SE517040C2 - Förfarande för att estimera grundbruseffektnivåer och inställning av signalstyrketrösklar - Google Patents

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.

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.

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.

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.

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.

Ytterligare ett annat syfte med några av utförandena enligt uppfinningen är att möj- liggöra ett cellulärt radiokommunikationsnät att estimera grundbruseffektnivåer hos nedlänkradiofrekvenskanaler.

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.

En fördel som erbjuds av uppfinningen är att mera tillförlitliga uppskattningar av en grundbruseffektnivå i en cell kan åstadkommas under högtrafiktimmar.

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.

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.

Uppñnningen kommer nu att beskrivas mera i detalj med hänvisning till exemplifie- rade utföranden av denna och även med hänvisning till de bifogade rítningarna.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 är en vy som visar ett radiokommunikationssystem som innefattar ett ccllulärt nät och mobila stationer.

Fig. 2 är ett diagram som visar interferenseffekt på en radiofrekvenskanal.

Fig. 3 är ett flödesschema som illustrerar ett grundläggande förfarande enligt upp- finningen för att estimera en grundbruseffektnivå.

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. 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. 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. 7 är ett schematiskt blockschcma som visar funktionsblock i en första basstation och som implementerar förfarandena visade i ñg. 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).

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.

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.

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.

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.

Det finns ett antal problem som är förbundna med den nuvarande praxisen att esti- mera grundbruseffektnivån och ställa in tröskelparametrar för ett radiokommunika- tionsnät.

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.

Ytterligare ett annat problem är att det inte är möjligt för ett cellulärt nät att estimera grundbruseffektnivån för nedlänkradiofrekvenskanaler.

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.

Olika utföringsfonner av uppfinningen är inriktade på ovan angivna problem.

Fig. 3 illustrerar ett grundförfarande enligt uppfinningen för att estimera en grund- bruseffektnivån i en första cell i ett cellulärt nät.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 ).

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.

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.

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.

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.

Efter stegen 406 eller 409 bearbetningen återgår till steg 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.

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.

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.

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.

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.

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 .

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).

Vid steg 505 inmatas det vid steg 504 beräknade interferensnivåsamplet till ett lång- samt lågpassfilter som har en tidskonstant av typiskt 30 minuter.

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.

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.

Vid steg 602 inställs åtminstone en signalstyrketröskel automatiskt i beroende av den estimerade grundbruseffektnivån.

Efter steg 602 återgår bearbetningen till steg 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.

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.

Fig. 7 visar i ett schematiskt blockschema logiska funktionsblock i den första bas- stationen BSl som implementerar förfarandena som återges i fig. 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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

Signalmätblocket 701 och mätrapportmottagarblocket 702 tillsammans med över- sättarblocket 704 fungerar som sampeltillhandahållande medel för att tillhandahålla upplänk- och nedlänksampelparen 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.

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.

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.

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.

Claims (32)

10 15 20 25 517 040 21 PATENTKRAV

1. F örfarande för att kontinuerligt estimera en grundbruseffektnivâ (717, 718) i en första cell (Cl) i ett cellulärt radiokommunikationsnät (101), varvid förfarandet in- nefattar stegen att: tillhandahålla (301) sampel på signal/interferensförhållande och tillhörande sampel på mottagen signalstyrka för radiosignaler sända på en första radiofrekvenskanal (RF 1, RF2) av åtminstone en sändare (MSI, MS2, BS1) som arbetar i den första cellen; för åtminstone några av de tillhandahållna samplen på signal/interferensförhållande och tillhörande sampel av mottagen signalstyrka (713, 714) beräkna (3 02) motsva- rande interferensnivåsampel (71 5, 71 6); kontinuerligt estimera (3 03) grundbruseffektnivån (717, 718) genom att utföra låg- passfiltrering av en första sekvens interferensnivåsampel (711/715, 716) inklude- rande åtminstone några av de beräknade ínterferensnivåsamplen (715, 716) i ett långsamt lågpassfilter (708, 709).

2. Förfarande enligt krav 1, vid vilket de beräknade ínterferensnivåsamplen (715, 716) ingående i den första sekvensen av interferensnivåsampel endast inkluderar interferensnivåsampel motsvarande mottagensignalstyrkesampel under en förutbe- stämd första effektnivå.

3. F örfarande enligt krav 2, vid vilket den förutbestämda första effektnivån regleras kontinuerligt i beroende av en aktuell estimering av grundbruseffektnivån.

4. Förfarande enligt krav 2, vid vilket den förutbestämda första effektnivån inställs på ett fixerat tröskelvärde. 10 15 20 25 30 517 040 22

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, vid vilket den första radiofrekvenskanalen (RFI) är en upplänkradiofrekvenskanal och radiosignalema sänds av åtminstone en mobil station (MS1, MS2) som opererari den första cellen (Cl).

6. F örfarande enligt krav 5, vid vilket det sampeltillhandahållande steget inkluderar att i den första cellen (Cl) mottaga radiosignalema som sänds på den forsta radio- frekvenskanalen (RF 1) och att utföra mätningar (402) på nämnda radiosignaler.

7. F örfarande enligt krav 6, vid vilket samplen av signal/interferensförhållande till- handahålles genom att utföra signal/interferensförhållandemätningar på radiosigna- lema som mottagits på den första radiofrekvenskanalen (RFI).

8. Förfarande enligt krav 6, vid vilket radiosignalema som sänds av den åtminstone en mobila stationen (MSI, MS2) är digitalt modulerade radiosignaler och samplen för signal/interferensförhållande tillhandahålles genom att utföra (402) bitfelratrnåt- ningar på de digitalt modulerade radiosignalema som mottagits på den första radio- frekvenskanalen (RF 1) och översätta (404) de uppmätta bitfelratema till motsvaran- de signal/interferensförhållanden.

9. Förfarande enligt något av kraven 5-8, vid vilket förfarandet innefattar ytterligare stegen att: mäta (407) sampel (711) av vilotillståndsmottagen signalstyrka för den första radio- frekvenskanalen när den första radiofrekvenskanalen (RF 1) är ledig; inkluderande åtminstone några av de uppmätta vilotillståndsmottagensignalstyrke- samplen (711) i den första sekvensen av interferensnivåsampel.

10. F örfarande enligt krav 9, vid vilket vilotillståndsmottagensignalstyrkesamplen (711) ingående i den första sekvensen av interferensnivåsampel endast inkluderar vilotillståndsmottagensignalstyrkesampel under en förutbestämd andra effektnivå. 10 15 20 25 30 517 040 - '* 23

11. Förfarande enligt krav 10, vid vilket den förutbestämda andra effektnivån juste- ras kontinuerligt i beroende av aktuell estimering av gmndbruseffektnivån.

12. Förfarande enligt krav 10, vid vilket den förutbestämda andra effektnivån är in- ställd på ett fixerat tröskelvärde.

13. F örfarande enligt ett av kraven 1-4, vid vilket den första radiofrekvenskanalen är en nedlänkradiofrekvenskanal (RF2) och radiosignalema sänds av en första bassta- tion (BS1) i radiokommunikationsnätet (101) som betjänar den första cellen (Cl).

14. Förfarande enligt krav 13, vid vilket det sampeltillhandahållande steget inklude- rar att: mottaga (501) mätrapportmeddelanden (721) inkluderande mätdatainformation (712) avseende de radiosignaler som sänts på den första radiofrekvenskanalen (RF2) av den första basstationen (BSl), varvid mätrapportmcddelandena (721) sänds till radiokommunikationsnätet (101) av åtminstone en mobil station (MSI, MS2) som opererar i den första cellen (Cl), mottagande åtminstone några av de sända radio- signalema och utförande mätningar på de mottagna radiosignalema.

15. F örfarande enligt krav 14, vid vilket samplen för signal/interferensförhållandet tillhandahålles genom att från mätdatainformationen extrahera sampel av sig- nal/interferensförhållande uppmätta av den åtminstone en mobila stationen och in- gående i mätdatainformationen.

16. Förfarande enligt krav 14, vid vilket radiosignalema sända av den första bassta- tionen (BS 1) är digitalt modulerade radiosignaler och samplen för signal/interfe- rensförhållandet tillhandahålles genom att från mätdatainformationen extrahera bit- felsrater uppmätta av den åtminstone en mobila stationen och ingående i mätdatain- forrnationen och översätta de extraherade bitfelsratema till motsvarande sig- nal/interferensförhållande. 10 15 20 25 517 040 gi; -1 - 24

17. Förfarande enligt ett av kraven 1-7 eller kraven 9-15, vid vilket radiosignalema sända på den första radiofrekvenskanalen (RF1, RF 2) av den åtminstone en sända- ren (MSI, MS2, BSl) som opererar i den första cellen (Cl) är digitalt modulerade radiosignaler.

18. Förfarande enligt ett av kraven 1-17, vid vilket det långsamma lågpassñltret (708, 709) har en tidskonstant av åtminstone 5 minuter.

19. Förfarande enligt ett av kraven 1-18 för att tillhandahålla en grundbruseffekt- nivåestimering gemensam för ett flertal radiofrekvenskanaler i den första cellen, vid vilket den första sekvensen interferensnivåsampel inkluderar interferensnívåsampel härledda från nämnda flertal olika radiofrekvenskanaler i den första cellen.

20. Förfarande enligt ett av kraven 1-18 för att estimera en grundbruseffektnivå på den första radiofrekvenskanalen (RFI, RF2) i den forsta cellen (Cl), vid vilket den första sekvensen interferensnivåsampel endast inkluderar interferensnivåsampel (711/715, 716) härledda från den första radiofrekvenskanalen (RF 1 , RF2).

21. Förfarande enligt krav 20, vid vilket det cellulära radiokommunikationsnätet (101) är ett tidsdelatfleraccessbaserat nät i vilket kommunikation på den första ra- diofrekvenskanalen (RF1, RF2) sker i någon av ett flertal tidsluckor (TS1, TS2) de- finierad i en TDMA ramstruktur och vid vilket separata grundbruseffektnivåestime- ringar tillhandahålles separat för varje individuell tidslucka (TS1, TS2) genom att separat för varje different tidslucka genomföra de omnämnda förfarandestegen.

22. Förfarande för att ställa in signalstyrketrösklar i ett cellulärt radiokommunika- tionsnät (101), varvid användes ett förfarande enligt ett av kraven 1-21 för att esti- mera (601) en grundbrusnivå (717, 718) i en första cell (Cl) och inställa (602) au- 10 15 20 25 30 51 7 040 25 tomatiskt åtminstone en signalstyrketröskel (719, 720) i det cellulära radiokommu- nikationsnätet (101) i beroende av den estimerade grundbruseffektnivån (717, 718).

23. Cellulärt radiokommunikatíonsnät (1 01) innefattande: sampeltillhandahållande medel (701, 702, 704) inrättade att tillhandahålla sampel för signal/interferensförhållande och associerade sampel för mottagen signalstyrka för radiosignaler sända på en första radiofrekvenskanal (RFI , RF2) av åtminstone en sändare (MS1, MS2, BS1) som opererar i den första cellen (Cl); beräkningsmedel (705) inrättade att för åtminstone några av de tillhandahållna samplen för signal/interferensförhållande och associerade sampel av mottagen sig- nalstyrka beräkna motsvarande interferensnivåsampel (715, 716); ett långsamt lågpassfilter (708, 709) inrättat att kontinuerligt estimera en grund- bruseffektnivå (717, 718) i den första cellen (Cl) genom att utföra en lågpassfiltre- ring av en första sekvens interferensnivåsampel (711/715, 716) inkluderande åt- minstone några av de beräknade interferensnivåsamplen (715, 716).

24. Cellulärt radiokommunikatíonsnät (101) enligt krav 23, vid vilket radiokommu- nikationsnätet (101) inkluderar sampelselekterande organ (703) inrättade att styra vilka interferensnivåsampel (715, 716) som ingår i den första sekvensen interferens- nivåsampel.

25. Cellulärt radiokommunikatíonsnät ( 101) enligt krav 24, vid vilket endast interfe- rensnivåsampel (715, 716) som svarar mot mottagensignalstyrkesampel under en förutbestämd forsta effektnivå inkluderas i den första sekvensen interferensnivåsampel.

26. Cellulärt radiokommunikatíonsnät (101) enligt krav 25, vid vilket den förutbe- stämda första effektnivån justeras kontinuerligt i beroende av en aktuell estimering av grundbruseffektriivån. 10 15 20 25 517 040 26

27. Cellulärt radiokommunikationsnät ( 101) enligt krav 25, vid vilket den förutbe- stämda forsta effektnivån är inställd på ett fixerat tröskelvärde.

28. Cellulärt radiokommunikationsnät (101) enligt ett av kraven 23-27, vid vilket de radiosignaler som sänds på den första radiofrekvenskanalen (RFI , RF2) av åtmins- tone en sändare (MSI, MS2, BS1) som opererar i den första cellen (Cl) är digitalt modulerade radiosignaler.

29. Cellulärt radiokommunikationsnät (101) enligt ett av kraven 23-28, vid vilket den första radiofrekvenskanalen (RFI) är en upplänkradiofrekvenskanal och radio- signalema sänds av åtminstone en mobil station (MSI , MS2) som opererar i den första cellen (Cl).

30. Cellulärt radiokommunikationsnät (101) enligt ett av kraven 23-28, vid vilket den första radiofrekvenskanalen (RF2) är en nedlänkradiofrekvenskanal och radio- signalema sänds av en första basstation (BS1) i radiokommunikationsnätet (101) som betjänar den första cellen (Cl).

31. Cellulärt radiokommunikationsnät (101) enligt ett av kraven 23-30, vid vilket det långsamma lågpassfiltret (708, 709) har en tidskonstant av åtminstone 5 minuter.

32. Cellulärt radiokommunikationsnät (101) enligt ett av kraven 23-31, vid vilket det cellulära radiokommunikationsnätet (101) innefattar avstämningsorgan (707) in- rättade att ställa in åtminstone en signalstyrketröskel (719, 720) i det cellulära radio- kommunikationsnätet (101) i beroende av grundbruseffektnivån (717, 718) estime- rad av det långsamma lågpassfiltret (708, 809).