SE517040C2

SE517040C2 - Procedure for estimating basic noise power levels and setting signal strength thresholds

Info

Publication number: SE517040C2
Application number: SE0002797A
Authority: SE
Inventors: Tomas Lundborg
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2002-04-09
Also published as: SE0002797D0; WO2002009326A1; AU2001280343A1; SE0002797L

Abstract

A method and a cellular radio communication network estimating a noise floor power level in a first cell in the cellular radio communication network. Samples of signal-to-interference ratio and associated samples of received signal strength for radio signals transmitted on a first radio frequency channel by transmitters operating in the first cell are provided (301). Interference level samples, corresponding to the provided samples of signal-to-interference level and associated samples of received signals strength, are calculated (302). The noise floor power level is continuously estimated (303) by performing low pass filtering of a sequence of interference level samples including at least some of the calculated interference level samples. Signal strength thresholds in the cellular radio communication network may be set automatically in dependence of the estimated noise floor power level.

Description

15 20 25 30 517 040 2 anvisas i US 5 574 982 fastställs den aktuella interferensen på kanalen baserat på en estimering av det aktuella bärvågs/interferensförhållandet, härlett från en uppmätt, aktuell bitfelsrat, och den uppmätta, nyligen mottagna signalstyrkan. Baserat på den fastställda, aktuella interferensnivån väljs ett nytt bärvågs/interferensnívåmål och sändningseffektnivån uppdateras att motsvara det nya bärvågs/interferensmålet. För att möjliggöra justering av sändningens effektnivå tillräckligt snabbt för kompense- ring av ändringar i den aktuella interferensen på kanalen, väljs nya bärvågs/interfe- rensmål och sändningens effektnivå uppdateras med en föredragen hastighet av var 0,5:e sekund. In U.S. 5,574,982, the actual interference on the channel is determined based on an estimate of the current carrier / interference ratio, derived from a measured, current bit error rate, and the measured, recently received signal strength. Based on the established, current interference level, a new carrier / interference level target is selected and the transmission power level is updated to correspond to the new carrier / interference target. To enable the transmission power level to be adjusted quickly enough to compensate for changes in the current interference on the channel, new carrier / interference targets are selected and the transmission power level is updated at a preferred rate of every 0.5 second.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser problemet att tillhandahålla ett förbättrat sätt att es- timera en grundbruseffektnivå i ett cellulärt radiokommunikationsnät som särskilt ger tillförlitligare estimeringar av grundbruseffektnivån under högtraﬁktimmar (busy hours) och som också möjliggör ett cellulärt radiokommunikationsnät att es- timera grundbruseffektnivåer hos nedlänkradiofrekvenskanaler.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to the problem of providing an improved way of estimating a basic noise power level in a cellular radio communication network which in particular provides more reliable estimates of the basic noise power level during busy hours and which also enables a cellular radio communication network basic network.

Problemet löses väsentligen genom att estimera en grundbruseffektnivå i en första cell i det cellulära radiokommunikationssystemet baserat på lågpassﬁltrering i ett långsamt lågpassﬁlter av interferensnivâsampel inkluderande interferensnivåsampel härrörda från mottagna radiosignaler sända på en första radiofrekvenskanal av åt- minstone en sändare som opererar i den första cellen. Uppﬁnningen innefattar ett förfarande för att estimera grundbruseffektnivån, ett förfarande för inställning av signalstyrketrösklar i det cellulära radiokommunikationsnätet samt ett radiokommu- nikationsnät som har medel för att realisera förfarandena.The problem is essentially solved by estimating a fundamental noise power level in a first cell of the cellular radio communication system based on low pass filtering in a slow low pass filter of interference level samples including interference level samples derived from received radio signals transmitted on a first radio frequency channel at least one cell end of the first cell. The invention comprises a method for estimating the basic noise power level, a method for setting signal strength thresholds in the cellular radio communication network and a radio communication network having means for realizing the methods.

Mera specifikt löses problemet medelst förfarandena enligt krav 1 och 21 samt ett cellulärt radiokommunikationsnät enligt krav 23. 10 15 20 25 517 040 3 Ett syfte med uppﬁnningen är att tillhandahålla mera tillförlitliga estimeringar av en grundbruseffektnivå i en cell under högtraﬁk.More specifically, the problem is solved by the methods of claims 1 and 21 and a cellular radio communication network according to claim 23. An object of the invention is to provide more reliable estimates of a basic noise power level in a cell under high pressure.

Ett annat syfte med föredragna utföranden av uppfinningen är att tillhandahålla en ökad noggrannhet av estimeringar av grundbruseffektnivån genom att inte basera sådana estimeringar på signalkvalitetsampel huvudsakligen påverkade av tillfällig interferens med signiﬁkant högre effekt än grundbruset.Another object of preferred embodiments of the invention is to provide an increased accuracy of basic noise power level estimates by not basing such estimates on signal quality samples mainly affected by temporary interference with significantly higher power than the basic noise.

Ytterligare ett annat syfte med några av utförandena enligt uppfinningen är att möj- liggöra ett cellulärt radiokommunikationsnät att estimera grundbruseffektnivåer hos nedlänkradiofrekvenskanaler.Yet another object of some of the embodiments of the invention is to enable a cellular radio communication network to estimate basic noise power levels of downlink radio frequency channels.

Ytterligare ett annat syfte med några utföranden enligt uppfinningen är att minska den mängd arbete som krävs av drift- och underhållspersonalen för att trimma ett cellulärt nät.Yet another object of some embodiments of the invention is to reduce the amount of work required by operation and maintenance personnel to trim a cellular network.

En fördel som erbjuds av uppfinningen är att mera tillförlitliga uppskattningar av en grundbruseffektnivå i en cell kan åstadkommas under högtraﬁktimmar.An advantage offered by the invention is that more reliable estimates of a basic noise power level in a cell can be achieved during high traction hours.

En annan fördel som erbjuds av föredragna utföranden av uppfinningen är en ökad noggrannhet med avseende på estimeringama av grundbruseffektnivån vilket mins- kar risken att basen för nämnda estimeringar inkluderar signalkvalitetssampel huvudsakligen påverkade av temporär interferens av signiﬁkant högre effekt än grundbruset.Another advantage offered by preferred embodiments of the invention is an increased accuracy with respect to the estimates of the basic noise power level, which reduces the risk that the basis for said estimates includes signal quality samples mainly affected by temporary interference of significantly higher power than the basic noise.

Ytterligare en annan fördel som erbjuds av några utföranden av uppfinningen är att de möjliggör ett cellulärt radiokommunikationsnät att estimera grundbruseffektnivå- er hos nedlänkradiofrekvenskanaler. 10 15 20 25 30 517 040 4 Ytterligare en annan fördel som erbjuds av några utföranden av uppﬁnningen är att den mängd arbete som behövs av drift- och underhållspersonal för trirrming av ett cellulärt nät minskas.Yet another advantage offered by some embodiments of the invention is that they enable a cellular radio communication network to estimate basic noise power levels of downlink radio frequency channels. Yet another advantage offered by some embodiments of the invention is that the amount of work required by operation and maintenance personnel for trimming a cellular network is reduced.

Uppñnningen kommer nu att beskrivas mera i detalj med hänvisning till exempliﬁe- rade utföranden av denna och även med hänvisning till de bifogade rítningarna.The invention will now be described in more detail with reference to exemplary embodiments thereof and also with reference to the accompanying drawings.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 är en vy som visar ett radiokommunikationssystem som innefattar ett ccllulärt nät och mobila stationer.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a radio communication system comprising a cellular network and mobile stations.

Fig. 2 är ett diagram som visar interferenseffekt på en radiofrekvenskanal.Fig. 2 is a diagram showing interference effect on a radio frequency channel.

Fig. 3 är ett ﬂödesschema som illustrerar ett grundläggande förfarande enligt upp- ﬁnningen för att estimera en grundbruseffektnivå.Fig. 3 is a flow chart illustrating a basic procedure according to the invention for estimating a basic noise power level.

Fig. 4 är ett ﬂödesschema som visar ett första exempliﬁerat utförande av ett förfa- rande enligt uppfinningen för att estimera en grundbruseffektnivå i en tidslucka hos en upplänkradiofrekvenskanal.Fig. 4 is a fate diagram showing a first exemplary embodiment of a method according to the invention for estimating a basic noise power level in a time slot of an uplink radio frequency channel.

Fig. 5 är ett ﬂödesschema som åskådliggör ett andra exempliﬁerat utförande av ett förfarande enligt uppﬁnningen för att estimera en grundbruseffektnivå i en tidslucka hos en nedlänkradiofrekvenskanal.Fig. 5 is a fate diagram illustrating a second exemplary embodiment of a method according to the invention for estimating a basic noise power level in a time slot of a downlink radio frequency channel.

Fig. 6 är ett ﬂödesschema som visar ett exempliﬁerat utförande av ett förfarande enligt uppfinningen för avstämning av signalstyrketrösklar i radiokommunika- tionsnätet i ﬁg. 1.Fig. 6 is a fate diagram showing an exemplary embodiment of a method according to the invention for tuning signal strength thresholds in the radio communication network in ﬁ g. 1.

Fig. 7 är ett schematiskt blockschcma som visar funktionsblock i en första basstation och som implementerar förfarandena visade i ñg. 4-6.Fig. 7 is a schematic block diagram showing function blocks in a first base station and implementing the methods shown in FIG. 4-6.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMERNA Fig. 1 visar delar av ett exernplifierat radiokommunikationssystem 100 innefattande en uppsättning mobila stationer MS1-MS4 samt ett cellulärt radiokommunika- 10 15 20 25 30 517 040 5 tionsnät 101, i det följande betecknat som cellulärt nät 101, i vilket föreliggande uppﬁnning tillämpas. I det i ﬁg. 1 visade och exemplifierade radiokommunikations- systemet 100 baseras kommunikation mellan det cellulära nätet 101 och de mobila stationema MS l -MS4 på TIA/EIA- 1 36 luftgrånssnittsspeciﬁkationen. Det cellulära nätet 101 innefattar en mobiltelefonväxel (mobile services switching centre) MSCI och basstationer BSl-BS5, inkluderande en första basstation BS1 ansluten till mobiltelefonväxeln MSC1. Basstationema BS l-B S5 tillhandahåller radiotäckning i ett geografiskt område betjänat av mobiltelefonväxeln MSC1. Mobiltelefonvåxeln MSCI är ansvarig för att koppla samtal till och från mobila stationer MSl-MS4 be- lägna i det geograﬁska område som betjänas av mobiltelefonväxeln MSCI. Notera att ﬁg. 1 bara innefattar element som bedöms nödvändiga för att illustrera förelig- gande uppfinning och att ett typiskt cellulärt nät innefattar ﬂera mobiltelefonväxlar, ett större antal basstationer samt också andra typer av noder, såsom hemlokalise- ringsregistcr (home location registers).DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Fig. 1 shows portions of an exemplary radio communication system 100 including a set of mobile stations MS1-MS4 and a cellular radio communication network 101, hereinafter referred to as cellular network 101, hereinafter referred to as cellular network 101. recovery is applied. In it i ﬁ g. 1 and exemplified by the radio communication system 100, communication between the cellular network 101 and the mobile stations MS 1 -MS4 is based on the TIA / EIA-1 36 air interface specification. The cellular network 101 comprises a mobile services switching center MSCI and base stations BS1-BS5, including a first base station BS1 connected to the mobile telephone exchange MSC1. The base stations BS 1-B S5 provide radio coverage in a geographical area served by the mobile telephone exchange MSC1. The MSCI mobile telephone exchange is responsible for connecting calls to and from mobile stations MS1-MS4 located in the geographical area served by the MSCI mobile telephone exchange. Note that ﬁ g. 1 only includes elements deemed necessary to illustrate the present invention and that a typical cellular network includes your mobile telephone exchanges, a larger number of base stations and also other types of nodes, such as home location registers.

Det geografiska område som betjånas av mobiltelefonväxeln MSCI är uppdelat i ett ﬂertal celler inkluderande celler Cl-C5. I varje cell Cl-C5 tillhandahålles radi- otäckning av en av basstationema BS1-BS5, tex. tillhandahålles radiotäckning i en första cell Cl av den första basstationen BS1. Överföring av radiosignaler från nå- gon av basstationema BS1-BS5 till de mobila stationerna MS1-MS4 sägs ske i ned- länkriktningen under det att överföringar från någon av de mobila stationema MSI- MS4 till någon av basstationema BS1-BS3 sägs ske i upplänkriktningen. Varje cell är allokerad en grupp radiofrekvenskanaler för att tillhandahålla radiokommunika- tion i cellen. Celler som innehåller ekvivalenta grupper av radiofrekvenskanaler är geografiskt separerade för att medge påiingande abonnenter i olika celler att samti- digt använda samma radiofrekvenskanal utan att förorsaka överdriven intcrferens med varandra. Enligt TIA/EIA-l .Sö-specifikationerna sker kommunikation i upp- länk- och nedlänkriktningen på olika radiofrekvenskanaler. Enligt det tidsdeladeﬂe- raccesschemat (time division multiple access, TDMA) definierat i TIA/EIA-l36 or- ganiseras tid i TDMA-ramar som var och en består av sex tidsluckor. Varje s.k. fy- 10 15 20 25 30 517 040 6 sisk kanal tilldelas tidsluckor på både en upplänk- och en nedlänkradiofrekvenska- nal separerade av ett ﬁxerat frekvensduplexavstånd av 45 MHz. De fysiska kanaler- na kan antingen användas som digitala styrkanaler (digital control Channels, DCCH), för att tillhandahålla kommunikation av huvudsakligen styrinformation mellan en basstation och alla mobila stationer som opererar i en cell betjänad av basstationen, eller som digitala traﬁkkanaler (digital trafﬁc channels, DTC), för att tillhandahålla kommunikation av huvudsakligen användardata (t.ex. tal) mellan en viss mobil station och basstationen, För att den forsta basstationen BS1 på ett korrekt sätt skall kunna mottaga och koda en digitalt modulerad radiosignal, sänd av en mobil station som opererar i den forsta cellen Cl och omvänt, måste den mottagna radiosignalen ha tillräcklig styrka för att den skall kunna detekteras trots förekomsten av brus och interferens på den radio- frekvenskanal på vilken den sändes.The geographical area served by the mobile telephone exchange MSCI is divided into a number of cells including cells C1-C5. In each cell C1-C5, radio coverage is provided by one of the base stations BS1-BS5, e.g. radio coverage is provided in a first cell C1 of the first base station BS1. Transmission of radio signals from one of the base stations BS1-BS5 to the mobile stations MS1-MS4 is said to take place in the downlink direction, while transmissions from one of the mobile stations MSI-MS4 to one of the base stations BS1-BS3 are said to take place in the uplink direction. Each cell is allocated a group of radio frequency channels to provide radio communication in the cell. Cells containing equivalent groups of radio frequency channels are geographically separated to allow subscribers in different cells to use the same radio frequency channel simultaneously without causing excessive interference with each other. According to the TIA / EIA-1 .Sö specifications, communication takes place in the uplink and downlink direction on different radio frequency channels. According to the time division multiple access (TDMA) defined in TIA / EIA-l36, time is organized in TDMA frames, each of which consists of six time slots. Each s.k. Physical channel is assigned time slots on both an uplink and a downlink radio frequency channel separated by a fixed frequency duplex distance of 45 MHz. The physical channels can either be used as digital control channels (DCCH), to provide communication of mainly control information between a base station and all mobile stations operating in a cell served by the base station, or as digital traffic channels (digital traffic channels). , DTC), to provide communication of mainly user data (eg speech) between a certain mobile station and the base station, In order for the first base station BS1 to be able to correctly receive and encode a digitally modulated radio signal transmitted by a mobile station operating in the first cell C1 and vice versa, the received radio signal must have sufficient strength to be detected despite the presence of noise and interference on the radio frequency channel on which it was transmitted.

Fig. 2 är ett schematiskt diagram som ger en bild av hur den momentana nivån av totalt brus och interferenseffekt på en radiokommunikationskanal typiskt kan variera under en tidsperiod. Som återges i ñg. 2 ﬁnns det en relativt konstant, allestädes närvarande grundinterferensnivå med endast små ﬂuktuationer och korta perioder av påtagligt kraftigare interferensnivå. Den allestädes närvarande grundläggande inter- ferensen betecknas som ett grundbrus och består av termiskt brus samt blandad ra- diointerferens från ett ﬂertal störningskällor under det att de mera temporära skurar- na av interferens typiskt härstammar från individuella störningskällor. Beroende på dess allestädes närvarande natur är grundbruseffektnivån en väsentlig faktor som påverkar radiokommunikationssystemets 100 prestanda.Fig. 2 is a schematic diagram giving a picture of how the instantaneous level of total noise and interference effect on a radio communication channel can typically vary over a period of time. Which is reproduced in ñg. 2 ﬁ there is a relatively constant, ubiquitous basic interference level with only small ﬂctuations and short periods of significantly stronger interference level. The ubiquitous basic interference is referred to as a basic noise and consists of thermal noise and mixed radio interference from a number of interference sources, while the more temporary bursts of interference typically originate from individual interference sources. Due to its ubiquitous nature, the basic noise power level is a significant factor affecting the performance of the radio communication system 100.

I kända cellulära nät, tex. kända cellulära nät som utnyttjar produkter från Ericsson CMS8800 produktportfölj, är grundbruseffektnivån på en upplänkradiofrekvenska- nal i en cell känd att estimeras genom att mäta mottagen signalstyrka på radiofre- kvenskanalen under perioder när upplänkradiofrekvenskanalen är ledig, dvs. ingen 10 15 20 25 517 040 7 mobil station som opererar i cellen sänder radiosignaler på upplänkradiofrekvenska- nalen. Mätningama fortgår under en speciﬁcerad mätperiod av t.ex. en timme eller mer varefter grundbruseffektnivån estimeras genom att fastställa ett genomsnitt för den mottagna signalstyrkan under mätperioden.In known cellular networks, e.g. known cellular networks that use products from Ericsson's CMS8800 product portfolio, the basic noise power level of an uplink radio frequency channel in a cell is known to be estimated by measuring the received signal strength on the radio frequency channel during periods when the uplink radio frequency channel is free, ie. no 10 15 20 25 517 040 7 mobile station operating in the cell transmits radio signals on the uplink radio frequency channel. The measurements continue during a specified measurement period of e.g. one hour or more after which the basic noise power level is estimated by determining an average of the received signal strength during the measurement period.

Baserat på estimeringar av grundbruseffektnivån som härröres från ﬂera mätperio- der väljer drift- och underhållspersonal lämpliga tröskelvärden för signalstyrkan för användning i olika funktioner påverkade av grundbruseffektnivån, såsom intracell handoff, upplänkeffektstyming etc, och ställer manuellt in motsvarande systemstyr- parametrar hos radiokommunikationsnätet i enlighet med de utvalda tröskelvärdena för signalstyrkan.Based on estimates of the basic noise power level derived from ät your measurement periods, operation and maintenance personnel select appropriate signal strength thresholds for use in various functions affected by the basic noise power level, such as intracell handoff, uplink power control, etc., and manually set the corresponding system control parameters. the selected signal strength thresholds.

Det finns ett antal problem som är förbundna med den nuvarande praxisen att esti- mera grundbruseffektnivån och ställa in tröskelparametrar för ett radiokommunika- tionsnät.There are a number of problems associated with the current practice of estimating the basic noise power level and setting threshold parameters for a radio communication network.

Grundbruseffektnivån varierar från cell till cell, radiofrekvenskanal till radiofre- kvenskanal och kan t.o.m. variera från tidslucka till tidslucka på en viss radiofre- kvenskanal. Men grundbruseffektnivån varierar också med tiden och särskilt är den då beroende av den aktuella traﬁkbelastningen i kommunikationssystemet. När be- lastningen ökar, ökar också antalet radiosändare som sänder radiosignaler och som bidrar till grundbruseffektnivån och vidare kommer dessa sändare typiskt att sända radiosignaler vid högre effekt vilket förorsakar att grundbruseffektnivån ökar. Eme- dan grundbruseffektnivån således ändras med tiden kommer de manuellt inställda tröskelvärdesparametrama att förorsaka mindre optimal prestanda för de ifrågava- rande funktionerna under tidsperioder när den aktuella grundbruseffektnivån skiljer sig från den estimerade grundbruseffektnivån som använts som en bas för att välja parametrarnas tröskelvärden. 10 15 20 25 30 517 040 8 Ett annat problem är att vissa radiofrekvenskanaler kan vara upptagna nästan hela tiden under högtraﬁktimmar. Detta problem kan särskilt finnas om funktioner, så- som Interference Driven Channel Selection, används som orsakar att vissa radiofre- kvenskanaler väljs för kommunikation oftare än andra. För en radiofrekvenskanal som är upptagen nästan hela tiden under högtraﬁktimmar kan det vara omöjligt att genomföra någon eller bara ett fåtal mottagensignalstyrkemätningar när radiofre- kvenskanalen är ledig. Antalet uppmätta mottagensignalstyrkesampel i ledigt till- stånd kan således vara otillräckligt för att ge en tillförlitlig estimering av grund- bruseffektnivån under högtraﬁktimmar.The basic noise power level varies from cell to cell, radio frequency channel to radio frequency channel and can even vary from time slot to time slot on a specific radio frequency channel. But the basic noise power level also varies with time and in particular it is then dependent on the current traction load in the communication system. As the load increases, so does the number of radio transmitters that transmit radio signals and which contribute to the basic noise power level, and furthermore, these transmitters will typically transmit radio signals at higher power, which causes the basic noise power level to increase. Thus, as the basic noise power level changes over time, the manually set threshold parameters will cause less optimal performance for the functions in question during time periods when the current basic noise power level differs from the estimated basic noise power level used as a basis for selecting the threshold values. 10 15 20 25 30 517 040 8 Another problem is that some radio frequency channels can be busy almost all the time during peak hours. This problem can be especially common if features such as Interference Driven Channel Selection are used which cause some radio frequency channels to be selected for communication more often than others. For a radio frequency channel that is busy almost all the time during peak hours, it may be impossible to perform any or only a few reception signal strength measurements when the radio frequency channel is idle. The number of measured receive signal strength samples in the idle state may thus be insufficient to provide a reliable estimate of the basic noise power level during peak hours.

Ytterligare ett annat problem är att det inte är möjligt för ett cellulärt nät att estimera grundbruseffektnivån för nedlänkradiofrekvenskanaler.Yet another problem is that it is not possible for a cellular network to estimate the basic noise power level of downlink radio frequency channels.

Ytterligare ett annat problem med den nuvarande praxisen är att det förorsakar ganska mycket tröttsamt arbete för drift- och underhållspersonalen för att avstämma ett cellulärt nät.Yet another problem with current practice is that it causes quite a lot of tedious work for the operation and maintenance personnel to tune a cellular network.

Olika utföringsfonner av uppfinningen är inriktade på ovan angivna problem.Various embodiments of the invention are directed to the above problems.

Fig. 3 illustrerar ett grundförfarande enligt uppﬁnningen för att estimera en grund- bruseffektnivån i en första cell i ett cellulärt nät.Fig. 3 illustrates a basic method according to the invention for estimating a basic noise power level in a first cell in a cellular network.

Vid steg 301 tillhandahålles sampel för signal/interferensförhållandet och associera- de sampel för mottagen signalstyrka för radiosignaler sända på en första radiofre- kvenskanal av åtminstone en sändare som opererar i den första cellen. Typiskt sänds radiosignalema som digitalt modulerade radiosignaler.At step 301, samples for the signal-to-interference ratio and associated received signal strength samples for radio signals transmitted on a first radio frequency channel are provided by at least one transmitter operating in the first cell. Typically, the radio signals are transmitted as digitally modulated radio signals.

För åtminstone några av samplen för signal/intererferensförhållande och associerade sampel för mottagen signalstyrka som tillhandahålles vid steg 301 beräknas motsva- rande sampel för interferensnivå vid steg 302. Om en sampel för sig- 10 15 20 25 30 517 040 9 nal/interferensförhållande C/I och en associerad mottagen signalstyrka C båda pre- senteras i logaritmisk form kan motsvarande interferensnivå sampel I beräknas som 1=c-c/1 (1) Grundbruseffektnivån estimeras kontinuerligt vid steg 303 genom att utföra lågpass- filtrering i ett långsamt lågpassfilter, dvs. ett lågpassfilter som har en tidskonstant av åtminstone 5 minuter, av en första sekvens interferensnivåsampel inkluderande åt- minstone några av interferensnivåsamplen som beräknats vid steg 302.For at least some of the signal / interference ratio samples and associated received signal strength samples provided at step 301, the corresponding interference level sample at step 302 is calculated. If a signal / interference ratio sample C / I and an associated received signal strength C are both presented in logarithmic form, the corresponding interference level sample I can be calculated as 1 = cc / 1 (1). a low pass filter having a time constant of at least 5 minutes, of a first sequence interference level sample including at least some of the interference level samples calculated at step 302.

Vid tillämpning av uppﬁnningen för att estimera grundbruseffektnivån för en upp- länkradiofrekvenskanal sänds radiosignalema av en eller ﬂera mobila stationer som opererar i den första cellen och nämnda signaler mottages typiskt av och mätningar på nämnda signaler utföres av en första basstation som betjänar den första cellen.When applying the invention to estimate the basic noise power level of an uplink radio frequency channel, the radio signals are transmitted by one or more mobile stations operating in the first cell and said signals are typically received by and measurements on said signals are performed by a first base station serving the first cell.

Vid uppﬁnningens tillämpning för att estimera grundbruseffektnivån på en nedlänk- radiofrekvenskanal sänds radiosignalema av den första basstationen som betjänar den första cellen och mottages typiskt av en eller ﬂera mobila stationer som opererar i den första cellen. Dessa mobila stationer utför mätningar på de digitalt modulerade radiosignalema som mottagits från den första basstationen och sänder mätarrap- portmeddelanden, t.ex. TIA/EIA-136 Channel Quality Messages (CQM), till radio- kommunikationsnätet inkluderande mätdata, t.ex. mottagen signalstyrka och bitfel- rat, relaterat till dessa radiosignaler.In the application of the invention to estimate the basic noise power level of a downlink radio frequency channel, the radio signals are transmitted by the first base station serving the first cell and are typically received by one or more mobile stations operating in the first cell. These mobile stations perform measurements on the digitally modulated radio signals received from the first base station and send meter report messages, e.g. TIA / EIA-136 Channel Quality Messages (CQM), to the radio communications network including measurement data, e.g. received signal strength and bit error, related to these radio signals.

Företrädesvis inkluderas endast beräknade sampel för interferensnivå, som motsva- rar mottagensignalstyrkesampel under en förutbestämd första effektnivå, i den första sekvensen interferensnivåsampel som lågpassfiltrerats i det långsamma lågpassﬁlt- ret. Anledningen till att ej inkludera några interferenssampel som svarar mot och be- räknats från en signal/interferensförhållandesampel och en associerad mottagen sig- nalstyrka över den förutbestämda första effektnivån är, att för sådana sampelpar är det typiskt inte grundbruset utan temporär interferens av en högre effektstorleksord- 10 15 20 25 vu varv I :se o: : 517 040 10 ning som är den dominanta delen av interferens som bestämmer sig- nal/interferensförhållandet.Preferably, only calculated interference level samples, corresponding to the receive signal strength sample below a predetermined first power level, are included in the first sequence interference level sample filtered in the slow low pass filter. The reason for not including any interference samples corresponding to and calculated from a signal / interference ratio sample and an associated received signal strength above the predetermined first power level is that for such sample pairs it is typically not fundamental noise but temporary interference of a higher power magnitude word. 10 15 20 25 vu turn I: see o:: 517 040 10 which is the dominant part of interference that determines the signal / interference ratio.

När man deﬁnierar den förutbestämda första effektnivån är det lämpligt att balanse- ra önskan att basera estimeringen av grundbruseffekten på ett stort antal interferens- nivåsampel och önskan att undvika att inkludera sampel som huvudsakligen inﬂue- rats av tillfällig högre effektinterferens och inte grundbruset. Den förutbestämda första effektnivån kan ställas in på ett fixerat tröskelvärde, t.ex. 20-30 dB över en typisk grundbruseffektnivå. I en typisk cell i ett TIA/EIA-136 baserat cellulärt nät som använder ett 7/21 cellmönster, kan ett typiskt värde för grundbruseffektnivån vara runt -1 10 dBm och den förutbestämda första effektnivån kan således t.ex. in- ställas på ett värde i området -80 dBm till ~90 dBm. Altemativt kan den förutbe- stämda första effektnivån kontinuerligt justeras i beroende av en aktuell estimering av grundbruseffektnivån. Således kan den förutbestämda första effektnivån exem- pelvis definieras som 20-30 dB över den aktuella estimeringen av grundbruseffekt- nivån.When de-den the predetermined first power level, it is appropriate to balance the desire to base the estimation of the basic noise effect on a large number of interference level samples and the desire to avoid including samples that are mainly ﬂ induced by temporary higher power interference and not the basic noise. The predetermined first power level can be set to a fixed threshold value, e.g. 20-30 dB above a typical basic noise power level. In a typical cell in a TIA / EIA-136 based cellular network using a 7/21 cell pattern, a typical value for the basic noise power level may be around -1 10 dBm and the predetermined first power level may thus e.g. set to a value in the range -80 dBm to ~ 90 dBm. Alternatively, the predetermined first power level can be continuously adjusted depending on a current estimation of the basic noise power level. Thus, the predetermined first power level can, for example, be defined as 20-30 dB above the current estimation of the basic noise power level.

F ig. 4-ﬁg. 6 visar hur utföringsformer av förfaranden enligt uppfinningen kan till- lämpas i det cellulära nätet 101 i ﬁg. 1, och särskilt hur uppfinningen tillämpas i en första cell Cl i det cellulärt nätet 101.F ig. 4-ﬁ g. 6 shows how embodiments of methods according to the invention can be applied in the cellular network 101 in ﬁ g. 1, and in particular how the invention is applied in a first cell C1 in the cellular network 101.

En första exemplifierad utföringsform av ett förfarande enligt uppfinningen för es- timering av grundbruseffektnivå tillämpas på en första tidslucka TSl på en första radiofrekvenskanal RF1 liksom också andra tidslucke-/radiofrekvenskanalkombi- nationer i den första cellens Cl upplänkriktning under det att en andra exempliﬁerad utföringsforrn av ett förfarande enligt uppfinningen för estimering av grundbrusef- fektnivån tillämpas på en andra tidslucka TSl på en andra radiofrekvenskanal RF2 liksom också andra tids1ucke-/radiofrekvenskanalkombinationer i den första cellens Cl nedlänkriktning. 10 15 20 25 30 517 040 11 Fig. 4 visar grundbruseffektnivåestimeringen av den första tidsluckan TS1 på den första radiofrekvenskanalen RF 1 i den första cellens Cl upplänkriktning enligt den exempliﬁerade första utföringsformen av uppfinningen.A first exemplary embodiment of a method according to the invention for estimating basic noise power level is applied to a first time slot TS1 on a first radio frequency channel RF1 as well as other time slot / radio frequency channel combinations in the uplink direction of the first cell C1 while a second exemplary embodiment of a method according to the invention for estimating the basic noise power level is applied to a second time slot TS1 on a second radio frequency channel RF2 as well as other time slot / radio frequency channel combinations in the downlink direction of the first cell C1. Fig. 4 shows the basic noise power level estimation of the first time slot TS1 on the first radio frequency channel RF 1 in the uplink direction of the first cell C1 according to the exemplary first embodiment of the invention.

Vid steg 401 fastställer den första basstationen BS1, som betjänar den första cellen Cl, huruvida den första tidsluckan TSl på den första radiofrekvenskanalen RF 1 för närvarande är ledig, dvs. ingen mobil station som opererar i den första cellen sänder för närvarande någon radiosignal i den första tidsluckan TS1 på den första radiofre- kvenskanalen RF 1 , eller icke.At step 401, the first base station BS1, which serves the first cell C1, determines whether the first time slot TS1 on the first radio frequency channel RF 1 is currently idle, i.e. no mobile station operating in the first cell currently transmits any radio signal in the first time slot TS1 on the first radio frequency channel RF 1, or not.

Om den första tidsluckan TS1 är upptagen (ett alternativt NEJ vid steg 401), dvs. det finns en mobil station i den första cellen Cl som för närvarande sänder en radiosig- nal i den första tidsluckan TS1 på den första radiofrekvenskanalen RF 1, mäter den första basstationen BS1 ett första sampel av bitfelrat (bit error rate, BER) och ett as- socierat sampel för mottagen signalstyrka (SS) vid steg 402.If the first time slot TS1 is occupied (an alternative NO at step 401), ie. there is a mobile station in the first cell C1 which is currently transmitting a radio signal in the first time slot TS1 on the first radio frequency channel RF 1, the first base station BS1 measures a first sample of bit error rate (BER) and an as sociated sample for received signal strength (SS) at step 402.

För att kompensera för effekter av snabb Rayleigh-fading utgör mottagensignal- styrkesamplet ett genomsnitt av mottagen signalstyrka i den första tidsluckan under en period av 0,52 sekunder och BER är likaså ett genomsnitt för mottagen BER un- der samma period av 0,52 sekunder, dvs. samplen baseras på varje förekomst av den första tidsluckan under en period av 0,52 sekunder.To compensate for the effects of fast Rayleigh fading, the received signal strength sample is an average of received signal strength in the first time slot over a period of 0.52 seconds and BER is also an average of received BER during the same period of 0.52 seconds. , i.e. the samples are based on each occurrence of the first time slot for a period of 0.52 seconds.

Vid steg 403 görs en kontroll huruvida effektnivån för mottagensignalstyrkesamplet som uppmätts vid steg 402 ligger under en definierad brytpunktströskel. Brytpunkts- tröskeln är i detta exempliﬁerade utförande vald såsom 30 dB över en aktuell esti- mering av grundbruseffektnivån i den första tidsluckan TS1 på den första radiofre- kvenskanalen RF1.At step 403, a check is made as to whether the power level of the receive signal strength sample measured at step 402 is below a defined breakpoint threshold. In this exemplary embodiment, the breakpoint threshold is selected as 30 dB over a current estimate of the basic noise power level in the first time slot TS1 on the first radio frequency channel RF1.

Om mottagensignalstyrkesamplet ligger över brytpunktströskeln (ett alternativt NEJ vid steg 403), betraktas BER som icke förorsakad av grundbrus och representerar 10 15 20 25 517 040 12 således inte ett mått på grundbruseffektnivån. Således kommer BER-samplet och associerat mottagen si gnalstyrkesampel som uppmätts vid steg 402 icke att användas för att uppdatera grundbruseffektnivåestimeríngen och bearbetningen fortsätter vid steg 401.If the receive signal strength sample is above the breakpoint threshold (an alternative NO at step 403), the BER is not considered to be caused by fundamental noise and thus does not represent a measure of the fundamental noise power level. Thus, the BER sample and associated received signal strength sample measured at step 402 will not be used to update the basic noise power level estimation and processing continues at step 401.

Om mottagensignalstyrkesamplet ligger under brytpunktströskeln (ett altemativt JA vid steg 403), översätter den första basstationen BSl BER-samplet, uppmätt vid steg 402, till ett motsvarande signal/interferensförhållande (C/I)-sampel vid steg 404. Översättningen kan exempelvis utföras i enlighet med tabell 1 här nedan.If the receive signal strength sample is below the breakpoint threshold (an alternative YES at step 403), the first base station BS1 translates the BER sample, measured at step 402, to a corresponding signal / interference ratio (C / I) sample at step 404. The translation can be performed, for example, in in accordance with Table 1 below.

BER-klass BER C/I 0 < 0,01% 37 dB 1 0,01-0,1% 29 dB 2 0,1-0,5% 23 dB 3 0,5-1% 18 dB 4 1-2% 14 dB 5 2-4% 10,5 dB 6 6-8% 7 dB 7 > 8% 3 dB Tabell 1 Vid steg 405 beräknas en interferensnivåsampel från den signal/interferensnivå- sampel som skapats vid steg 404 och det associerade mottagensignalstyrkesamplet uppmätt vid steg 402. Interferensnivåsamplet beräknas företrädesvis i enlighet med uttrycket ( 1 ).BER class BER C / I 0 <0.01% 37 dB 1 0.01-0.1% 29 dB 2 0.1-0.5% 23 dB 3 0.5-1% 18 dB 4 1-2 % 14 dB 5 2-4% 10.5 dB 6 6-8% 7 dB 7> 8% 3 dB Table 1 At step 405, an interference level sample is calculated from the signal / interference level sample created at step 404 and the associated receive signal strength sample measured at step 402. The interference level sample is preferably calculated according to the expression (1).

Vid steg 406 inmatas det interferenssampel som beräknats vid steg 405 till ett lång- samt lågpassﬁlter som har en tidskonstant av typiskt 30 minuter. 10 15 20 25 517 040 13 Om den första tidsluckan TS1 på den första radiofrekvenskanalen RF 1 beﬁnns vara ledig vid steg 401 (ett alternativt JA vid steg 401), mäter den första basstationen BS1 ett sampel av vilotillståndsmottagen signalstyrka (SS) vid steg 407. För att kompensera för effekter av snabb Rayleigh-fading är det vilotillståndsmottagna- signalstyrkesamplet ett genomsnitt av mottagen signalstyrka i den första tidsluckan för en period av 0,52 sekunder.At step 406, the interference sample calculated at step 405 is input to a slow and low pass filter having a time constant of typically 30 minutes. If the first time slot TS1 on the first radio frequency channel RF 1 is found to be idle at step 401 (an alternative YES at step 401), the first base station BS1 measures a sample of idle signal strength (SS) at step 407. To compensate for the effects of fast Rayleigh fading, the idle received signal strength sample is an average of received signal strength in the first time slot for a period of 0.52 seconds.

Vid steg 408 utföres en kontroll huruvida effektnívån för vilotillståndsmottagen- signalstyrkesamplet uppmätt vid steg 407 ligger under en definierad brytpunktströs- kel. Brytpunktströskeln är i detta exempliﬁerade utförande utvald såsom 30 dB över en aktuell estimering av grundbruseffektnivån på upplänkradiofrekvenskanalen.At step 408, a check is made as to whether the power level of the idle receive signal strength sample measured at step 407 is below a defined breakpoint threshold. In this exemplary embodiment, the breakpoint threshold is selected as 30 dB over a current estimate of the basic noise power level on the uplink radio frequency channel.

Om vilotillståndsmottagensignalstyrkesamplet ligger över brytpunktströskeln (ett altemativt NEJ vid steg 408), betraktas den mottagna signalstyrkan som icke varan- de ett sampel av grundbruseffektnivån och representerar således inte ett mått på grundbruseffektnivån. Följaktligen kommer vilotillståndsmottagensignalstyrke- samplet, uppmätt vid steg 408, icke att användas för att uppdatera grundbruseffekt- nivâestimeringen och bearbetningen fortsätter vid steg 401.If the idle state received signal strength sample is above the breakpoint threshold (an alternative NO at step 408), the received signal strength is considered not to be a sample of the basic noise power level and thus does not represent a measure of the basic noise power level. Consequently, the idle state signal strength sample, measured at step 408, will not be used to update the basic noise power level estimation and processing continues at step 401.

Om vilotillståndsmottagensignalstyrkesamplet ligger under brytpunktströskeln (ett altemativt JA vid steg 408), kommer vilotillståndsmottagensignalstyrkesamplet, uppmätt vid steg 407, att inmatas till det långsamma lågpassﬁltret vid steg 409.If the idle state signal strength sample is below the breakpoint threshold (an alternative YES at step 408), the idle state signal strength sample, measured at step 407, will be input to the slow low pass filter at step 409.

Efter stegen 406 eller 409 bearbetningen återgår till steg 401.After step 406 or 409, processing returns to step 401.

Den procedur som illustreras i ﬁg. 4 och som beskrivits här ovan utföres separat för varje tidslucka på varje upplänkradiofrekvenskanal som är tilldelad fysiska kanaler som används som digitala traﬁkkanaler i den första cellen Cl. 10 15 20 25 30 517 040 14 Fig. 5 visar grundbruseffektnivåestimeringen av den andra tidsluckan TS2 på den andra radiofrekvenskanalen RF2 i den första cellens Cl nedlänkriktning i enlighet med det exempliﬁerade andra utförandet av uppfinningen.The procedure illustrated in ﬁ g. 4 and as described above is performed separately for each time slot on each uplink radio frequency channel assigned to physical channels used as digital traction channels in the first cell C1. Fig. 5 shows the basic noise power level estimation of the second time slot TS2 on the second radio frequency channel RF2 in the downlink direction of the first cell C1 in accordance with the exemplary second embodiment of the invention.

En mobil station, t.ex. den mobila stationen MS1, som har tilldelats en digital traﬁk- kanal avbildad på den andra tidsluckan TS2 på den andra radiofrekvenskanalen RF2, mäter sampel av bitfelrat (BER) och associerade sampel av mottagen nedlänk- signalstyrka (SS) för radiosignaler som mottagits från den första basstationen BS1 i den andra tidsluckan TS2. För att kompensera för effekter av snabb Rayleigh-fading mäts varje bitfelratsampel och associerad mottagen nedlänksignalstyrkesampel så- som genomsnittsvården under en period av 1 sekund, dvs. samplen baseras på varje förekomst av den andra tidsluckan TS2 under en tidsperiod av 1 sekund. De upp- mätta bitfelrat och signalstyrkesamplen rapporteras till den första basstationen BS1 i ett kanalkvalitetsmeddelande (channel quality message, CQM) på en långsam, asso- cierad styrkanaldel (slow associated control channel) av den digital traﬁkkanalen.A mobile station, e.g. the mobile station MS1, which has been assigned a digital tracking channel mapped to the second time slot TS2 on the second radio frequency channel RF2, measures samples of bit error rate (BER) and associated samples of received downlink signal strength (SS) for radio signals received from the first the base station BS1 in the second time slot TS2. To compensate for the effects of fast Rayleigh fading, each bit error rate sample and associated received downlink signal strength sample is measured as the average care over a period of 1 second, i.e. the samples are based on each occurrence of the second time slot TS2 for a time period of 1 second. The measured bit errors and signal strength samples are reported to the first base station BS1 in a channel quality message (CQM) on a slow, associated control channel part (slow associated control channel) of the digital traction channel.

Den beskrivna bitfelrat- och si gnalstyrke-mätningen samt rapporteringen är väl kän- da för en fackrnan inom området som del av den mobil assisterade hand-off funktio- nen i TIA/EIA-136.The described bit error rate and signal strength measurement as well as the reporting are well known to a person skilled in the art as part of the mobile assisted hand-off function in TIA / EIA-136.

Vid steg 501 i ﬁg. 5 mottar den första basstationen BS1 ett kanalkvalitetsmeddelan- de som innehåller måtdata inkluderande en bitfelratsampel och associerad nedlänk- mottagen signalstyrkesampel rapporterad av den mobila stationen MSI för radiosig- naler sända av den första basstationen BS1 i den andra tidsluckan TS2 på den andra radiofrekvenskanalen RF2.At step 501 in ﬁ g. 5, the first base station BS1 receives a channel quality message containing measurement data including a bit error rate sample and associated downlink received signal strength sample reported by the mobile station MSI for radio signals transmitted by the first base station BS1 in the second time slot TS2 on the second radio frequency channel RF2.

Vid steg 502 utföres en kontroll huruvida effektnivån för det nedlänkmottagna samplet som mottagits i kanalkvalitetsmeddelandet ligger under en definierad bryt- punktströskel. Brytpunktströskeln är i detta exempliﬁerade utförande vald såsom 30 dB över en aktuell estimering av grundbruseffektnivån i den andra tidsluckan TS2 på den andra radiofrekvenskanalen RF 2. 10 15 20 25 30 517 040 15 Om mottagensignalstyrkesamplet ligger över brytpunktströskeln (ett altemativt NEJ vid steg 502), betraktas BER icke såsom förorsakad av grundbrus och representerar således inte ett mått på grundbruseffektnivån. Följaktligen används inte BER- samplet och associerad mottagen signalstyrkesampel, som mottagits i kanalkvalitet- meddelandet vid steg 501 för att uppdatera estimeringen av grundbruseffektnivån och proceduren fortsätter vid steg 501.At step 502, a check is made as to whether the power level of the downlink received sample received in the channel quality message is below a defined breakpoint threshold. The breakpoint threshold in this exemplary embodiment is selected as 30 dB over a current estimation of the basic noise power level in the second time slot TS2 on the second radio frequency channel RF 2. If the receive signal strength sample is above the breakpoint threshold (an alternative NO at step 502) BER is not considered to be caused by basic noise and thus does not represent a measure of the basic noise power level. Accordingly, the BER sample and associated received signal strength sample received in the channel quality message at step 501 are not used to update the basic noise power level estimation and the procedure continues at step 501.

Om nedlänkmottagensignalstyrkesamplet ligger under brytpunktströskeln (ett alter- nativt JA vid steg 502), översätter den första basstationen BS1 BER-samplet som mottagits i kanalkvalitetsmeddelandet vid steg 501, till ett motsvarande sampel för signal/interferensförhållandet (C/I) vid steg 404. Översättningen kan exempelvis ut- föras i enlighet med tabell l .If the downlink receive signal strength sample is below the breakpoint threshold (an alternative YES at step 502), the first base station BS1 translates the BER sample received in the channel quality message at step 501 to a corresponding sample / interference ratio (C / I) sample at step 404. can be performed, for example, in accordance with Table 1.

Vid steg 504 beräknas en interferensnivåsampel från signal/interferenssamplet som skapats vid steg 503 och det associerade nedlänksamplet mottaget i kanalkvalitets- meddelandet vid steg 501. Interferensnivåsamplet beräknas företrädesvis i enlighet med uttrycket (1).At step 504, an interference level sample is calculated from the signal / interference sample created at step 503 and the associated downlink sample received in the channel quality message at step 501. The interference level sample is preferably calculated according to the expression (1).

Vid steg 505 inmatas det vid steg 504 beräknade interferensnivåsamplet till ett lång- samt lågpassﬁlter som har en tidskonstant av typiskt 30 minuter.At step 505, the interference level sample calculated at step 504 is input to a slow and low pass filter having a time constant of typically 30 minutes.

Den procedur som återges i ﬁg. 5 och som ovan beskrivits utföres separat för varje tidslucka på varje nedlänkradiofrekvenskanal som är tilldelad fysiska kanaler an- vända som digitala traﬁkkanaler i den första cellen Cl.The procedure given in ﬁ g. 5 and as described above is performed separately for each time slot on each downlink radio frequency channel assigned to physical channels used as digital traction channels in the first cell C1.

Fig. 6 visar hur grundbruseffektnivåestimeringar, estimerade i enlighet med ﬁg. 4 eller ﬁg. 5, kan användas för automatisk intrimning av signalstyrketrösklar i det cellulära nätet 101 i ﬁg. 1 och särskilt för avstämning av signalstyrketrösklar i den första basstationen BS1. 10 15 20 25 517 040 16 Vid steg 601 avläses den aktuella estimeringen av grundbruseffektnivån i en sär- skild tidslucka på en särskild radiofrekvenskanal från utgången på det långsamma lågpassfiltret associerat med nämnda tidslucka och radiofrekvenskanalkombination.Fig. 6 shows how basic noise power level estimates, estimated in accordance with ﬁ g. 4 or ﬁ g. 5, can be used for automatic tuning of signal strength thresholds in the cellular network 101 in ﬁ g. 1 and in particular for tuning signal strength thresholds in the first base station BS1. 10 15 20 25 517 040 16 At step 601, the current estimation of the basic noise power level in a particular time slot on a particular radio frequency channel is read from the output of the slow low pass filter associated with said time slot and radio frequency channel combination.

Vid steg 602 inställs åtminstone en signalstyrketröskel automatiskt i beroende av den estimerade grundbruseffektnivån.At step 602, at least one signal strength threshold is set automatically depending on the estimated basic noise power level.

Efter steg 602 återgår bearbetningen till steg 601.After step 602, the processing returns to step 601.

Förfarandet för avstämning av signalstyrketrösklar som åskådliggöres i ﬁg. 6 kan exempelvis användas för avstämning av signalstyrketrösklar som deﬁnierar lägsta signalstyrka i upplänken eller nedlänken som krävs för att genomföra intracell hand- off.The procedure for tuning signal strength thresholds illustrated in ﬁ g. 6 can be used, for example, to tune signal strength thresholds as they ﬁ minimize the uplink or downlink signal strength required to perform intracell hand-off.

Som ett annat exempel så kan det förfarande som återges i ﬁg. 6 användas för av- stämning av signalstyrketrösklar som deﬁnierar en lägsta effektnivå för nedlänk- eller upplänkeffektstyming.As another example, the procedure set forth in ﬁ g. 6 can be used to tune signal strength thresholds as they ﬁ deny a minimum power level for downlink or uplink power control.

Fig. 7 visar i ett schematiskt blockschema logiska funktionsblock i den första bas- stationen BSl som implementerar förfarandena som återges i ﬁg. 4-6.Fig. 7 shows in a schematic block diagram logical function blocks in the first base station BS1 which implement the methods shown in ﬁ g. 4-6.

Den första basstationen BS1 innefattar ett signalmätblock 701, ett mätrapportmotta- gande block 702, ett väljarblock 703, ett översättarblock 704, ett beräkningsblock 705, ett estimatorblock 706 och ett tröskelhanterarblock 707.The first base station BS1 includes a signal measurement block 701, a measurement report receiving block 702, a selector block 703, a translator block 704, a calculation block 705, an estimator block 706, and a threshold handler block 707.

Signalmätblocket 701 genomför signalmätningar i såväl upptaget som vilo tillstånd i tidsluckor på upplänkradiofrekvenskanaler, t.ex. den första tidsluckan TS1 på den första radiofrekvenskanalen RF1. För mätningar i upptaget tillstånd mäter och ut- matar signalmätaren 701 sampelpar 710 av bitfelratsampel och associerade signal- 10 15 20 25 30 517 040 17 styrkesampel. För mätningar i vílotillstånd mäter signalmätaren signalstyrkesampel 711 i vílotillstånd och matar ut dessa.The signal measurement block 701 performs signal measurements in both busy and idle states in time slots on uplink radio frequency channels, e.g. the first time slot TS1 on the first radio frequency channel RF1. For busy state measurements, the signal meter 701 measures and outputs sample pairs 710 of bit error rate samples and associated signal samples. For in-state measurements, the signal meter measures signal strength sample 711 in in-state and outputs these.

Mätrapportmottagarblocket 702 mottager mätrapportmeddelanden 721, dvs. Chan- nel Quality Measurement (CQM)-meddelanden, rapporterande mätresultat av måt- ningar genomförda av mobila stationer som opererar inom den första cellen C1 och inkluderande sampel av bitfelrat och associerad mottagen signalstyrka för nedlänk- radiofrekvenskanaler i den forsta cellen Cl såsom den andra radiofrekvenskanalen RF2. Mätrapportmottagarblocket 702 extraherar dessa sampel av bitfelrat och asso- cierad mottagen signalstyrka och tillhandahåller dem som utdatasampelpar 712.Measurement report receiver block 702 receives measurement report messages 721, i.e. Channel Quality Measurement (CQM) messages, reporting measurement results of measurements performed by mobile stations operating within the first cell C1 and including samples of bit error rate and associated received signal strength for downlink radio frequency channels in the first cell C1 as the second radio frequency channel RF2. The measurement report receiver block 702 extracts these samples of bit error rate and associated received signal strength and provides them as output sample pairs 712.

Väljarblocket 703 mottager utdata 710-712 från signalmätblocket 701 och mätrap- portmottagarblocket 702. Välj arblocket 703 väljer vilka upplänksampelpar 710 och upplänkvilotillståndsignalstyrkesampel 711 som skall användas som en bas för es- timering av grundbruseffektnivåer i upplänkriktningen samt också vilka nedlänk- sampelpar 712 som skall användas som en bas för estimering av grundbruseffekt- nivåer i nedlänkriktningen. I detta exempliﬁerade utförande väljer Väljarblocket 703 att använda alla signalstyrkesampel 711 i vílotillstånd och alla upplänk- och ned- länksarnpelpar 710, 712 som har en mottagen signalstyrka under 30 dB över en ak- tuell estimering av resp. grundbruseffektnivå. Alla andra signalstyrkesampel i levilo- tillstånd och sampelpar 710, 712 kasseras. Väljarblocket 703 tillhandahåller estime- ringsblocket 706 de utvalda signalstyrkesamplen 711 i ledigt tillstånd under det att de utvalda upplänksampelparen 710 och de utvalda nedlänksampelparen 712 ges till Översättarblocket 704. Översättarblocket 704 översätter bitfelratsamplen i upplänk- och nedlänksampelpa- ren 710, 712 till motsvarande signal/interferensförhållandesampel. För varje upp- länksampelpar 710 som mottagits av Översättarblocket 704 tillhandahåller översät- tarblocket 704 ett motsvarande sampelpar 713 för si gnal/interferensförhållande och associerad mottagen signalstyrka under det att för varje nedlänksampelpar 712 som 10 15 20 25 30 517 040 18 mottagits av översättarblocket 704 tillhandahåller översättarblocket 704 ett motsva- rande sampelpar 714 för nedlänksignal/interferensförhållandet och associerad mot- tagen signalstyrka.Selector block 703 receives output 710-712 from signal measurement block 701 and measurement report receiver block 702. Select work block 703 selects which uplink sample pairs 710 and uplink state signal strength sample 711 to be used as a basis for estimating base noise power angles. as a basis for estimating basic noise power levels in the downlink direction. In this exemplary embodiment, the Selector Block 703 chooses to use all signal strength samples 711 in the idle state and all uplink and downlink filing pairs 710, 712 which have a received signal strength below 30 dB over an actual estimation of resp. basic noise power level. All other signal strength samples in levilo state and sample pairs 710, 712 are discarded. Selector block 703 provides the estimation block 706 to the selected signal strength samples 711 in idle state while the selected uplink sample pairs 710 and the selected downlink sample pairs 712 are provided to the translator block 704. The translator block 704 translates the bit error rate sample in the uplink and interlink link . For each uplink sample pair 710 received by the translator block 704, the translator block 704 provides a corresponding sample / interference ratio sample pair 713 and associated received signal strength while for each downlink sample pair 712 received by the translator 704 provided by the translator block 704. the translator block 704 a corresponding sample pair 714 for the downlink signal / interference ratio and associated received signal strength.

Beräkningsblocket 705 beräknar interferensnivåsampel 715 och 716 respektive från upplänksampelparen 713 och nedlänksampelparen 714 som det mottar från översät- tarblocket 704. Beräkningsblocket 705 beräknar interferenssampel 715-716 i enlig- het med uttrycket (1).Calculation block 705 calculates interference level samples 715 and 716 from the uplink sample pairs 713 and the downlink sample pairs 714 that it receives from the translator block 704. Calculation block 705 calculates interference samples 715-716 according to the expression (1).

Estimatorblocket 706 innefattar ett antal långsamma lågpassﬁlter som vardera har en tidskonstant av 30 minuter. Det finns ett lågpassﬁlter för varje separat grund- bruseffektnivå som estimeras. Estimatorblocket 706 innefattar således t.ex. ett första lågpassﬁlter 708 associerat med den forsta tidsluckan TS1 på den forsta radiofre- kvenskanalen RFI och ett andra lågpassﬁlter 709 associerat med den andra tids- luckan TS2 på den andra radiofrekvenskanalen RF2. Ett lågpassﬁlter associerat med en tidslucka på en upplänkradiofrekvenskanal, t.ex. det första lågpassﬁltret 708, ge- nomfor lågpassﬁltrering av en sekvens av interferensnivåsampel inkluderande be- räknade interferensnivåsampel 715 som mottagits från beräkningsblocket 705 samt även vilotillstândmottagensignalstyrkesampel 711 som mottagits från väljarblocket 703. Ett lågpassﬁlter associerat med en tidslucka på en nedlänkradiofrekvenskanal, t.ex. det andra lågpassﬁltret 709, genomför lågpassﬁltrering av en sekvens av inter- ferensnivåsampel inkluderande endast beräknade interferensnivåsampel 716 som mottagits från beräkningsblocket 705.The estimator block 706 includes a number of slow low passes, each having a time constant of 30 minutes. There is a low pass filter for each separate basic noise power level that is estimated. The estimator block 706 thus comprises e.g. a first low pass filter 708 associated with the first time slot TS1 on the first radio frequency channel RFI and a second low pass filter 709 associated with the second time slot TS2 on the second radio frequency channel RF2. A low pass filter associated with a time slot on an uplink radio frequency channel, e.g. the first low pass filter 708, by low pass filtering a sequence of interference level samples including calculated interference level samples 715 received from the calculation block 705 and also the idle state receive signal strength sample 711 received from the selector block below a time slot including a low pass rate. the second low pass filter 709, performs low pass filtering of a sequence of interference level samples including only calculated interference level samples 716 received from the calculation block 705.

Estimeringama av grundbruseffektnivån tillhandahålles som utdata från resp. låg- passﬁlter. Det första lågpassﬁltret 708 tillhandahåller således en estimering 717 av grundbruseffektnivån i den första tidsluckan på den första radiofrekvenskanalen i upplänkriktningen under det att lågpassﬁltret 709 tillhandahåller en estimering 718 av grundbruseffektnivån i den andra tidsluckan på den andra radiofrekvenskanalen i nedlänkriktningen. 10 15 20 25 517 040 19 Tröskelhanterarblocket 707 inställer signalstyrketröskelvärden 719-720 i basstatio- nen BS1 i beroende av aktuella estimeringar av grundbruseffektnivåer tillhandahåll- na av estimatorblocket 706.The estimates of the basic noise power level are provided as output data from resp. low-pass ﬁ lter. Thus, the first low pass filter 708 provides an estimation 717 of the basic noise power level in the first time slot of the first radio frequency channel in the uplink direction while the low pass filter 709 provides an estimation 718 of the basic noise power level in the second time slot of the second radio frequency channel downstream. 10 15 20 25 517 040 19 Threshold handler block 707 sets signal strength thresholds 719-720 in base station BS1 depending on current estimates of basic noise power levels provided by estimator block 706.

Signalmätblocket 701 och mätrapportmottagarblocket 702 tillsammans med över- sättarblocket 704 fungerar som sampeltillhandahållande medel för att tillhandahålla upplänk- och nedlänksampelparen 713-714.The signal measurement block 701 and the measurement report receiver block 702 together with the translator block 704 act as sample providing means for providing the uplink and downlink sample pairs 713-714.

Väljarblocket 703 fungerar som ett sampelselekterande organ som styr vilka interfe- rensnivåsampel som är inkluderade i sekvensen sampel som används som indata till respektive långsamt lågpassﬁlter.The selector block 703 functions as a sample selecting means that controls which interference level samples are included in the sequence sample used as input to the respective slow low pass filter.

Förutom de exempliﬁerade utföringsformerna av uppﬁnningen som beskrivits här ovan ﬁnns det ﬂera sätt att tillhandahålla omarrangemang, modiﬁkationer och ut- byten av det forsta utförandet som resulterar i ytterligare utföringsformer av uppﬁn- ningen.In addition to the exemplary embodiments of the invention described above, there are ways to provide rearrangements, modifications, and replacements of the first embodiment that result in further embodiments of the invention.

Istället för att fastställa individuella estimat av gmndbruseffekt för varje individuell tidslucka på en radiofrekvenskanal, såsom beskrivits här ovan, kan ett enda grund- brusestimat fastställas for radiofrekvenskanalen genom att använda interferensnivå- sampel från ﬂera eller samtliga tidsluckor på radiofrekvenskanalen som indata till ett enda långsamt lågpassﬁlter. På liknande sätt kan ett grundbruseffektnivåestimat som är gemensamt för ett ﬂertal radiofrekvenskanaler tillhandahållas genom att in- kludera interferensnivåsampel som är härledda från nämnda ﬂertal olika radiofre- kvenskanaler som indata till ett enda gemensamt lågpassﬁlter. Men då grundbrusef- fektnivån kan variera från tidslucka till tidslucka fastställs lämpligen separata grundbruseffektnivåestimat för varje tidslucka. 10 517 040 20 Istället för att fastställa signal/interferensförhållanden genom att mäta bitfelrater och översätta bitfelratema till motsvarande signal/interferensförhållanden kan antingen sígnal/interferensforhållandena mätas direkt eller kan andra signalkvalitetsmått, så- som ramutradcringsrat (frame erasure rate), ordfelrat (word error rate) eller skur- kvalitet (burst quality) mätas och översättas till motsvarande signal/interferensfór- hållanden. Notera att det nya TIA/EIA-l36 Extended Channel Quality Message stö- der rapporteringen av ﬂera olika signalkvalitetsmått.Instead of determining individual estimates of the mean noise power for each individual time slot on a radio frequency channel, as described above, a single fundamental noise estimate can be determined for the radio frequency channel by using interference level samples from one or all time slots on the radio frequency channel. . Similarly, a basic noise power level estimate common to a number of radio frequency channels can be provided by including interference level samples derived from said number of different radio frequency channels as input to a single common low pass filter. However, as the basic noise power level can vary from time slot to time slot, separate basic noise power level estimates are suitably established for each time slot. 10 517 040 20 Instead of determining signal / interference ratios by measuring bit error rates and translating the bit error rates to the corresponding signal / interference ratios, either the signal / interference ratios can be measured directly or other signal quality measures, such as frame erasure word, error rate. ) or burst quality is measured and translated to the corresponding signal / interference conditions. Note that the new TIA / EIA-l36 Extended Channel Quality Message supports the reporting of olika your various signal quality measures.

En fackman inom området inser att tillämpning av uppfinningen icke på något sätt är begränsad endast till cellulära radiokommunikationsnät som överensstämmer med EIA/TIA-l36-speciﬁkationer. Uppﬁnningen är således även tillämpbar i cellulära nät som ansluter sig till exempelvis GSM- eller FDC-specifikationerna.One skilled in the art will recognize that the application of the invention is in no way limited to cellular radio communication networks that conform to EIA / TIA-136 specifications. The invention is thus also applicable in cellular networks that adhere to, for example, the GSM or FDC specifications.

Claims

10 15 20 25 517 040 21 PATENT REQUIREMENTS

A method for continuously estimating a fundamental noise power level (717, 718) in a first cell (C1) in a cellular radio communication network (101), the method comprising the steps of: providing (301) samples on signal / interference ratio and associated samples on received signal strength for radio signals transmitted on a first radio frequency channel (RF 1, RF2) by at least one transmitter (MSI, MS2, BS1) operating in the first cell; for at least some of the provided samples on signal / interference ratio and associated samples of received signal strength (713, 714), calculate (302) the corresponding interference level sample (71 5, 71 6); continuously estimating (303) the basic noise power level (717, 718) by performing low pass filtering of a first sequence interference level sample (711/715, 716) including at least some of the calculated interference level samples (715, 716) in a slow low pass filter (708). , 709).

The method of claim 1, wherein the calculated interference level samples (715, 716) included in the first sequence of interference level samples include only interference level samples corresponding to the received signal strength sample below a predetermined first power level.

A method according to claim 2, wherein the predetermined first power level is regulated continuously depending on a current estimation of the basic noise power level.

A method according to claim 2, wherein the predetermined first power level is set to an ﬁxerted threshold value. 10 15 20 25 30 517 040 22

A method according to any one of claims 1-4, wherein the first radio frequency channel (RFI) is an uplink radio frequency channel and the radio signals are transmitted by at least one mobile station (MS1, MS2) operating in the first cell (C1).

The method of claim 5, wherein the sampling providing step includes receiving in the first cell (C1) the radio signals transmitted on the first radio frequency channel (RF 1) and performing measurements (402) on said radio signals.

The method of claim 6, wherein the signal-to-interference ratio sample is provided by performing signal-to-interference ratio measurements on the radio signals received on the first radio frequency channel (RFI).

The method of claim 6, wherein the radio signals transmitted by the at least one mobile station (MSI, MS2) are digitally modulated radio signals and the signal-to-interference ratio samples are provided by performing (402) bit error rate scans on the digitally modulated radio signals received. on the first radio frequency channel (RF 1) and translate (404) the measured bit error rates to the corresponding signal / interference ratios.

The method of any of claims 5-8, wherein the method further comprises the steps of: measuring (407) samples (711) of idle signal strength of the first radio frequency channel when the first radio frequency channel (RF 1) is idle; including at least some of the measured idle state receive signal strength samples (711) in the first sequence of interference level samples.

The method of claim 9, wherein the idle receive signal strength sample (711) included in the first sequence of interference level sample includes only the idle receive signal strength sample below a predetermined second power level. 10 15 20 25 30 517 040 - '* 23

A method according to claim 10, wherein the predetermined second power level is continuously adjusted depending on the current estimation of the ground noise power level.

A method according to claim 10, wherein the predetermined second power level is set to an ﬁxerted threshold value.

A method according to any one of claims 1-4, wherein the first radio frequency channel is a downlink radio frequency channel (RF2) and the radio signals are transmitted by a first base station (BS1) in the radio communication network (101) serving the first cell (C1).

The method of claim 13, wherein the sample providing step includes: receiving (501) measurement report messages (721) including measurement data information (712) regarding the radio signals transmitted on the first radio frequency channel (RF2) by the first base station (BS1), wherein the measurement report messages (721) are transmitted to the radio communication network (101) by at least one mobile station (MSI, MS2) operating in the first cell (C1), receiving at least some of the transmitted radio signals and performing measurements on the received radio signals.

The method of claim 14, wherein the sample for the signal-to-interference ratio is provided by extracting from the measurement data information samples of the signal / interference ratio measured by the at least one mobile station and included in the measurement data information.

The method of claim 14, wherein the radio signals transmitted by the first base station (BS 1) are digitally modulated radio signals and the sample / interference ratio samples are provided by extracting from the measurement data information bit error rates measured by the at least one mobile station and included in the measurement data information and translate the extracted bit error rates to the corresponding signal / interference ratio. 10 15 20 25 517 040 gi; -1 - 24

A method according to any one of claims 1-7 or claims 9-15, wherein the radio signals are transmitted on the first radio frequency channel (RF1, RF 2) by the at least one transmitter (MSI, MS2, BS1) operating in the first cell (Cl) are digitally modulated radio signals.

A method according to any one of claims 1-17, wherein the slow low pass (708, 709) has a time constant of at least 5 minutes.

A method according to any one of claims 1 to 18 for providing a basic noise power level estimation common to a number of radio frequency channels in the first cell, wherein the first sequence interference level sample includes interference level samples derived from said number of different radio frequency channels in the first cell.

A method according to any one of claims 1-18 for estimating a fundamental noise power level of the first radio frequency channel (RFI, RF2) in the first cell (C1), wherein the first sequence interference level sample includes only interference level samples (711/715, 716) derived from the first radio frequency channel (RF 1, RF2).

A method according to claim 20, wherein the cellular radio communication network (101) is a time division access network based in which communication on the first radio frequency channel (RF1, RF2) takes place in one of a number of time slots (TS1, TS2) denoted in a TDMA frame structure and at which separate basic noise power level estimates are provided separately for each individual time slot (TS1, TS2) by performing the mentioned process steps separately for each different time slot.

A method for setting signal strength thresholds in a cellular radio communication network (101), wherein a method according to any one of claims 1-21 is used to estimate (601) a fundamental noise level (717, 718) in a first cell (C1). ) and automatically set (602) at least one signal strength threshold (719, 720) in the cellular radio communication network (101) depending on the estimated basic noise power level (717, 718).

A cellular radio communication network (101) comprising: sample providing means (701, 702, 704) arranged to provide signal / interference ratio samples and associated received signal strength samples for radio signals transmitted on a first radio frequency channel (RFI, RF2 s) of at least one MS1, MS2, BS1) operating in the first cell (Cl); computing means (705) arranged to calculate for at least some of the provided signal-to-interference ratio samples and associated samples of received signal strength corresponding interference level samples (715, 716); a slow low pass filter (708, 709) arranged to continuously estimate a fundamental noise power level (717, 718) in the first cell (C1) by performing a low pass filtering of a first sequence interference level sample (711/715, 716) including at least some of the calculated interference level samples (715, 716).

The cellular radio communication network (101) of claim 23, wherein the radio communication network (101) includes sample selecting means (703) arranged to control which interference level samples (715, 716) are included in the first sequence interference level sample.

The cellular radio communication network (101) of claim 24, wherein only the interference level sample (715, 716) corresponding to the received signal strength sample below a predetermined first power level is included in the first sequence interference level sample.

The cellular radio communication network (101) of claim 25, wherein the predetermined first power level is continuously adjusted depending on a current estimation of the basic noise power level. 10 15 20 25 517 040 26

The cellular radio communication network (101) of claim 25, wherein the predetermined first power level is set to a fixed threshold value.

A cellular radio communication network (101) according to any one of claims 23-27, wherein the radio signals transmitted on the first radio frequency channel (RFI, RF2) by at least one transmitter (MSI, MS2, BS1) operating in the first cell ( Cl) are digitally modulated radio signals.

A cellular radio communication network (101) according to any one of claims 23-28, wherein the first radio frequency channel (RFI) is an uplink radio frequency channel and the radio signals are transmitted by at least one mobile station (MSI, MS2) operating in the first cell (C1). .

A cellular radio communication network (101) according to any one of claims 23-28, wherein the first radio frequency channel (RF2) is a downlink radio frequency channel and the radio signals are transmitted by a first base station (BS1) in the radio communication network (101) serving the first cell (C1). ).

A cellular radio communication network (101) according to any one of claims 23-30, wherein the slow low pass filter (708, 709) has a time constant of at least 5 minutes.

A cellular radio communication network (101) according to any one of claims 23-31, wherein the cellular radio communication network (101) comprises tuning means (707) arranged to set at least one signal strength threshold (719, 720) in the cellular radio communication network (101 ) depending on the basic noise power level (717, 718) estimated by the slow low pass filter (708, 809).