SE515986C2 - Förfarande i ett telekommunikationssystem - Google Patents

Description

efl 44,. s. 10 15 20 25 30 515 ass 2 En aspekt som är specifik för fleråtkomsttekniken som används i CDMA hänför sig till det faktum att alla användare potentiellt sänder bredbandsignaler samtidigt och använder samma bandbredd. En begränsande faktor i CDMA-baserade system är således ett minskande signal/brusförhållande i kommunikationskanalerna beroende på en ökande störningsnivå förorsakad av andra sändare. För upplänkningen är den- na störningsnivå summan av alla riktade radiovågor som når inottagaren hos en bas- station för en specifik bärfrekvens. Källan för dessa radiosignaler är användarutrust- ningarna som är belägna i de celler som hanteras av den specifika radiobasstationen eller i angränsande celler hanterade av en annan radiobasstation. Ytterligare pseu- dobrus bidrar även till den mottagna stömingsnivån.

Av detta framgår att effektkontrollen, både för upplänksignaler och nedlänksignaler, är avgörande för att åstadkomma en maximerad systemkapacitet och hög kvalitet på tjänster. Detta medför för upplänkkanalerna att överföringseffekten för varje använ- darutrustning måste kontrolleras för att undvika exempelvis att användare nära deras betjänande basstation dominerar över användare på ett längre avstånd och för att medge ett optimerat antal användare inom gränserna för den acceptabla störningsni- vån. Således är en viktig funktion i ett CDMA-baserat kommunikationssystem ra- diokapacitetens kontrollfunktion som håller reda på upplänkens störningsnivå och, i fallet en blockering i radiogränssnittet, vidtar de nödvändiga åtgärderna för att minska störningsnivån. Samtalshanteringskontrollen kommer, under uppkoppling av ett samtal, att med kapacitetskontrollen kontrollera om störningsnivån medger ett ytterligare nytt samtal inom en specifik cell. Blockeringar i en cell, t.eX. beroende på ett alltför högt antal användarutrustningar i cellen, förhindras genom att sända åt- kornstbegränsningsmeddelanden för en cell. I ett första steg begränsas i allmänhet nya önskemål om en samtalsuppkoppling i den blockerade cellen. Emellertid skulle detta resultera i dålig systemprestanda emedan en samtalsuppkoppling möjligen skulle medges i en annan cell inom användarutrustningens åtkomliga område. Yt- terligare ett annat problem kan härledas från det faktum att närliggande celler kan använda samma bärfrekvens. 10 15 20 25 30 n o = n c Q ø n o ø nn o n 5 'l 5 9 3 å ' -.I= - .=:I a' s SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett övergripande syfte med uppfinningen är att optimera kommunikationskapacite- ten i en cell i ett CDMA-baserat kommunikationssystem som har en hög störnings- nivå, tex. för att i en cell maximera antalet användarutrustningar men samtidigt till- handahålla en acceptabel servicekvalitet.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett sätt för blocke- ringskontroll vid uppkoppling av ett samtal i ett CDMA-baserat kommunikationssy- stem från en användarutrustning som är belägen i en högtätt blockerad cell utan att störa andra användarutrustningar.

Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att kontrollera den totala upplänkstörningsnivån inte bara inom en enda cell utan också inom en närliggande grupp celler som använder samma bärfrekvens och med vilka en användarutrustning kan upprätta en förbindelse.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att kontrollera medgivandet av nya samtal i händelse av en blockering för en viss bärfrekvens i en cell så att den totala störningsnivån inte överskrider en viss maximal effektnivå.

Enligt föreliggande uppfinning förbjuds en begäran om samtalsuppkoppliing från en användarutrustning i en blockerad cell genom sända samtalsmedgivande meddelan- den. Men den samtalsmedgivande informationen anger tillåtna och/ eller begränsade åtkomster för bärfrekvenser och/eller angränsande celler. Angränsande celler som använder samma bärfrekvens som den blockerade cellen är märkta med en begräns- ningsåtkomstflagga. Användarutrustningarna i den blockerade cellen kommer en- dast att begära samtalsuppkoppling i en av de angränsande cellerna utan åtkomst- restriktioner. Därigenom kommer användarutrustningarna inte att bidra till stör- ningsnivån i den blockerade cellen. 10 15 20 25 30 nu coon co ons: Det är en fördel med föreliggande uppfinning att en samtalsuppkoppling är möjlig för en användarutrustning som är belägen i en blockerad cell utan att öka den totala störningsnivån i denna blockerade cell.

Det är en annan fördel med föreliggande uppfinning att den störningsnivå som upp- Ievs av en användarutrustning kan kontrolleras så att signal/störningsförhållandet är tillräckligt stort.

Ytterligare en annan fördel med föreliggande uppfinning är att antalet användarut- rustningar i en cell kan ökas samtidigt som det tillhandahålls en acceptabel service- kvalitet.

Andra syften, fördelar och nya särdrag med uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen i anslutning till de bifogade rit- ningarna och kraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA För bättre förståelse hänvisas till följande ritningar och föredragna utföranden av uppfinningen.

Fig. l visar en översikt av de delar i ett CDMA-baserat kommunikationssystem som är föremålet för förfarandet enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 2 visar ett flödesdiagram som återger de huvudsakliga stegen för förfarandet enligt föreliggande uppfinning med avseende på en radiobasstation.

Fig. 3 visar ett flödesdiagram som återger de huvudsakliga stegen för förfarandet enligt föreliggande uppfinning sett från en användarutrustnings sida.

Fig. 4 visar förfarandet enligt föreliggande uppfinning medelst ett exempel för en användarutrustning inom en cellstruktur. 10 15 20 25 u o o o n o u o ø o nu n o 515 ass a' 5 DETALJERAD BESKRIVNING I fig. 1 är ett geografiskt område täckt av ett flertal celler varvid en eller flera celler betjänas av en radiobasstation. Speciellt är varje cell täckt med hjälp av en av anten- nerna hos nämnda radiobasstationer som sänder och mottar vid vissa bärfrekvenser.

Således kan en cell beskrivas genom dess cellidentifiering tillsammans med de bär- frekvenser som används i cellen. Dessa bärfrekvenser är tilldelade och administreras av olika systemoperatörer vilka har tilldelats ett visst antal bärfrekvenser -och som används för cellplanering i operatörernas nät. I exemplet i fig. 1 administrerar en operatör ett radiokommunikationssystem av CDMA-typen inkluderande ett antal ra- diobasstationer RBS1-RBS3 varav var och en av dessa radiobasstationer täcker åt- minstone en cell. I ett CDMA-system av ovan angivna slag kan operatören admini- strera exempelvis två allokerade bärfrekvenser f] och fz. Radiokommunikationen uppnås genom att sända kodade meddelanden (tal eller data eller båda) som koder på bärfrekvensen som har allokerats för den cell där användarutrustningen är belä- gen. 1 detta exempel är den första bärfrekvensen f] allokerad till cellerna C1-C6 och den andra bärfrekvensen är allokerad till cellerna C7-C9. Det framgår av figuren att delar av dessa celler överlappar varandra eller inkluderar varandra på så sätt att samma geografiska område kan täckas av olika cellstrukturer som arbetar på olika bärfrekvenser.

Användarutrustningar UE1...UE4 som är fördelade över detta operativa område kan utföra kommunikationstjänster medelst tilldelade upplänk- och nedlänkkanaler till och från en antenn hos åtminstone en radiobasstation (RBSl-RBSg). Härigenom är varje användarutrustning i en cell normalt ansluten till den radiobasstation som bäst mottar radiosignalerna från användarutrustningen. Vid cellgränserna befinner sig emellertid en användarutrustning troligtvis i en mjuk hand-off situation, dvs. samti- digt ansluten till åtminstone två celler som använder samma bärfrekvens. 10 15 20 25 515 93% 6 Ett större antal av de celler som täcker ett visst område är anslutet till en centralise- rad styranordrring, t.ex. en radionätstyrning RNC. Denna styrenhet hanterar bl.a. funktioner för samtalshanteringsstyrning och kapacitetsstyrning inom cellerna. Den- na styrenhet håller också reda på information som är nödvändig för operationer som avser flera samtal, t.ex. mjuk hand-off eller cellåtkomstrestriktioner.

Föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande i en cell hos en radiobasstation för att uppnå ett maximerat antal användarutrustningar inom nämnda cell och för att undvika en alltför hög störningsnivå i en cell, Varje användarutrustning i. en cell tol- kar överföringarna till och från andra användarutrustningar som störning och avser således att sända vid en effektnivå som tillhandahåller ett tillräckligt högt sig- nal/störförhållande. För upplänkkanalen hos en användarutrustning UEJ- som bidrar med en upplänkeffekt Pj kan detta förhållande uttryckas som N SIRJ. = P/z P, i=l i: j Emellertid är upplänkeffektbehovet P1- hos en användarutrustning inte en statisk kvantitet utan ändras konstant beroende på exempelvis användarutrustningens läge i förhållande till dess avstånd till den mottagande antennen i en radiobasstation eller beroende av växlande rníljöförhållanden. Ytterligare en annan viktig inverkan ema- nerar från det antal andra användarutrustningar som samtidigt har eller begär en kommunikationsförbindelse inom cellen eller från den typ av service som dessa an- vändare begär. Både radiobasstationen och varje användarutrustning har en begrän- sad överföringseffekt. Då användarutrustningarna enbart styr deras upplänköver- föringseffekt med avseende på deras egna behov är det uppenbart att det finns en risk för en stadigt ökande upplänkeffektnivå. Därför får den totala överföringsef- fektnivån från alla upplänkkanaler, dvs. störningsnivån, ej överstiga ett visst trös- kelvärde Pm, för att dels tillhandahålla en acceptabel servicekvalitet, dvs. ett till- räckligt högt si gnal/störningsförhållande, för ett maximalt antal användarutirustning- 10 15 20 25 30 ar och dels hålla den totalt allokerade nedlänkeffekten hos radiobasstationen under detta tröskelvärde. En blockering i en cell fastställs om den totala upplänkstörnivån som en användarutrustning upplever i cellen överstiger detta tröskelvärde. En fast- ställd blockering måste lösas genom att minska den totala upplänköverföringsef- fektnivån eller, såsom föreslås genom förfarandet enligt föreliggande uppfinning, genom att begränsa åtkomst för nya samtalsuppkopplingsbegäran.

Fig. 2 visar ett flödesdiagram som illustrerar förfarandet för föreliggande uppfinning såsom utfört i en basstation. När en begäran om en samtalsuppkoppling mottas, block 2l, undersöks, block 22, om den totala störningsnivån P överskrider ett trös- kelvärde Pm. Om så (”nej” vid block 22) kommer den radiobasstation som betjänar cellen att acceptera begäran om en samtalsuppkoppling, block 25, i denna cell så länge som den totala störningsnivån i denna cell ligger under nämnda tröskelnivå.

Men om den totala upplänkstörningsnivån överskrider nämnda tröskelnivå lPthr (”ja” i block 22) måste cellen gardera sig själv mot blockeringar, Lex. beroende på ett allt- för högt antal nya accepterade samtal. Därför måste en användarutrustning som sän- der en begäran om samtalsuppkoppling i en sådan cell på förhand förses med ytter- ligare relevant information som indikerar huruvida dess begäran kommer att accep- teras i nämnda cell. Denna ytterligare samtalsmedgivande information kan applice- ras av användarutrustningen för att upprätta en förbindelse, dvs. bidra till en ökande systemkapacitet samtidigt som dess begäran om samtalsuppkoppling dirigeras till en cell eller en bärfrekvens på så sätt, att en otillåten ökning av upplänkens störnings- nivå på grund av denna samtalsuppkoppling undviks. Denna samtalsmedgivande begäran handlar om närliggande celler och/eller bärfrekvenser. Den samtalsmedgi- vande informationen inkluderar också information om blockeringens status för nämnda celler och frekvenser i förhållande till ett visst geografiskt område, t.ex. den blockerade cellen. Denna information hämtas lämpligen tillbaka, block 23, från en centraliserad styrenhet, t.ex. radionätstyrningen RNC till vilken radiobasstationerna hos ett antal närliggande celler är anslutna. RNC måste således innehålla en förteck- ning som anger de närliggande celler för varje cell och de bärfrekvenser som an- 10 15 20 25 30 515 ass 8 vänds i dessa celler. Den måste också innehålla nämnda information om blockering- ens status. Därutöver måste RNC kunna hämta tillbaka denna information för celler som tillhör en annan RNC. En radiobasstation som betjänar en momentant blockerad cell kan då hämta tillbaka den nödvändiga informationen genom att använda nämn- da förteckning för att skapa och sända ett meddelande som indikerar saintalsmedgi- vande information för användarutrustningarna i denna cell. Informationen kan pre- senteras antingen med hjälp av begränsade åtkomster eller med hjälp av tillåtna åt- komster för användarutrustningen med avseende på den blockerade cellen och de närliggande celler som använder samma eller en annan bärfrekvens. Radiobasstatio- nen i en blockerad cell sänder denna samtalsmedgivande information på dess sän- darkanal, block 24. Denna ytterligare samtalsmedgivande information, som är ett syfte med föreliggande uppfinning, kan hänvisa till en begränsad eller medgiven åt- komst antingen för andra bärfrekvenser eller för andra celler som använder samma bärfrekvens. Alternativt innehåller den samtalsmedgivande informationen i en blockerad cell helt enkelt en förteckning som innefattar bärfrekvens och lblocke- ringsstatus för varje närliggande cell.

Pig. 3 visar motsvarande steg vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning, sett från användarutrustningssynpunkt. En användarutrustning kommer i ett vilomod att konstant lyssna på den utsändningskanal hos cellen som den bäst mottar och analy- sera den mottagna samtalsmedgivande informationen, block 31. En begärani om samtalsuppkoppling från en användarutrustning (”ja” i block 32) för denna cell kommer att accepteras, block 34, så länge som den utsända samtalsmedgivandein- formationen indikerar att det inte finns några samtalsuppkopplande restriktioner för cellen (”nej” i block 33). Inga åtkomstrestriktioner innebär att störningsnivån i den- na cell ligger under tröskelnivån Pthr. Om emellertid utsändningskanalen innehåller ett angivande att åtkomst för nya samtal momentant avvisas i denna cell (”j a” i block 33), exempelvis förorsakad av en blockering på grund av ett alltför högt antal användarutrustningar inom cellen kommer användarutrustningen troligast att ha för avsikt att begära en samtalsuppkoppling i en av de andra åtkomliga cellerna. An- 10 15 20 25 30 vändarutrustningens försök att koppla upp ett samtal kommer troligen att lyckas om ingen blockering rapporterats i åtminstone en av dessa ersättningskandidatceller.

Om emellertid den utvalda ersättningscellen använder samma bärfrekvens som den blockerade cellen kommer användarutrustningen fortfarande att bidra till störnings- nivån i den blockerade cellen emedan den fysiskt fortfarande är belägen i denna cell.

Den kommer troligen att förorsaka t.o.m. mer störning än den skulle ha för-orsakat om samtalet hade accepterats i den blockerade cellen emedan den närliggande cellen är belägen längre bort och därigenom kräver en än högre upplänkeffektnivå från an- vändarutrustningen. Detta problem övervinns medelst förfarandet enligt föreliggan- de uppfinning, som tillhandahåller, bl.a. steget att utsända samtalsmedgivande in- formation som inte är genererad med huvudfokuseringen på den blockerade cellen som restriktionskriterium, utan istället med fokus på den bärfrekvens som momen- tant innehåller en alltför hög störningsnivå inom användarutrustningens åtkomliga område. Det utsända meddelandet innehåller då t.ex. ytterligare information om de celler inom det åtkomliga området som använder den blockerade bärfrekvensen.

Genom detta medel kommer användarutrustningen att förbjudas att initiera en sam- talsuppkoppling till nämnda celler och därigenom undvika en situation där använ- darutrustningen förorsakar en ökande störningsnivå i en cell samtidigt med upp- rättande av en förbindelse i en annan cell. Begäran om en samtalsuppkoppling genomföres i stället i en icke begränsad närliggande cell, i användarutrustningens åtkomliga område, block 35, och denna cell använder en bärfrekvens utan blocke- ringar.

Fig. 4 åskådliggör medelst ett exempel de olika stegen för en samtalsuppkoppling enligt förfarandet för föreliggande uppfinning. Detta förfarande är tillämpbart om en användarutrustning 44 är så belägen att den inte kan förbindas med mer än en cell som betj änas av en eller flera radiobasstationer. I detta exempel är en användarut- rustning belägen så att den kan upprätta en förbindelse med antingen cellerna 41, 42 eller 43. För upplänksignalöverföring använder var och en av dessa celler en viss bärfrekvens. Det antages här att cellerna 41 och 42 använder samma bärfrekvens f1 10 o o I u no 5 t 5 9 e -' 10 under det att cellen 43 använder en annan bärfrekvens f2 och att användarutrust- ningen 44 bäst mottar nedlänksignaler från den radiobasstation som betjänar cellen 41. Om cellen 41 momentant lider av en blockering utsänds ett begränsat åtkomst- meddelande för denna cell med angivande av att en samtalsuppkoppling varken till- låts i den blockerade cellen 41 eller, enligt föreliggande uppfinning, i den närliggan- de cellen 42 utnyttjande samma bärfrekvens f] som cellen 41. I stället kan användar- utrustningen 44 försöka upprätta en förbindelse med den andra närliggande cellen 43 och utnyttjande en annan bärfrekvens fz. Så länge som cellen 43 inte lider av en blockering kan således en samtalsuppkoppling vara möjlig för en användarutrust- ning belägen i den blockerade cellen 41 utan att öka störningsnivån i denna cell.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 ~n .nu ll PATENTKRAV l. Förfarande för blockeringsstyrning i cellerna (Cl-Có; C7-C9) i ett cellulärt tele- kommunikationssystem innefattande ett flertal radiobasstationer (RBS1-RBS3) som vardera betjänar en eller flera av nämnda celler och åtminstone en av dessa celler år blockerad, ett flertal användarutrustningar (UE1-UE4) av vilka åtminstone en är belägen i en blockerad cell, åtminstone en centraliserad styrenhet till vilken nämnda radiobasstationer är an- slutna, kännetecknat av att i de blockerade cellerna sända meddelanden som anger samtalsmedgivande information för åtminstone en av de bärfrekvenser som används inom det åt- komliga området för användarutrustningarna som är belägna i nämnda blockera- de celler. . F örfarande enligt krav 1, kännetecknat av att presentera nämnda samtalsmedgi- vande information för användarutrustningarna belägna i en blockerad cell genom att indikera begränsade åtkomligheter på åtminstone en av bärfrekvenserna. . F örfarande enligt krav l, kännetecknat av att presentera nämnda sarntalsmedgi- vande information för användarutrustningarna i en blockerad cell genom att in- dikera tillåtna åtkomster till åtminstone en av bärfrekvenserna. . Förfarande enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av att presentera samtalsmedgi- vande information för en bärfrekvens som samtalsmedgivande information för uppsättningen närliggande celler som använder nämnda bärfrekvens. Q » o o nu n anno o 10 15 20 25 30 a . o o nu stå ast; .- 12 . Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att presentera samtalsmedgivande information i en blockerad cell medelst en förteckning som innehåller bärfre- kvens för var och en av dess närliggande celler. . Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att nämnda förteckning även inne- fattar blockeringsstatus för åtminstone en av dess närliggande celler. . Förfarande enligt ett av föregående krav, kännetecknat av att hämta tillbaka nämnda medgivandeinformation från radionätstyrningen såsom den centralisera- de styrenheten. . Förfarande enligt ett av föregående krav, kännetecknat av att lagra nämnda medgivandeinforrnation i radiobasstationerna. . Förfarande för blockeringsstyrning i cellerna (Cj-Có; C7-C9) vid samtalsupp- koppling i ett cellulärt telekommunikationssystem, innefattande ett flertal radio- basstationer (RBSl-RB S3) som vardera betjänar en eller flera av nämnda celler och åtminstone en av nämnda celler är blockerad, ett flertal användarutrustningar (UE1-UE4) av vilka åtminstone en är belägen i en blockerad cell, åtminstone en centraliserad styrenhet (RNC) till vilken nämnda radiobasstationer är anslutna, kännetecknat av följ ande steg a) att definiera ett effekttröskelvärde (Pm) för den totala störningsnivån i den blockerade cellen (C3), b) att jämföra (22) den totala upplänkstörningsnivån med nämnda tröskelvärde, och om nämnda totala upplänkstörningsnivå överskrider nämnda tröskelvärde, c) att hämta tillbaka (23) samtalsmedgivande information om åtminstone en närliggande cell som är redo att acceptera en samtalsuppkopplingsinformation från nämnda användarut- rustning (UE3) och d) utsända (24) nämnda samtalsmedgivande information. 10. Förfarande för blockeringsstyrning i cellerna (Cl-Có; C7-C9) vid samtalsupp- koppling i ett cellulärt telekommunikationssystem innefattande ett flertal radio- 10 15 20 25 30 515 98ö 13 basstationer (RBS1-RBS3) som vardera betjänar en eller flera av nämnda celler och åtminstone en av nämnda celler är blockerad, ett flertal användarutrustningar (UE1-UE4) av vilka åtminstone en är belägen i en blockerad cell, åtminstone en centraliserad styrenhet (RN C) till vilken nämnda radiobasstation är ansluten, kännetecknat av följ ande steg a) att analysera (3 l) en mottagen och utsänd samtalsmedgivande information för en viss cell; och b) att begära (35) en sam- talsuppkoppling i en icke begränsad närliggande cell om åtkomstrestriktion är utsänd (33) för nämnda cell. o a ø o a. o o anna o