SE514663C2

SE514663C2 - Mobiltelekommunikationssystem

Info

Publication number: SE514663C2
Application number: SE9802387A
Authority: SE
Inventors: Per-Goeran Andermo; Anders Oesterberg
Original assignee: Radio Design Innovation Tj Ab
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2001-04-02
Also published as: IL140662A0; WO2000002405A1; SE9802387D0; EP1095531A1; AU4949199A; SE9802387L

Description

514 663 2 DFU Riktningssökarenhet (Direction Finding Unit) MS Mobilstation MTX Mobiltelefonväxel BSC Basstationstyrenhet (Base Site Controller) för styrning av LSU och DFU BS Basstation TRX Sändar-/mottagarutrustning (Transmitter/Receiver Equipment) CC Anropskanal (Calling Channel) TCfree Ledig traﬁkkanal TCho Traﬁkkanal som mottar handover från en annan kanal RSS Radiosignalstyrka RS SI Radiosignalstyrkeindikator LSU Lobfommingsenhet (Lobe Shaping Unit) SSM Signalstyrkemätning SR Signalstyrkemottagare eller TRX som används for singnalstyrkemätningar Förutom konventionell utrustning som t ex sändar-/mottaganitrustning (TRX), antennanordningar, styranordningar för att upprätta kanaler, anordningar för att mäta signalstyrka kopplade till övervakningsanordningar for handoverbeslut, inbegriper basstationen (BS) enligt föreliggande uppfinning också en riktnings- sökarenhet (DFU) och lobformningsenheter (LSU). RSSI-registren, RSSI och snabbscanningsomkopplaren i figur l utgör DFU. Mobiltelefonväxeln MTX utgör gränssnittet till det fasta publika eller privata nätet, t ex vanlig telefoni (POTS, ISDN). Mobiltelefonväxeln MTX anses vara den mest komplexa delen av mobil- kommunikationssystemet och alla slutliga beslut avseende handover, roaming, samtalsuppkoppling, osv, kommer ﬁån MTX. TRX-utrustningen är kopplad till en lobforrnningsenhet (LSU) som i sin tur är kopplad till en gruppantenn. Lobfonn- ningsenheten (LSU) är anordnad att bilda lober med olika bredder och förstärk- ningar i godtyckliga riktningar både i upplänken och nedlänken genom att ändra fas- och amplitudkoeﬁicienter. Lobfornmingsenheten beskrivs i detalj i patent- ansökningar, överlåtna till Radio Design Innovation TJ AB, vilka ansökningar införlivas härmed genom hänvisning.

Om vi nu återgår till riktningssökarenheten DFU är det dess ansvar att lokalisera en mobilstation (MS) så snabbt som möjligt for att undvika att signaler- ingen mellan mobiltelefonväxeln och mobilstationen tappas. Denna funktion krävs speciellt under samtalsuppkoppling eller handoversituationer när mobilstationens 10 20 25 30 35 514 663 3 lägeinitialt är okänt for basstationstyrenheten BSC. Ovannämnda lokalisering åstadkommes genom att allokera smala antennlober (genom att använda lobform- ningsenheten och gruppantennen) som täcker hela arean inuti en sektor. Riktnings- sökarenheten DFU scannar alla mottagningslober samtidigt eller företrädesvis i en följd. Vid detektering av en mottagen signalstyrka i en eller ﬂera mottagningslober väljs loben med högst signalstyrka och basstationstyrenheten BSC upprättar en konfigurerad lob i riktning av den valda loben för kommunikation mellan mobil- stationen och en TRX. Man skall naturligtvis inse att mobilstationen MS måste identiﬁera basstationen innan den sänder signaler till basstationen. Detta åstad- kommes genom att basstationen sänder identiﬁkationssignaler i en bred lob för att informera MS, som täcks av nämnda breda lob, om sin existens.

Ett funktionsprocedurschema för riktningssökarenheten DFU beskrivs nedan. l. Då basstationstyrenheten mottar en CC-, TCfree- eller TCho-aktiveringsorder (MTX sänder order till en TRX-enhet), aktiverar BSC riktningssökarenheten DFU och denna inställs på rätt kanalnummer och övervakar den mottagna signalen. En bred lob i lobformningsenheten LSU kopplas till sändaren. 2. Mobilstationen MS aktiverar sin sändare: som reaktion på en sökning; för att upprätta ett MS-initierat samtal; eller på en ny frekvens efter en handoverorder. Effekten börjar ökas och innan ramdata sänds måste riktningssökarenheten DFU ha identifierat loben med den starkaste RF-nivån (radiofrekvens). Basstationstyrenheten BSC upprättar en väg genom utrustningen med den valda loben kopplad till mottagaren. 3. Under mottagning av NMT-ramar mäter riktningssökarenheten DF U RSS och håller ett register för varje lob. BSC läser RS SI-registren från riktnings- sökarenheten DF U och kopplar kontinuerligt den bästa loben till mottagaren. 4. Vid en lärnplig punkt i si gnaleringsschemat läser basstationstyrenheten BSC RSSI-registret från riktningssökarenheten DFU och bestämmer vilken lob som är bäst att använda för sändardelen och kopplar den bästa loben i denna riktning till sändaren, dvs den breda loben transformeras till en smal lob. 5. Under si gnaleringen och talomvandlingen mäter riktningssökarenheten DFU RS SI och basstationstyrenheten BSC kopplar kontinuerligt den bästa loben till mottagare och sändare.

En metod som liknar ovannämnda används för signalstyrkemätningar. Det är 10 15 20 25 30 35 514 663 4 SSM-ﬁmktionens ansvar att koppla en SR-enhet (eller kanalenhet) till den bästa loben så att signalstyrkemätningar kan utföras av SR-enheten på den bästa loben.

RS SI-mätningarna initieras från mobiltelefonväxeln MTX.

SSM-funktionen använder samma hårdvarukonfiguration som DFU- funktionen.

Ett ﬁmktionsschema för SSM-funktionen beskrivs nedan. l. Då basstationstyrenheten mottar en mätaktiveringsorder (MTX sänder order till en TRX- eller SR-enhet) aktiverar basstationstyrenheten riktningssökar- enheten DFU och denna inställs på korrekt kanalnummer och övervakar den mottagna signalen. 2. Riktningssökarenheten identifierar loben med den starkaste RF-nivån. Bas- stationstyrenheten BSC upprättar en väg genom utrustningen med den valda loben kopplad till SR-enheten. 3. SR-enheten utför RSSI- och cb-tomnätningar. l t ex NMT (Nordic Mobile Telephone) kontrolleras ett samtals kvalitet med en styrsignal (rf-ton), dvs en av fyra toner kring 4 kHz. Basstationen sänder o-signalen till mobilstationen som returnerar signalen till basstationen. Kvaliteten hos den retumerade cb- signalen mäts i basstationen och om kvaliteten ligger under ett förutbestämt värde sänder basstationen ett alarm till en MTX. Sedan beordrar MTX basstationen och de omgivande basstationerna att mäta styrkan hos radio- signalen från mobilstationen. Basstationema sänder mätresultaten till MTX varefter MTX kopplar samtalet till basstationen med den högsta mottagna signalstyrkan. 4. Riktningssökarenheten DFU övervakar den mottagna signalen och bas- stationstyrenheten BSC kopplar kontinuerligt den bästa loben till SR-enheten.

Då TX-enheten är klar kopplar BSC bort SR-utrustningen.

Det inses av fackmän på området att föreliggande uppfinning kan realiseras i andra speciﬁka former utan att gå ur ramen eller de väsentliga egenskapema hos uppﬁnningen. De för närvarande beskrivna utföringsforrnerna skall följaktligen i alla hänseenden anses vara illustrativa och inte begränsande. Omfattningen av uppﬁnningarna, som indikeras av de bifogade patentkraven snarare än av den före- gående beskrivningen, och alla modifikationer som faller innanför betydelsen och ekvivalensbredden därav avses omfattas av dessa.

Claims

10 15 20 25 30 35 514 663 5 PATENTKRAV

1. Förfarande i ett mobiltelekommunikationssystem som använder lober för att upprätta en radiokanal mellan en mobilstation (MS) och en basstatíon (BS), kännetecknat av stegen: att ansluta basstationens sändare till en bred lob i en sektor; att ansluta basstationens mottagare till smala lober i sektorn via en snabb- scannande omkopplare; att mäta från mobilstationen mottagen signalstyrka (RSS) eller signal- kvalitet i varje smal lob i sektorn under ökningen av effekten i mobilstationen i början av ramen; att välja den smala loben med den högsta mottagna signalstyrkan (RSS) eller si gnalkvaliteten; att koppla mottaganitrustningen hos basstationen (BS) till den valda smala loben innan ramdata börjar sändas; och att koppla sändarutrustningen hos basstationen (BS) från bred till smal lob vid lämpligt tillfälle i signaleringen.

2. Förfarande enligt krav l, kännetecknat av att basstationen (BS) mäter den mottagna signalstyrkan (RSS) eller si gnalkvaliteten hos smala lober i sektom samtidigt eller sekventiellt.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, kännetecknat av att en riktningssökar- enhet (DFU) i basstationen (BS) mäter den mottagna signalstyrkan (RSS) eller si gnalkvaliteten i varje lob i sektom och lagrar värdena för den mottagna signal- styrkan eller signalkvaliteten för varje lob i ett minne (RSSl-register).

4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att en basstationstyrenhet (BSC) läser värdena i minnet (RSSl-registren) och bestämmer vilken lob som har den högsta mottagna signalstyrkan eller signalkvaliteten och väljer denna lobriktning för kommunikation med mobilstationen.

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att basstationstyrenheten (BSC) konfigurerar en lobforrrmingsenhet (LSU) för att upprätta en föredragen lob, t ex smalare lob, i riktningen av den valda loben mot mobilstationen för respektive nedlänk och/eller upplänk.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det används vid samtalsuppkoppling och/eller vid handover mellan sektorer.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att lober med olika bredder och förstärkningar i godtyckli ga riktningar både i upplänken och nedlänken bildas genom att ändra fas- och amplitudkoefﬁcienter.

8. Förfarande enligt krav 7, kännetecknat av att basstationen (BS) sänder identiﬁkationssigrialer i en bred lob för att informera mobilstationen (MS), som täcks av nämnda breda lob, om sin existens. 10 20 25 30 35 514 663 b

9. Förfarande i ett mobiltelekommunikationssystem som använder lober för att mäta signalkvaliteten hos en radiokanal mellan en mobilstation (MS) och en basstation (BS), kännetecknat av stegen att: att ansluta basstationens mottagare till smala lober i sektorn via en snabb- scannande omkopplare; att mäta från mobilstationen mottagen signalstyrka (RSS) eller signal- kvalitet i varje smal lob i sektom; att välja den smala loben med den högsta mottagna si gnalstyrkan (RSS) eller signalkvaliteten; att koppla en signalkvalitetsmottagarenhet (SR) till den valda smala loben.

10. F örfarande enligt krav 9, kännetecknat av att signalkvalitets- mottagarenheten (SR) utför signalstyrkemätningar eller o-tonmätningar i denna valda lob i handoversyften.

11. 1 1. Förfarande enligt krav 10, kännetecknat av att basstationen (BS) övervakar den mottagna signalen och kontinuerligt kopplar den bästa loben till signalkvalitetsmottagarenheten (SR).

12. Förfarande enligt krav 9, 10 eller 1 1. kännetecknat av att basstationen (BS) mäter den mottagna signalstyrkan (RSS) eller si gnalkvaliteten hos smala lober i sektom samtidigt eller sekventiellt.

13. F örfarande enligt något av kraven 9 - 12, kännetecknat av att en riktningssökarenhet (DFU) i basstationen (BS) mäter den mottagna signalstyrkan (RSS) eller signalkvaliteten i varje lob i sektorn och lagrar värdena för den mottagna signalstyrkan eller signalkvaliteten för varje lob i ett minne (RSSI- register).

14. Förfarande enligt krav 13, kännetecknat av att en basstationstyfrenhet (BSC) läser värdena i minnet (RSS1-registren) och bestämmer vilken lob som har den högsta mottagna signalstyrkan eller si gnalkvaliteten och väljer denna lobriktning för kommunikation med mobilstationen.

15. Förfarande enligt krav 14, kännetecknat av att basstationstyrenheten (BSC) konﬁgurerar en lobformningsenhet (LSU) för att upprätta en föredragen lob, t ex smalare lob. i riktningen av den valda loben mot mobilstationen för respektive nedlänk och/eller upplänk.

16. Förfarande enligt något av kraven 9 - 15, kännetecknat av att lober med olika bredder och förstärkningar i godtyckli ga riktningar både i upplänken och nedlänken bildas genom att ändra fas- och amplitudkoefﬁcienter.

17. Arrangemang i ett mobiltelekommunikationssystem som använder lober för att upprätta en radiokanal mellan en mobilstation (MS) och en basstation (BS), kännetecknat av att en lobformningsenhet är anordnad att ansluta basstationens sändare till en bred lob i en sektor och att ansluta l0 20 25 514 663 7 basstationens mottagare till smala lober i sektorn via en snabbscannande omkopplare, att en riktningssökarenhet (DFU) i basstationen (BS) är anordnad att mäta från mobilstationen mottagen signalstyrka (RSS) eller signalkvaliteten varje smal lob i sektorn under ökningen av effekten i mobilstationen, att välja den smala loben med den högsta mottagna signalstyrkan eller signalkvaliteten, att koppla mottagardelen hos en godtycklig TRX-utrustning i basstationen (BS) till den valda smala loben innan ramdata börjar sändas och att koppla sändardelen hos en godtycklig TRX-utrustning i basstationen (BS) ﬁån bred till smal lob med användning av den valda smala loben vid lämpligt tillfälle i signaleringen.

18. Arrangemang i ett mobiltelekommunikationssystem som använder lober för att mäta signalkvaliteten hos en radiokanal mellan en mobilstation (MS) och en basstation (BS), kännetecknat av att en lobformningsenhet är anordnad att ansluta basstationens mottagare till smala lober i sektom via en snabbscannande omkopplare, att en riktningssökarenhet (DFU) i basstationen (BS) är anordnad att mäta från rnobilstationen mottagen signalstyrka (RSS) eller signalkvaliteten varje smal lob i sektorn, att välja den smala loben med den högsta mottagna signalstyrkan eller signalkvaliteten och att koppla en signal- kvalitetsmottagarenhet (SR) till den valda smala loben.

19. Arrangemang enligt krav 17 eller 18. kännetecknat av att riktningssökarenheten (DFU) inbegriper ett RS SI-register, en RSSI-enhet och nämnda snabbscanningsomkopplare.

20. Arrangemang enligt krav 19, kännetecknat av att riktnings- sökarenheten (DFU) läser RSSI och håller ett RSSI-register för varje lob.

21. Arrangemang enligt krav 19 eller 20, kännetecknat av att basstationstyrenheten (BSC) läser RS SI-re gistret för riktningssökarenheten (DFU) och kontinuerligt kopplar den bästa loben till mottagaren.