstation som är ansluten till mobiltelefonväxeln MSC kommer sålunda att vid behov kunna associeras med ett antal undantagspunkter definerade av signalstyrkevektorer lagrade i datafilen. Dessa signalstyrkevektorer eller signalstyrkemönster mäts upp och lagras sedan permanent i datafilen och kan därefter beaktas vid handoff-beslut.

I det följande antages att mobilstationen befinner sig i kontakt med basstation 1 i fig. 3 när handoff skall ske till någon av stationerna 2-7. Vidare antages att mobilstationen kontinuerligt mäter och rapporterar signalstyrkorna för kringliggande bassta- tioner 1-7 till basstationen 1, som leder dessa mätvärden vidare till mobiltelefonväxeln MSC. När mobiltelefonväxeln MSC konstate- rar att de vid mobilstationen uppmätta signalstyrkorna från bas- stationerna 1-7 förändrats till sådana nivåer att kriterierna för handoff är uppfyllda, undersöks huruvida den i mobiltelefon- växeln MSC lagrade databasen innehåller några undantagspunkter för denna basstation. Om så är fallet undersöks om någon av dessa är tillräckligt korrelerad med, dvs. tillräckligt lik, den i mobilstationen just uppmätta signalstyrkevektorn. Om tillräcklig korrelation föreligger för att man skall kunna anse att mobilsta- tionen befinner sig i just den punkt där den karakteristiska signalstyrkevektorn en gång uppmätts, så sker handoff till någon annan basstation bland stationerna 2-7 än den basstation som har den starkaste signalen. Den valda basstationen skall dock fort- farande ha acceptabel signalstyrka vid mobilstationen.

Om det visar sig att basstationen 1 ej är associerad med några undantagspunkter eller om den vid mobilstationen just uppmätta signalstyrkevektorn ej är tillräckligt korrelerad med någon av de karaktäristiska signalstyrkevektorerna för basstationen 1, så .LO 15 20 25 30 466 081 sker handoff pà sedvanligt sätt till den basstation 2-7 som har den starkaste signalen.

Korrelationen mellan en vid mobilstationen uppmätt signalstyrke- vektor och en i datafilen lagrad karakteristisk signalstyrkevek- tor kan på enkelt sätt ske t. ex. genom att beloppet av skill- naden mellan respektive vektorkomponenter beräknas för bildande av en avvikelsevektor. Denna avvikelsevektor kan sedan jämföras med en lagrad avvikelsevektor. Om ett tillräckligt stort antal komponenter i den beräknade avvikelsevektorn är mindre än mot- svarande komponenter i den lagrade avvikelsevektorn anses till- räcklig korrelation föreligga. Den lagrade avvikelsevektorn kan vara gemensam för alla karakteristiska signalstyrkevektorer'eller vara unik för varje karakteristisk signalstyrkevektor.

I vissa situationer, t.ex. när signalen från basstationen 1 tillfälligt blockeras av en byggnad, kan det vara lämpligast att helt avbryta handoff-proceduren eftersom basstationen 1 knrt därefter erfarenhetsmässigt åter kommer att ha acceptabel sig- nalstyrka.

I ovanstående exempel har uppfinningen beskrivits i samband med signalstyrkevektorer som av mobilstationen MS rapporteras till basstationen BS. Mobilstationen kan dock även mäta och rapportera andra parametrar som beskriver mottagna signaler. Även dessa parametrar kan vara av intresse i samband med ett handoff- beslut. Exempel pà sådana parametrar är: - bitfelsfrekvensen, bit error rate (BER), för signaler utsända från åtminstone en av basstationerna 1-7: - tidsdispersionen, TD, för signaler utsända från åt- minstone en av basstationerna 1-7; och - kvoten ,C/I, mellan signalstyrkorna för bärvàgen som utsänts från åtminstone en av basststionerna 1-7 och interfererande signaler.

.LO 15 20 25 30 466 081 En generalisering av den beskrivna utföringsformen av upp- finningen innebär därför att signalstyrkevektorn ersätts med en signalparametervektor. De ovan beskrivna principerna kan då fortfarande tillämpas om mobilstationen istället mäter signalpa- rametervektorn och denna jämförs med lagrade karakteristiska signalparametervektorer.

I en utföringsform där även andra parametrar än signalstyrka beaktas kan det inträffa att handoff i en undantagspunkt trots allt beordras till den basstation som har den starkaste signalen.

Det kan t. ex. visa sig att dessa tillkommande parametrar ej har acceptabla värden för någon annan än den starkaste basstationen.

I den beskrivna utföringsformen av uppfinningen har det för enkelhets skull antagits att signalparametrar uppmäts i mobilsta- tionen och rapporteras till en basstation. Detta är dock ej nödvändigt. Ett ekvivalent sätt att erhålla signalparametrar är t. ex. att làta basstationerna uppmäta parametrar som beskriver den av mobilstationen utsända och av respektive basstation mottagna signalen. Dessa parametrar kan sedan av varje basstation rapporteras till den enhet som fattar beslut om handoff, t. ex. en mobiltelefonväxel. Även dessa signalparametrar bildar en sig- nalparametervektorsomkarakteriserarnmbilstationensgeografiska läge.

Signalparametrarna kan i en sådan utföringsform innefatta åtminstone en av de vid. basstationerna 1-7 i uppsättningen uppmätta signalstyrkorna av en av mobilstationen MS utsänd signal.

Ytterligare exempel på signalparametrar i denna utföringsform kan innefatta åtminstone en av: - den vid åtminstone en basstation 1-7 i uppsättningen uppmätta bitfelsfrekvensen BER för en av mobilstationen MS utsänd signal; 10 15 466 081 - den vid åtminstone en basstation 1-7 i uppsättningen uppmätta tidsdispersionen TD för en av mobilstationen MS utsänd signal; och - den vid åtminstone en basstation 1-7 i uppsättningen uppmätta kvoten C/I mellan signalstyrkan för den av mobilstationen MS utsända bärvågen och interfererande signaler.

Med föreliggande uppfinning är det sålunda möjligt att erbjuda mera differentierade kriterier för handoff, dvs. att i vissa situationer fràngà kriteriet att handoff skall ske till den basstation som har den starkaste signalen. I stället kan handoff ske till någon annan förutbestämd basstation eller kan förbindel- sen. med. den 'ursprungliga basstationen. bibehållas till nästa begäran om handoff.

Fackmannen inser att olika förändringar och modifieringar av uppfinningen är' möjliga utan att dessa faller utanför upp- finningens ram, vilken definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (9)

10 15 20 25 466 081 P A T E N T K R A V

1. Förfarande vid handoff från en första basstation (1) i ett mobilradiosystem, varvid signalparametrar som beskriver signaler- na mellan en mobilstation (MS) och en uppsättning basstationer (1-7) belägna kring denna uppmäts och utnyttjas för handoff- beslut, k ä n n e t e k n a t av (a)att, när handoff bedöms vara motiverat, den av de uppmätta signalparametrarna bildade signalparametervektorn korreleras med lagrade karakteristiska signalparametervektorer (SS_l, ..., SS_7) associerade med den första basstationen (1), och (b)att, om korrelationen.mellan den uppmätta signalparametervek- torn och. någon av' nämnda lagrade karakteristiska signal- parametervektorer (SS_l, ..., SS_7) överskrider en förut- bestämd korrelationsgrad, (bl) handoff beordras till en förutbestämd andra basstation (2-7) i uppsättningen, eller avbryts och förbindelsen mellan och den första basstationen (1) (b2) handoff-proceduren mobilstationen (MS) bibehålls.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att signalparametrarna innefattar åtminstone en av de vid mobil- stationen (MS) uppmätta signalstyrkorna (SS_1 - SS_7) av från basstationerna (l-7) i uppsättningen utsända signaler. 15 20 25 '10 466 081

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att signalparametrarna innefattar åtminstone en av: - bitfelsfrekvensen (BER) för signaler utsända från åtminstone en basstation (1-7) i uppsättningen; - tidsdispersionen (TD) för signaler utsända från åtminstone en basstation (1-7) i uppsättningen; och - kvoten (C/I) mellan signalstyrkorna för bärvågen som utsänts från åtminstone en basststion (1-7) i uppsättningen och inter- fererande signaler.

4. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att signalparametrarna innefattar åtminstone en av de vid bassta- tionerna (1-7) i uppsättningen uppmätta signalstyrkorna av en av mobilstationen (MS) utsând signal.

5. Förfarande enligt krav 1 eller 4, k ä n n e t e c k n a t av att signalparametrarna innefattar åtminstone en av: - den vid åtminstone en basstation (1-7) i uppsättningen uppmätta bitfelsfrekvensen (BER) för en av mobilstationen (MS) utsând signal; - den vid åtminstone en basstation (1-7) i uppsättningen uppmätta tidsdispersionen (TD) för en av mobilstationen (MS) utsând signal; och - den vid åtminstone en basstation (C/I) mobilstationen (MS) utsända bärvågen och interfererande (1-7) signalstyrkan för den av i uppsättningen uppmätta kvoten mellan signaler.

6. Förfarande enligt något av kraven 2 - 5, k ä n n e t e c k - n a t av att i steg (bl) handoff beordras till en basstation (2- 7) som svarar mot en acceptabel men ej den högsta signalstyrkan i den uppmätta signalparametervektorn. .LO 15 11 466 081

7. Förfarande enligt nágot av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a't av att de karakteristiska signalparametervektorerna (SS_1, ..., SS_7) som är associerade med den första basstationen (1) lagras i den enhet (MSC) som fattar beslut om handoff.

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att de karakteristiska (SS_1, ..., SS_7) lagras såsom poster i en datafil, i vilken varje post uppvisar ett datafält med en identifieringskod för en basstation samt datafält för signalparametrar i karakteristiska signalparameter- signalparametervektorerna vektorer associerade med denna basstation.

9. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att enheten (MSC) som fattar beslut om handoff lagrar karakteristiska signalparametervektorer för samtliga till enheten anslutna basstationer.