SE514844C2 - Förfarande och anordning för handover-beslut med hjälp av radioparametrar - Google Patents

Description

20 25 30 2 parametersättningen, vilka bildar underlag för handoverbeslut. För att ta ett exempel kan i vissa fall 80 parametrar per BS behövas. "Locating"-beräkningama kräver därför omfattande signalerings- och beräkningskapacitet i mobiltelefoníväxeln respektive mellan växlar. Med växlar avses här MSCs (Mobile Services Switching Centres) eller BSCs (Base Station Controllers).

"Locating"-beräkningama äger rum i den växeldel som benämnes TFtH (T ransceiver Handler), vilken också iordningställer kandidatlistor (Candidate Lists) dvs listor som rangordnar BSs som kandidater för handover. Handoverfunktionen i TBH synar kandidatlistan, allokerar och aktiverar en kanal och beordrar MS att byta till en ny kanal. De BSar, vilka har signalstyrka högre än en viss undre tröskel M tex -90dBm men mindre än en övre tröskel K=0 tex -60 dBm rankas enligt K-kriteriet. K-kriteriet åri princip en rankning från högsta till lägsta signalstyrka, straff (penalty) inberäknade.

Signalstyrkor under M-värdet rankas ej. De BS som har signalstyrka över K anses ha tillräcklig styrka och rankas enligt L-kriteriet som tar hänsyn till tex sträckdämpning och straff. Straff utdelas till BS som exempelvis har misslyckats att expediera en beordrad handover. Straffet yttrar sig ofta i en extra tilldelning av dämpning, i kandidatlistan, till den BS som har misslyckats med att expediera en handover. Straffen vägs också in i K-kriteriet samt vid eventuellt underskridande av M-tröskeln. Vid L-kriteriet behöver således inte den BS med högst signalstyrka hamna överst i hierarkin. Erhàllna mätvärden är utjämnade medelvärden över en bestämd tidsperiod, tex 480 ms i GSM.

Som framgår av teknikens ståndpunkt är det i princip endast signalstyrkan som överväges i "locating“-algoritmen trots detta måste kanske så mycket som 80 parametrar användas för en cell-"site" (BS fysiska placering). Med tanke på den växelkapacitet som tas i anspråk är det lätt att tänka sig vilka problem som uppstår om ytterligare variabler vägs in i "locating"-förfarandet.

Det bör tilläggas, att andra tillverkare av mobiltelefonsystem inte använder sig av "path loss"-kriteriet i "locating"-algoritmen. Andra telekommunikationsföretag har även egna beteckningar för växelenheter (MSC,BSC), vilket för den skull inte begränsar uppfinnigen till endast gällande ERICSSON enheter. 10 15 20 25 30 r 8.4.4' 3 Nedan följer en allmän beskrivning av hur "fuzzy"-|ogik används och dess utvärderingsmetoder: "Fuzzy"-logik är rent allmänt en generalisering (utvidgning) av klassisk algebra där tvåvärd Booelsk-algebra är en delmängd. Den "fuzzy"-logik som uppfinningen tillgodogör sig kallas "max-min-metoden". Metoden bygger på att de logiska operatorema "AND" och "OR" samt komplementet används. Populärast och oftast fullt tillräcklig är AND-operatom. När man jämför tex variabler i "fuzzy“-logik utläses ANDEminimumEsnittet, Oläšmaximumaunionen och komplementet är som brukligt.

AND väljer ut min-variabeln och OR väljer max-variabeln.

Det fortsatta tillvägagängssättet är i stort följande: a. Tilldela varje invariabel minst två mängder för meningsfulla jämförelser. b. Tilldela varje variabelmängd en tillhörighetsfunktion W dvs en funktion som definierar mängden. Funktionema i "fuzzy"-logik antar ofta men inte nödvändigtvis värden mellan 0 och 1 pä ordinatan (Y-axeln, "co-domain"). l vilket fall som helst är värdena norrnerade. Pâ abskissan (X-axeln) definieras den domän i vilken mängden antar värden (gärna nomterade). c. Sätt upp lingvistiska adjektivuttryck för jämförelser mellan variabler. d. Bilda "lF" och "THEN" satser, som är villkorssatser av adjektivuttrycken. "iF" och "THEN" binds ihop med de logiska operatorema. e. Alla uttryck enligt d. bildar en regelbas (“rulebase“) som genomlöps sekventiellt av de jämförda variablemas, parametramas, värden (antecendents i villkorssatsema). f. Varje regel (villkorssats) producerar ett utvärde, som påverkar en utmängd 10 15 20 25 30 4 definierad, via sin tillhörighetsfunktion, pp. Utvärdet benämns "firing-value" eller “rule- finng". g. De värden som uppkommer då utmängden påverkas kallas konsekvenser ("consequences"). h. Alla konsekvenser vägs ihop, vanligen enligt någon av följande tre utvärderingsmetoder "Max-Height", eller "centroid“metoden ("Centre of Gravity", "Momentum“), vilka producerar det “crisp"- medelvärdesmetoden ("Average") värdet för eventuell ytterligare utvärdering. l fallet enligt uppfinningen används "crisp"- värden för att uppdatera kandidatlistan.

Patentansökan EP, A2, 424 890 redogör på ett utmärkt sätt tillvägagängssättet för centroidmetoden. Även teknikens ståndpunkt gällande "fuzzy"-hårdvara och datakommunikationen mellan ingående enheter redovisas i skriften och betraktas härefter som känt, speciellt när det i föreliggande ansökan talas om, att hårdvaran kan bestå av en styrenhet, ett applikationsminne för sekventiella användarinstruktioner och “fuzzy"-slutsats instruktioner.

För att ytterligare anknyta till teknikens ståndpunkt är det för oss känt ett försök, att använda “funyfllogik inom mobiltelefoni publicerat som "Fuzzy Handoff Control Using Leamt Cell Boundary for Radio PBX", författare Y.Kinoshita&# et al, Dept. of Electrical and Electronics Engineering Chiba University, Chiba, 260 Japan. I dokumentet beskrivs användandet av “fuzzy"-|ogik i form av en metod för kartläggning av en cells yta i X och Y koordinater samt att lära sig cellytan genom simuleringar med "fuzzy"- logik. Man använder alltså inte aktivt och i realtid "fuzzy“-logik för handoverbeslut, vilket vår uppfinning gör anspråk på.

Nästan all terminologi inom "fuzzy-set"-teorin härrör från engelskan (US-engelska).

Eftersom många beteckningar inte har någon bra motsvarighet i det svenska språket eller ens finns översatta bedes om överseende beträffande språkbruket. Någorlunda 10 15 20 25 30 ilfsïi1~4 i 3144. 5 adekvata översättningar tillhandahälles dock. Här följer exempel på sådana "fuzzy“- logik (oskarp logik), "crisp value" ( närmast att tolka som precist värde), “firing value" ( utdata fràn en regel), "antecendent" (föregångare till utdata från regel) och "set"§mängd.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Metoden och anordningen enligt föreliggande uppfinning söker, att ersätta eller förenkla “locating"-förfarandet med "fuzzy-|ogic" teknik så att flera variabler och parametrar kan vägas ihop för handoverbeslut. På detta vis uppnår man mjuka handoverbeslut dvs onödiga tillfälliga beslut kan undvikas. "Fuzzy"-härdvara och/eller "fuzzy"-mjukvara arbetar enligt principen minimal specifikation, och säges även efterlikna människans sätt att bedöma information, varför situationer som de i “locating"-algoritmen med en mångfald av jämförelser undviks till stor del. Det är dessutom möjligt att minimera behövlig mjukvara. "Fuzzy“-mjukvara kan realiseras i ren "fuzzy"-hàrdvara. Detta är en styrka i utveckling av nya system, metoder, produkter etc. dvs utveckling och utprovning sker med mjukvara. När utveckling och simuleringar är utförda med önskat resultat produceras hårdvaran utifrån programvaran, tex via källkoden, medförande kraftigt reducerade tider från ide-stadium till färdig produkt. Då "fuzzy"-logik inför mjuka beslut kan hysteresen minimeras eller om så önskas undvaras. Ibland vill man dock införa hysteres för att överbrygga hinder i terrängen.

Det är av stor vikt i ett cellmönster så som 3/9, 4/12, 7/21 etc, att en mobil (MS) är uppkopplad till rätt cell. Speciellt gäller detta för 3/9 och 4/12 cellmönster på grund av det mindre frekvensåteranvändningsavståndet ("co-channel reuse"), vilket beror på C/I (Carrier-to-lnterference ratio) problem. Cellgränsemas hysteres kan därför inte sättas för högt. Ett problem som kan uppstå vid lågt satt hysteres är den oönskade sk "pingpong"-effekten, vilken innebär att en MS oscillerar handover fram och tillbaka över cellgränsema. Hysteresen sättes lika, med olika tecken, på båda sidor om cellgränsema just för att undvika nämnda effekt pga tex fädningsdippar eller "dead- spots". Eftersom sträckdämpningen från berörda BSs är ungefär lika får en cell- 10 15 20 25 30 6 korsande MS behålla sin uppkoppling till servande BS en signalstyrkehysteres.

Följande variabler och parametrar, uppmätta av mobil och/eller basstationen kan användas som indata i “fuzzy"-metoden och till "fuzzy"-anordningen: a. FiXLEV_DLšReceiver level-DownLink (BS till MS), vilken är MSs mottagna signalstyrka. Det inrapporterade värdet sträcker sig från 0..63, där O representerar -1 10 dBm och 63 representerar -48dBm. b. RXLEV_ULE Receiver Level_UpLink (MS till BS), vilken är BSs mottagna signalstyrka. lnrapporterade värden enligt RXLEV_DL ovan. c. RXLEV_NCELL(n)EReceiver Level_Neighbouring Cell (n), vilken år den uppmätta signalstyrkan i MS från granncellnr. n. lnrapporterat värde enligt RXLEV_DL ovan.

Vanligen upptar kandidatlistan endast 6 st grannceller men i tex GSM skall mobilen kunna mäta på 32 grannceller. d. RXQUAL_DLEFteceiver Qualíty_DownLink, denna variabel representerar estimerad BER avseende av MS mottagna data skurar (bursts). lnrapporterade värden sträcker sig från 0..7, där 0 är mindre än 0,2% och 7 motsvarar mer än 12,8%. e. RXQUAL_ULEReceiver Quality_ UpLink, vilken är estímerat BER pá data mottaget av BS. Samma sträckning (omrâde) som för RXQUAL_DL ovan. f. TAšTiming (Advance eller Alignment) är det uppmätta avståndet mellan MS och BS.

Avståndet beräknas ur radiosignalens gångtid mellan MS och BS. g. Lagrade parametrar som utsänd effekt fràn grannbasstationer, sträckdämpning, C/I, C/A, C/R där CšCarrier, Iëlnterference, A=-Adjacent, FiEReflexion samt andra parametrar specificerade i GSM rekommendationen under exempelvis GSM Recom. 10 15 20 25 30 r rs>1ltlrasr4r4 03.03, 04.08 och 05.08 (“locating"-algoritmen).

Följande parametrar har ERICSSON specifika beteckningar, vilka dock har sin motsvarighet i GSM: Parameter TINIT TALLOC TALARM TDATA Område 0-120 0-120 0-600 1-5 Enhet *SACCH period (480ms) *SACCH period (480ms) deci-sekunder * SAACH (Slow Associated Control Channel) sänder mätvärden från MS till BS.

Parameter EVALTYPE SSHANDF SSBQ SSTA THANDF TBQ 'ITA QLIMDL QLIMUL TALIM MAXTA MISSNM SELEC1 SELEC2 SSPAR SSPAR1 Område r 1 -2 O-63 0-63 0-63 0-600 0-600 0-600 0-1 00 0-1 00 0-63 0-63 0-1 8 -500-500 -500-500 -1 0-1 0 -500-500 Enhet dB dB dB sekunder sekunder sekunder decl-omvandlade GSM kvalitetsenheter deci-omvandlade GSM kvalitetsenheter GSM bit-perioder GSM bit-perioder dBm dBm deci-enheter dBm 10 15 20 25 30 ÉS%4 844 8 SSPARZ -500-500 dBm LPAFH -500-500 dBm LPAR2 -500-500 dBm HYSTABS 0-63 dB HYSTREL 0-63 dB MAXREP O-20 EXREP 1-20 TAAVELEN 1-40 ALNO 1-6 Allmänt så är uppfinningen systemoberoende och variabler, parametrar anpassas till avsett system och dess rekommendationer. Med system avses här sådana som GSM, ADC (Digital-AMPS), JDC (ERICSSONS japanska mobiltelefonsystem), NMT 450, NMT 900, DECT, C-NETZ, AMPS, TACS, N-AMPS, CT-3 eller överhuvudtaget system där handover (handoff) förekommer. Åtminstone tvà variabler eller parametrar skall utgöra indata till ett "fuzzy“- hårdvarusystem, en kombination av "fuzzy"-hàrdvara och "fuzzy"-mjukvara eller ren "fuzzy"-mjukvara. Observera att då det inte är frågan om intracell-handover bör RXLEV__NCELL(n) vara en invariabel ty signalstyrkan från granncell är den viktigaste variabeln vid intercell-handover (handover till annan cell).

Om många invariabeler eller parametrar väljes som indata delas dessa enligt uppfinningen in i grupper om minst två variabler och/eller parametrar. Dessa kan individuellt förekomma i mer än en grupp och även förekomma dubblerade, triplerade etc., då med värden från olika mättidpunkter. Varje grupp producerar som utdata ett "crisp-value". Gruppen eller gruppemas utdata behandlas därefter enligt uppfinningen av en medelvärdes- maximum- minimumbildande enhet (A/M/M). Dess utvàrden används för handover-evaluering (utvärdering) i en enligt uppfinningen handover- evaluerande enhet; HED vilken uppdaterar den kandidatlista som används i nuvarande 10 15 20 25 30 11511141 su 9 system eller i en kandidatlista enligt uppfinningen. Att notera är också att det är möjligt att tillhandahålla evalueringen _alla invariabler, parametrar, regelkonsekvensvärden samt reglernas "firing-values" för eventuell evaluering tillsammans med de värden som produceras av A/M/M enheten och från MSC eller BSC erhållna parametervärden.

FiaunFönrackuiNe Fig. 1 visar cellulärt mobiltelefonsystem med basstationer och mobilstationer; Fig. 2 visar ett exempel på ett “fuzzy"-hårdvarusystem enligt uppfinningen; Fig. 3 (a,b,c,d,e,f) visar ett exempel pà utvärdering av två "fuzzy"-regler med sina tillhörighetsfunktioner; Fig. 4a och 4b visar kandidatlistor för en mobilstation.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER: Figur 1 illustrerar tio celler, betecknade C1 till C10, i ett cellulärt mobilradiosystem. För varje cell C1 till C10 finns en basstation, betecknade B1 till B10. Basstationema är belägna mitt i respektive cell och har rundstràlande antenner. Alla basstationer är kopplade till en mobilradioväxel, betecknad MSC, med kablar eller andra fasta infomationsöverföringsorgan, ex.vis radiolänkar. Mobilradioväxeln är också kopplad till ett fast telekommunikationsnät med kablar eller länkar. För att figur 1 skall bli tydlig illustreras inte det fasta telekommunikationsnätet och inte heller alla kablar eller länkar till och från mobilradioväxeln.

I figur 1 illustreras också tio mobilstationer, betecknade M1 till M10. Mobilstationema kan vara smà lätta bärbara mobilstationer, t.ex ficktelefoner, eller mera skrymmande mobilstationer installerade i fordon och strömförsörjda av fordonets elsystem.

Under drift kan mobilstationema kommunicera med den fasta delen av 10 15 20 25 30 .844 10 mobilradiosystemet genom mottagning av radiosignaler frän basstationema och/eller sändning av radiosignaler till basstationerna. Förbindelser för telefonsamtal, telefax, dataöverföring eller för överföring av annan information kan kopplas upp mellan en av mobilstationerna och en annan av mobilstationema eller en abonnent i det fasta tele- kommunikationsnätet. Gruppsamtal med tre eller flera parter kan också kopplas upp.

Med förbindelser avses i denna ansökan alla slags förbindelser som kan uppkopplas och där minst en mobilstation sänder eller mottager information via förbindelsen oavsett om det är en förbindelse med en eller flera parter i det fasta nätet eller en eller flera andra mobilstationer, och oavsett om det är en mobilstation eller en abonnent i det fasta nätet som initierat uppkopplingen av förbindelsen.

Det i figur 1 illustrerade mobilradiosystemt är en förenkling jämfört med de flesta mobilradiosystem. Förenklingen har gjorts för att underlätta förståelsen av uppfinningen. Normalt innehåller ett mobilradiosystem fler celler och basstationer.

Cellstrukturan kan vara mer komplicerad med paraplyceller som täcker ett område som också täcks av ett antal mikroceller. Det är vanligt att placera basstationer med sektorantenner i anslutning till cellgränser. Det är tänkbart att vissa celler kan betjänas av fler än en basstation. Det kan finnas fler än en mobilradioväxel varvid vissa av basstationerna är anslutna till olika mobilradioväxlar. Slutligen är antalet mobilstationer normalt mycket större än tio.

Mobilstationema är rörliga inom en cell och från en cell till en annan cell. Beroende på var en mobilstation befinner sig, vilka förbindelser som finns uppkopplade till andra mobilstationer, radiosignalutbredningsförhállanden och radiostömingar uppkommer behov av att använda en annan basstation för en uppkopplad förbindelse till mobilstationen. För att byta basstation, s.k. handover, behövs beslutsunderlag så att man vet när man skall byta och till vilken basstation man skall byta.

För att få beslutsunderlag för handover bestämmer en mobilstation med uppkopplad förbindelse värden på radiosignalparametrar hos mottagna radiosignaler genom mätning eller estimering och rapporterar resultat av mätningama respektive 10 15 20 25 30 sfsiui sta4s4i 11 estimeringarna till den basstation som betjänar mobilstationen. Normalt mottager mobilstationen radiosignaler både från sin egen basstation som betjänar mobilstationen och frän andra närbelägna basstationer. De rapporterade värdena avser då värden på radiosignalparametrar även för vissa av dessa närbelägna .

Mobilstationerna kan också rapportera parametervärden som bestämts pä annat sätt än genom mätning eller estimering baserad på mottagna radiosignaler, ex.vis den effekt med vilken mobilstationen för tillfället sänder, vilka värden också kan användas som underlag för handover.

Basstationema bestämmer också värden på radiosignalparametrar hos mottagna radiosignaler från mobilstationer genom mätning eller estimering baserad på de mottagna radiosignalerna. Dessutom kan basstatíonema också bestämma värden på parametrar på annat sätt än genom mätning på radiosignaler. En sådan parameter kan vara total tillgänglig kommunikationskapacitet hos basstationen och hur mycket av denna totala kapacitet som är ledig. Normalt uttrycks denna kommunikationskapacitet i kanaler, varvid en förbindelse oftast kräver en kanal men i vissa fall fler än en kanal.

Det är tänkbart att även andra organ än basstationer och mobilstationer i ett system innefattande trådlös telekommunikation kan bestämma värden på parametrar som underlag för beslut om handoff i mobilradiosystemet. Om ex.vis mobilradiosystemet har fler än en mobilradioväxel som telekommunikationsnätet är anslutet till är det i vissa situationer tänkbart att trafikförhållandena i telekommunikationsnätet har betydelse för val av mobilradioväxel och därmed basstation när så är möjligt.

Det är känt att utvärdering av underlag för beslut om handover och beslut om handover kan ske i olika delar av ett mobilradiosystem. l vissa mobilradiosystem enligt figur 1 utförs detta enbart av mobilradioväxeln eller motsvarande organ. l andra mobilradiosystem enligt figur 1 utförs mer eller mindre av detta i respektive basstation.

Vissa mobilradiosystem har till skillnad från i figur 1 sina basstationer kopplade gruppvis till överordnade organ, s.k. base station controllers, vilka i sin tur är kopplade till organ som delvis motsvarar mobilradioväxeln i figur 1. I sådana system kan 10 15 20 25 30 f -; 8 44 12 utvärdering och beslut rörande handover mer eller mindreflutföras av dessa s.k. base station controllers.

Förlaranden och anordningar för att mäta och estimera radiosignalparametrar och rapportera vården inom ett mobilradiosystem är välkända. För ett förfarande eller en anordning enligt uppfinningen är det normalt betydelselöst eller åtminstone av underordnad betydelse om utvärdering av parametrar helt eller delvis utförs av respektive basstation eller base station controller eller mobilradioväxel eller motsvarande organ i telekommunikatíonssystemet. Varken fastställande av värden på parametrar eller rapportering av parametervärden till det organ som utnyttjar dem för utvärdering och beslut kommer därför att beskrivas närmare.

En utföringsform av en anordning för behandling av värden på parametrar till ett underlag för beslut om handover och för beslut om handover illustreras i figur 2.

Anordningen innefattar "fuzzy"-logik hårdvara. Alla invariabler till systemet är medelvär- desbildade över en viss tid, tex 480 ms i GSM, och utjämnade via filter, FlR-filter 1, vilka vidarebefordras till en gemensam eller flera data buffrar 2, här LIFO-buffrar 2 (Last ln First Out). lndata till "fuzzy"-logikbehandlingsenheten 3 delas in i förut nämnda grupper där variabler och parametrar kan placeras i mer än en grupp. Gruppema kan också för senare utvärdering tilldelas olika prioritet dvs en specielI(-a) grupp(-er) kan anses viktigare för erhållande av bästa handoverevaluering. "Fuzzy“-logikbehand- lingsenheten 3 är antingen helt och hållet hårdvara, en kombination (hybrid) av hårdvara och mjukvara eller uppbyggd av enbart mjukvara. Lämplig hårdvara för tillverkning av enheten saluförs av ett flertal företag så som OMRON, TOGAl INFRA LOGIC CORP., SIEMENS etc. Det är valbart om varje grupp skall ha sin egen regeltabell (regelbas) eller om de skall dela en central.

Observera: tabellen(-ema) kan vara implementerade mjukvarumässigt eller härdvarumâssigt. Flegeltabellema implementeras i form av lF och THEN villkor där villkoren IF och THEN sammankopplas med operatorer ur max-min-modellen. Även THEN-uttrycket kan utvärderas enligt max-min-modellen i fall med flera utdatafunktio- 10 15 20 2.5 30 13 ner i THEN-uttrycket. THEN uttryckens "firing"-värden påverkar utdata-tillhörighetsfunk- tionema enligt reglerna för någon av utvärderingsmetodema. När samtliga regler genomgåtts, företrädesvis sekventiellt, utvärderas samtliga reglers konsekvenser så som vald utvärderingsmetod föreskriver enligt följande: a. "Max-Height" medför att konsekvensemas maxvårde utgör "crisp"-värdet. b. "Average" medför medelvärdesbildning av konsekvensema, vilket framgår ur ett kommande exempel. c. "Centroid"-metoden, vilken bygger på en viktning av tyngdpunkter för snittytor mellan tillhörighetsmängder. Viktningen får till resultat ett "crisp"-värde ("deffuzzy"-värde).

Härefter skickas "crisp"-värdet(-ena) till A/M/M-enheten, där max, min och medel » "crisp"-värdena erhålles. Inget medelvärde erhålles då "fuzzy“-behandlingsenheten 3 endast består av en grupp utan A/M/M-enheten 4 lämnar då endast ett utvärde näm- ligen det enda "crisp"-värdet eller alternativt tas då även max, min och medelvärdet på konsekvensvärdena eller "firing"-värdena. Som delvis nämnts tidigare har man ju till- gång till alla indata, "firing"-värden och konsekvensvärdena om så önskas.

Värdena från A/M/M-enheten 4 sändes i sin tur till HED-enheten 5 för partiellt beslut, delbeslut eller definitivt handoverbeslut. HED-enheten 5 kommunicerar i duplex eller fullduplex med en BSC och/eller MSC från vilka enheten kan få kompletterande infor- mation såsom kandidatlistor, variabler, parametrar etc. HED-enheten kan även lämna information till BSC/MSC.

Vidare kan besluten i A/M/M 4 och HED 5 helt eller delvis fattas av "fuzzy"-logik. l en utföringsform av uppfinningen finns kandidatlistan tillhanda i HED 5 där listan innehåller fält eller poster med rankning av egen BS (servande cell) och grannbas- celler. Listan kan innehålla mer information än vad för tillfället är fallet tex vore det fördelaktigt om den samtidigt innehöll ett ungefärligt mått på antalet fria talkanaler i 10 15 20 25 30 ' i 8944,' i 14 fälten eller posterna. Alternativt innehåller kandidatlistan samma information som i nuvarande system.

"Fuzzy"-hårdvaran styrs via en eller flera processorer tex mikro- processorer då företrädesvis "fuzzy"-processorer, vilka tillverkas av förut nämnda företag. Enhetema 1, 2, 3, 4 och 5 styrs av en Styrenhet 6 eventuellt via en busstruktur. Hårdvaran kan bestå av en styrenhet 6, ett applikationsminne för sekven- tiella användarinstruktioner och "fuzzy"-slutsatsinstruktioner, för teknikens ståndpunkt se EP, A2, 424 890. Styrenheten 6 styr LlFO-buffrarna 2, "fuzzy"-behandlingsenheten 3 med sina minnen, A/M/M-enheten 4, HED-enheten 5 och dess kommunikation med omvärlden. Det är också möjligt att styra kommunikationen fràn växelenheten. Överhuvudtaget följer datakommunikationen principer, vilka är välkända för fackmannen inom teknikområdet.

Hàrdvaruenheterna installeras i eller bredvid MS, BTS (Base Station System), BSC eller MSC. Om systemet installeras i eller bredvid BTS, BSC eller MSC uppstår möjligheterna att hàrdvaruenheten kan serva alla MSar som är uppkopplade till samma cell-site. Hàrdvaruenheten kan också betjäna alla MSar där signaleringen styrs av samma BSC eller att alla MSs kopplas till varsin hàrdvaruenhet allt efter systemdesign.

Att härdvaruenheten också kan placeras i MS understöds av det faktum, att GSM inför MAHO (Mobile Assisted HandOff).

Exemæl 1.

Här följer nu ett utförande som i sig själv endast exemplifierar en möjlig tillämpning bland många i ett handoverbeslutssystem enligt uppfinningen. l exemplet används två indatavariabler RXLEV_UL och RXLEV_NCELL(1) definierade genom sin tillhörighet till två mängder vardera, nämligen FIXLEV_UL stort mätvärde , RXLEV_UL litet mätvärde, RXLEV__NCELL(1) stort mätvärde samt RXLEV_NCELL(1) litet mätvärde var och en tilldelade sin tillhörighetsfunktion, vilkas värden sträcker sig mellan 0.0 och 1.0 och definierar hur stor eller liten tillhörighet respektive mätvärde har till definierad 10 15 20 25 30 å5 ïtt41 s 44gi 15 mängd. Utdata funktionen har även den tilldelats två mängder med sina tillhörighetsfunktioner nämligen stor tillhörighet till NCELL(n) och liten tillhörighet till NCELL(n). Mellan diagramradema i figur 3 visas de momentana indatavariablema RXLEV_UL och RXLEV_NCELL(1) 1 för granncell nr 1. Naturligtvis går det även, att norrnera indata och värdena på abscissan (X-axeln) i detta fallet med 63 dB som här är det relativa max-signalstyrkevärdet. l exemplet fås indata från mobilstation M6 (fig. 1) och mobilen är kopplad till servande basstation B1. RXLEV_NCELL(1) härrör från grannbasen B6 och RXLEV_UL mätvärden från M6. För enkelhetens skull analyseras i exemplet endast två regler vilket dock är fullt tillräckligt för att förstå tillvägagångssättet: R1: IF FtXLEV_UL har stort mätvärde AND RXLEV_NCELL(n) har litet mätvärde THEN låg tillhörighet till NCELL(n).

Ft2: IF RXLEV_UL har litet mätvärde AND RXLEV_NCELL(n) har stort mätvärde THEN stor tillhörighet till NCELL(n).

För att underlätta förståelsen av följande exepel följer några förtydliggöranden.

Tillhörighetsvärdet för RXLEV_UL=u momentana värde betecknas A(u) och motsvarande för RXLEV_NCELL(n)=v är B(v). Tillhörighetsvärdena A(u) och B(v) fås genom att de momentana värdena, vars domän finns på X-axeln i figurema 3 (a,b,d,e), utpekar tillhörighetsvärdet på Y-axeln. De på sådant sätt erhållna värden bildar antecendents i reglema vilka jämförs med min-operatorn (AND). Det dä erhållna minvärdet implikerar via THEN uttrycket en bestämd tillhörighetsfunktion (utvärdes- funktion) i figurema 3 (c,f), genom att via Y-axeln, med minvärdet, peka ut ett X-axel värde enligt någon av utvärdesfunktionema, som benämnes regelns konsekvens och här betecknas Z(A(u)) eller Z(B(v)). När samtliga regler har genomlöpts sekventiellt för en uppsättning momentana värden viktas samtliga Z() värden. I exemplet enligt medelvärdesmetoden med ett "crisp"-värde (“defuzzy"-värde) som resultat. Med "crisp"-värdet uppdateras sedan en kandidatlista enligt figurema 4 (a,b).~ Enligt max-min-modellen, med referens till fig. 3 (a,b,c,d,e,f) sker följande: 10 15 20 25 30 16 Givet RXLEV_UL=u=30 dB och RXLEV_N- CELL(1)=v=38. Det lingvistiska uttrycket för regel 1 säger, att u=30 dB får sitt tillhöríghetsvârde A(30)=O.31 till mängden RXLEV_UL stort mätvärde ur fig. 3a (prickad linje). Uttrycket för regel 1 säger vidare, att v=38 dB får sitt tillhörighetsvärde B(38)=0.41 till mängden RXLEV_NCELL(1) litet mätvärde ur fig. 3e (prickad linje).

Tillhörigheterna A(30) och B(38) jämförs därefter enligt IF uttrycket i regel 1 villkorssatsen med minoperatorn AND med resultat att A(30)=O.31 väljs. Därefter tar momentana indatavärden för THEN uttrycket vid, vilket enligt det lingvistiska uttrycket för regel 1 säger, att minvärdet A(30)=O.31 skall implikera utdatamängden läg tillhörighet till NCELL(1), fig. 3f. På Y- axeln, i fig 3f, för A(30)=O.31 avläses korresponderande X-värde som betecknas Z(A(30)=0.31)=70 utgörande konsekvensvärdet för regel 1. Nästa steg blir att exekvera regel 2 med samma tillvägagångssätt som för regel 1. Enligt det lingvistiska uttrycket för regel 2 erhålles ur fig 3d tillhörigheten A(30)=O.70 och ur fig. 3b B(38)=0.65. Vid jämförelsen i regel 2 med minoperatom AND mellan A(30)=O.70 och B(38)=0.65 fås, att B(38)=0.65 enligt THEN uttrycket i regel 2 skall implikera utdatamängden stor tillhörighet till NCELL(1) fig. 3c. På Y-axeln, i figur 3c, för B(38)=0.65 avläses korresponderande X-värde som betecknas Z(B(38)=O.65)=65 utgörande konse- kvensvärdet för regel 2. Följaktligen har regeltabellen med reglema Ftt och F22 genomlöpts sekventiellt och utvärderingen av reglemas konsekvenser göres med medelvärdesmetoden enligt nedan.

Här presenteras först en kortfattad summering, i regelform, av ovanstående TGSOFIGITIGTIQ.

F11: iF A(so)=o.s1 AND B(38)=0.41 THEN Z(A(30)=0.31)=70 H2: IF A(30)=O.70 AND B(38)=0.65 THEN z(ß(ss)=o.ss)=es Medelvärdesmetoden säger att konsekvensvärdena i exemplet skall viktas enligt följande för erhållande av ett "crisp"-värde ("defuzzy"-värde): 10 15 20 25 30 s .1 4 ee 4. 4 . 17 cfisp= (tillhörighet rm NCELL(1)) = A(so)*z(A(so))+B(3s)*z(B(sa))/A(so)+ß(ss) = (o,s1)(7o)+(o,es)(es)/(o,s1+o,es) e 67 inom ett område från O till 100 dvs mobilstationen borde tillhöra NCELL(1) med enheten 67 och nuvarande servande cell med enheten 100-67=33.

Ovan visade förfarande upprepas cykliskt med jämförelser mellan tex 6 grannceller och servande cell för mobilen M6.

Parametern RXLEV_UL tillhör servande cell B1 (egen cell) och mobilen M6.

RXLEV_NCELL(1) tillhör granncell 1 (B6 i fig 1). Med de erhållna "crisp"-värdena 67 och 33 visas nu, i fig 4a och 4b hur en kandidatlista uppdateras. Listan bygger på cellmönstret enligt fig 1.

Före uppdatering ser kandidatlistan ut enligt fig. 4a med granncell 1 (B6) högst i hierarkin och servande cell B1 pá tredje nivån i listan. Kandidatlistan uppdateras nu med “crisp“-värdena 67 och 33 enligt fig 4b. Eftersom granncell 1 (B6) är bästa cell betyder det att egen cell B1 erhåller sitt sämsta komplement och egen cell måste uppdateras med komplementet i Kandidatlistan (fig 4b). Granncellema uppdateras alltid med sitt nya värde. Observera att kandidatlistoma i fig 4 (a,b) tillhör mobilen M6. I detta exemplet har en min tröskel nivå, som anger när M6 bör tillåtas göra handover valts till 35 dvs när komplementvärdet för egen cell tangerar eller understiger 35 bör ett beslut om handover fattas tex till någon av granncellema B6 eller B7. Exemplet gav det komplementära "crisp"-värdet 33 för egen cell och följaktligen kommer ett handoverbeslut att verkställas enligt kandidatlistan i fig 4b.

Det bör påpekas att det är valfritt vilka adekvata tillhörighetsfunktioner som väljes, alltså inte nödvändigtvis linjära. Men linjära funktioner duger ofta bra och de är lätta att lagra i minnen dvs alla funktioner som âr triangulära eller trapetsoida kan lagras i minnen, som tre punkter med sina vertex som koordinater, här hänvisas till EP, A2, 424 890. Detta leder till enkla beräkningar av variablemas skämingspunkter med en 10 15 20 25 30 ïši:r 4.1 .'rå.é 44 i 18 linje enligt linjens ekvation. Med trapetsoidafunktioner är origos position underförstádd.

Om man istället använder centroidmetoden för utvärdering för att erhålla “crisp"-värdet är tillvägagångssättet följande. Ftegelutdata implikerar utdatafunktionen så att vertex flyttas till regelutdatavärdet ("firing"-värdet) och de överlappande mängdsnittens ytor S1, S2,..., SN och deras tyngdpunkter G1, G2,..., GN viktas enligt Cn-sp: S1 *G1+S2*G2+...+SN-1 *GN-l +SN*GN/S1+S2+...+SN-1+SN, för information hänvisas till EP, A2, 424 890. utförligare Enligt tidigare, bör RXLEV_NCELL(n) alltid vara invariabel till minst en grupp vid intercell-handover. Det är också fördelaktigt att RXLEV_UL tillhör minst en av RXLEV_NCELL(n)s grupper. Antag att RXLEV_UL dessutom bildar grupp med RXQUAL_UL. "crisp"-värdena från grupperna sändes till A/M/M-enheten 4. Om gruppen som innehåller FiXQUAL_UL ger max-"crisp“-värdet antas att signalkvaliteten förrnodligen är bättre i egen cell jämfört med den specifika granncellen NCELL(X). Om gruppen som RXLEV_NCELL(X) tillhör ger bäst "crisp"-värde och den andra gruppens "crisp"-värde är lika eller mindre än ett min-tröskelvärde, är det nödvändigt med hando- ver enligt kandidatlistan. Kandidatlistan bör åtminstone uppdateras med värdet ur minst en grupp som F{XLEV_NCELL(N) tillhör. Även flera gruppers “crisp"-värden kan användas för uppdatering av kandidatlistan.

Exemæl 2.

"Fuzzy" delen är den samma i detta alternativa exempel. Altemativet ligger i att variabler och parametrar dubbleras, tripleras etc. dvs samma variabel tjänar som indata i dubblett, triplett etc. till någon variabel- parametergrupp. Någon eller några av dessa indatavariabler eller indataparametrar bär då det senast erhållna värdet och den (de) andra något lämpligt föregående värde tex närmast föregående värde eller ännu tidigare vården. Detta förfarande kräver, att föregående aktue|lt(-a) värde(-n) har sparats (lagrats). l förfarandet ingår att varje grupp tillförs minst två indatavariabler eller indataparametrar men att det kan vara samma variabler (dubbletter, trippletter etc) 10 15 19 men med tidsförskjutna värden. I övrigt följer förfarandet det tidigare med smärre juste- nngan Det är ingalunda självklart att jämföra flera variabler för att få mjuka och säkrare handoverbeslut. Dagens "locating"-förfarande skulle snabbt bli ohanterligt. Angående "fuzzy"-logik är dess praktiska tillämpningar, i dagens läge, ingen självklarhet. Nästan alla tillämpningar förekommer inom reglertekniken. Kunskapen om att denna teknik är lika andvändbar för beslutsfattande tycks ha passerat nästan obemärkt. Att implementera tekniken för beslutsfattande, i realtid, inom telekommunikation bör därför inte uppfattas som fackmannamässigt. Vid handover i tex oellulära mobiltelefonsystem krävs omfattande kunskaper om "locating" och att dessutom behärska "fuzzy”-logik är idag nästan uteslutet. Detta faktum understryks av, att berörda personer pà Institutionen för Tillämpad Elektronik, Kungliga Tekniska Högskolan med intresse kommer att följa ett sekretessbelaggt projekt, enligt uppfinningen, för att ta del av hur "fuzzy" tillämpas och fungerar praktiskt.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 f514f844 20 PATENTKRAV Förfarande i ett system innefattande trådlös kommunikation, varvid minst två telekommunikationsparametrar väljs att som handoverparametrar ingå som underlag för beslut om handover, och faktiska värden på handoverparametrama uppmäts, k ä n n e te c k n a tav att använda de uppmätta värdena innefattande tillhörighetsfunktioner och fuzzy-villkorssatser som insignaler till fuzzy-logik, att exekvera fuzzy-villkorssatsema med de bestämda värdena på handoverparametrama, att vikta konsekvenser från de exekverade fuzzy- villkorssatsema till ett väldefinierat värde och att använda det väldefinerade värdet i samband med beslut rörande handover. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e te c k n a tav, att minst två parametergrupper bildas, att minst en villkorssats för varje parametergrupp bildas och exekveras, och att väldefinierade värden från båda gruppernas villkorssatser används. Förfarande enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a tav, att en parametergrupp innehåller minst två av parametrarna mottagen effekt från grannbasstationer (FtXLEV_NCELL(n)), mottagen effekt i upplänk (RXLEV_UL) och mottagen effekt i nedlänk (FtXLEV_DL). Förfarande enligt kravet 2, k ä n n e te c k n a tav, att en parametergrupp innehåller parametrarna mottagen effekt från grannbasstationer (RXLEV_N- CELL(n)), mottagen effekt i upplänk (RXLEV__UL) och mottagen effekt i nedlänk (RXLEV_DL). Förfarande enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e te c k n a tav, att antalet lediga radiokanaler hos en basstation är en av handoverparametrarna. 10 15 20 25 10. 11. i i 844; i 21 Förfarande enligt kravet 1 eller 5, k ä n n e t e c k n a tav, att villkorssatsema tillsammans innehåller minst fyra olika parametrar. Förfarande enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a tav, att minst en lista över handoverkandidater upprättas med en rankning byggd på väldefinierade värden från villkorssatser i vilka en av handoverparametrama mottagen effekt från grannbasstatoner (RXLEV_NCELL(n)), mottagen effekt i upplänk (RXLEV_UL) och mottagen effekt i nedlänk (RXLEV_DL) ingår. Förfarande enligt kravet 7, kä n n e t e c k n a tav, att kanidatlistan innehåller information om approximativa lediga kommunikationskapaciteten hos de kanidater som upptas i kandidatlistan. Förfarande enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a tav, att en existerande kandidatlista uppdateras med hjälp av väldefinierade värden. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c kn a tav, att tillhörighetsfunktionema är linjära dvs bildar trianglar eller trapetsoider om man sammanbinder deras vertex. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a tav, att fuzzy- villkorssatsema exekveras dels med senast bestämda värden på handover- parametrar dels med tidigare bestämda värden på handoverparametrama, samt att både konsekvenser från exekvering med tidigare värden och konsekvenser från exekvering med senast bestämda värden viktas till väldefinierade värden. 10 15 20 25 12. 13. 14. r rí t5>1s 4 a -44 22 Förfarande enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e te c k n a tav, att handoverparametrarna väljes bland mottagen effekt i nedlänk (RXLEV_DL, mottagen effekt i upplänk (RXLEV_UL), mottagen effekt från grannbasstationer (RXLEV_NCELL(n)), datakvalité i nedlänk (RXQUAL_DL), datakvalité i upplänk (RXQUAL_UL), TA, utsänd effekt fràn grannbasstationer, sträckdämpning, C/l, C/A och C/R. Förfarande enligt något av föregående krav i ett cellulârt mobilradiosystem med basstationer och mobilstationer, k ä n n e te c k n a tav, att både basstationerna och mobilstationema mäter radiosignalparametrar för mottagna radiosignaler, att mobilstationerna rapporterar mätresultat till basstatíonema, samt att både mätresultat fràn mobilstationema och mätresultat från basstationema används för bestämning av parametervärden. Anordning för framtagning av underlag för handover baserade pà minst två radiosignalparametrar i ett system innefattande trådlös telekommunikation, k ä n n e t e c k n a tav, minst en databuffer (2) för mottagning av värden på minst två parametrar, av en "fuzzy"-behandlingsenhet (3) för exekvering av fuzzy- villkorssatser med värden på parametrama, i vilka villkorssatser operatörer jämför parametervärdens tillhörigheter till indatamängder och i beroende av resultatet av jämförelsen implikerar en av villkorssatsen angiven tillhörighetsfunktion för en ut- datamängd så att en konsekvens erhålles, av en enhet (4) för viktning av konsekvenser från fuzzy-behandiingsenheten till minst ett våldefinierat värde, samt av en handoverbeslutande enhet (5) för generering av underlag för beslut om handover i beroende av väldefinierade värden. 10 15 20 25 30 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 23 Anordning enligt kravet 14, k ä n n e te c k n a tav, att behanlingsenheten innefattar en "fuzzy"-styrenhet (6), ett applikationsminne för sekventiella anvàndarinstruldioner och "fuzzy" slutsatsinstruktioner och att styrenheten styr dataflödet från och mellan buffem (bufframa), enheten (4) för viktning av konsekvenser och den handoverbeslutande enheten (5) i samklang med våxelenheten. Anordning enligt kravet 15, k ä n n e t e c k n a t av, att våxelenheten är en BSC eller en MSC. Anordning enligt kravet 16, k ä n n e te c kn a tav, att om det endast bildats en grupp i behandlingenheten (3), att enheten (4) för viktning av konsekvenser fattar sina beslut på konsekvensvärdena och det enda väldefinierade värdet. Anordning enligt kravet 16 eller 17, k ä n n e te c k n a tav, att den handoverbeslutande enheten (5) har tillgång till alla indatavärden, utvärden och konsekvensvärden för evaluering. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e te c k n a tav, att enheten (4) för viktning av konsekvenser och den handoverbeslutande enheten (5) innehåller "fuzzy"-logik för beslutsfattande. Anordning enligt kravet 19, k ä n n e te c k n a tav, att enheten (4) för viktning av konsekvenser producerar sina utdata via hård- eller mjukvaru"fuzzy" ”OR” och "AND" beslut. Anordning enligt kraven 19 eller 20, kä n n e te c k n a tav, att den handoverbeslutande enheten (5) har lagrat, har tillgång till eller framställer en kandidatlista. 10 15 20 25 22. 23. 24. 25. - s 44 24 Anordning emligt kravet 21, kâ n n e te c k n a tav, att handoverbeslutí den handoverbeslutande enheten (5) fattas via "fuzzy" "OR" och "AND" operatorer i härd- eller mjukvaru "IF" och "THEN" satser. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e te c k n a tav, att det sker ett utbyte av datainformation mellan växelenheten och den handoverbeslutande enheten (5). En basstation i ett system innefattandetrådlöstelekommunikation, vilken basstation innefattar en anordning för framtagning av underlag för handover mellan basstationer baserade pä minst två radiosignalparametrar i systemet, k ä n n e te c k n a tav organ för mottagning av faktiska värden på minst två parametrar, och "fuzzy-logikorgan" för exekvering av fuzzy-villkorssatser med värden på parametrama och att vikta konsekvenser till minst ett väldefinierat värde och att generera underlag för beslut om handover i beroende av väldefinierade värden. En växel i ett telekommunikationssystem innefattande trådlös kommunikation via basstationer, vilken växel innefattar en anordning för framtagning av underlag för handover baserade på minst två radiosignalparametrar i systemet, k ä n n e te c k n a d av organ för mottagning av faktiska värden på minst tvà parametrar, och "fuzzy-logikorgan" för exekvering av fuzzy-villkorssatser med värden på parametrama och att vikta konsekvenser till minst ett väldefinierat värde och att generera underlag för beslut om handover i beroende av väldefinierade värden. 1. 10 15 26. 27. i _ 151,1 4 s f8bfl4tr4 25 Ett telekommunikationssystem innefattande basstationer för trådlös kommunikation, vilket system innefattar en anordning för framtagning av underlag för handover baserade pà minst tvà radiosignalparametrar i systemet, kä n n e te c k n a tav organ för mottagning av faktiska värden på minst tvà parametrar, och "fuzzy-logikorgan" för exekvering av fuzzy-villkorssatser med värden pà parametrama och att vikta konsekvenser tiil minst ett väldefinierat värde och att generera underlag för beslut om handover i beroende av väldefinierade värden. En mobilstation i ett system innefattande trådlös telekommunikation, vilken mobilstation innefattar en anordning för framtagning av underlag för handover mellan basstationer baserade på minst två radiosignalparametrar i systemet, k ä n n e f e c k n a d av organ för mottagning av faktiska värden på minst tvâ parametrar, och “fuzzy-logikorgan" för exekvering av fuzzy-villkorssatser med värden pä parametrarna och att vikta konsekvenser till minst ett väldefinierat värde och att generera underlag för beslut om handoveri beroende av väldefinierade värden.