SE527931C2 - Nät av virtuella celler - Google Patents

Description

20 25 30 527 931 2 av radiosignaler från flera basstationer (BS) och bestämning av terminalens position genom att använda Lex. tidsskillnad (TD, eng. Time Difference).

För att kunna ansluta sig till ett mobilt nät eller för att utföra handover när den är ansluten, mäter en mobilterminal typiskt sett konstant tillgängliga signaler, inte endast från den egna basstationen, utan även från andra basstationer. Dessa signaler är typiskt sett styrsigrxaler avsedda för mätning av radioförhållanden iör överföringar, vilka styrsignaler innehåller, bland annat data, information om hur man kan upprätta en förbindelse till den sândande basstationen. I synnerhet innefattar styrsignalema data, vilket i sig självt eller i kombination med bärarens frekvens på vilken styrsignalen sändes utgör basstationsidenfifieringsdata. En mobilterrninal kan alltså erhålla en identitet för den sändande basstationen och en uppskattning av radioförhållandena. Mobilterminalen sammanställer typiskt sett denna information, i GSM (eng. Global System for Mobile communications) i en grannlista, vilken överförs till nätet som information.

Positionsuppskatming kan grundas på. mätningar i grannlistan. Man använder då. sambandet mellan avståndet från radíobasstationen och radioiörhàllandet i kombination med kunskap om basstationens exakta position. Basstatzionspositionerna år kända inom kommunikationsnätet.

Detta betyder att grannlistan lätt kan användas' för positionsuppskattïiing enligt olika algoritmer. Positionsuppskattningens noggrannhet är i allmänhet proportionell mot cellens storlek.

Trianguleringar, eller tidsskillnads-metoder (TD, eng. Time Difference), använder signaler som associeras med två eller fler olika basstationer. Dessa signaler används för att beräkna positionen eller på vilket avstånd från basstationen en mobilterminal är belägen. Beräkningarna grundar sig på den relativa eller absoluta skillnaden i den tid det tar signalen att fortplanta sig mellan terminalen och de olika basstationema. Den uppnåbara noggrannheten ßr TD-metoder beror på systemarkitektur, fysiska förhållanden och radioförhållanden. Typiskt sett, är noggrannheten för en 10 15 20 25 30 ' 527 931 a TD-metod i ett mobiltelefonisystem 50 till 150 meter. TD-metoder är även relativt tids- och resurskrâvande.

Fingeravtrycksmetoder använder det faktum att alla platser har en mer eller mindre unik kännetecknande signatur i de mottagna radiosignalerzia. Detta är resultatet av multi-vägbildning och reflektioner i byggnaderna och hindren. Genom att lagra de kännetecknande radiosignaturerna för olika platser i en databas, är det möjligt att bestämma platsen för en anordning genom att jämföra den mottagna signaturen för en signal med signaturer lagrade i databasen. Fingeravtrycksmetoder fordrar en databas som alltid är uppdaterad. Ett gott resultat törlitar sig alltså typiskt sett på. att klara av att passa ihop signaler från flera» olika källor eller basstationer.

En terminal som befinner sig inomhus has typiskt sett en förbindelse till en basstation som täcker den omgivande utomhusarealen som är av en lägre kvalitet än om terminalen skulle ha varit belägen utomhus. För att förbättra täckningssituafionen inomhus är många större byggnader utrustade med inomhusmobilteleforiisystem. lnomhussystemet består oftast av en basstation och ett distrribuerat antennsystem eller en läckande-kabel- antenn. För en byggnad som är spridd över stora ytor används typiskt sett repeterare. Detta resulterar i att hela byggnaden uppträder som en stor radiocell och att det är omöjligt att bestämma var terminalen är belägen inuti byggnaden. Vidare, på grund av svaga signaler från basstationer belägna utomhus, är mer sofistikerade metoder som använder tex. u-íangullerlng normalt sett omöjliga att tillämpa.

En rättfram lösning är att använda ett tillkommande system för positionering, ett system som inte grundar sig på något mobiltelefonisystem.

Detta kan vara ett inomhus-GÉS-system, ett WLAN (trådlöst lokalareanât, eng. Wireless Local Area Network) eller ett Blätands-baserat system eller någon annan sensorlösning. Sådana system fordrar emellertid tillkommande komplex utrustning och även terminalerna mäste utrustas med speciell maskinvara och/ eller programvara, vilket gör lösningen dyr. 10 15 20 25 30 527 931 En annan rättfrarn lösning är att öka antalet inomhusbasstationer, vilket alltså minskar cellernas storlek. sådan lösning kommer också att öka de totala tillgängliga kommunikationsresursema, eftersom det typiskt sett uppträder möjligheter för effektivare återanvändning av kommunikations- resurser. En basstation är emellertid en dyr komponent och en sådan lösning skulle därför bli mycket kostsam. Vidare, att introducera mindre celler kommer att öka antalet nödvändiga handovers, eftersom sannolikheten att en mobilterrninal korsar cellgränser ökar. Genom att introducera mycket små celler, vilka är nödvändiga för noggrann positionering, kommer antalet handovers öka enormt. Som en konsekvens kommer även belastningen på de BSCer och RNCer som är anslutna för att hantera handoverprocedurema att öka enormt.

I vissa tillämpningar hjälper ett införande av en överlagrad cellstruktur' med ett skikt makroceller och ett skikt mikroceller till att lösa problemen med ofta förekommande handovers. Mobilterminaler som rör sig relativt snabbt allokeras till makrocellerna och långsamt förflyttande eller kvasi-stationära mobilterminaler kan allokeras till mikrocellerna. På detta sätt kan mer noggranna positionsuppskattningar utföras för de långsamt förflyttande terminalerna. Införandet av makro- och mikrocellskikt kräver emellertid tillkommande kommunikationskanaler eftersom makro- och mikroceller i ett allmänt fall inte kan använda samma kommunikationskanaler. Vidare är ansträngningarna för att handha sådana skiktade strukturer stora, både avseende maskinvaru- och programvarufordringar. Slutligen är noggrann positionsbestämning av snabba mobilterminaler fortfarande inte möjlig.

I vissa situationer fordras det att ha en noggrann positionsbestämning för ändamål med en lokal karaktär. Till exempel, i en stor kontorsbyggnad eller produktionsanläggning skulle det vara möjligt att finna det innevarande läget för vilka anställda som helst, om de bär på en mobilterminal. Detta skulle kunna vara mycket fördelaktigt för kontors- eller anläggnings- ledningen, men för en nätoperatör skulle en platsbestämning som ”inuti en 10 A15 20 25 30 527 931 5 särskild byggnad” vara tillräcklig. Vidare, visst platsdata inuti t.ex. en byggnad skulle kunna avslöja t.ex. företagshernligheter. Det fordras därför i många fall att man har en noggrann positionsuppskattning, men som inte är allmänt tillgänglig för hela kommunikationsnätet, utom i tex. nöd- situationer. Vid teknikens ståndpunkt finns inga sådana möjligheter till selektiv tillgång till positioneringsinformation.

SAMMANFATTNING Ett problem vid teknikens ståndpunkt är att det finns en svårighet att öka positionsuppskattningens noggrannhet utan att märkbart öka signalerings- trafiken till styrenheter för radioaccesstationer eller ledningsansträngningar för skiktade cellstrukturer. Ett annat problem med teknikens ståndpunkt är att det inte finns några möjligheter att göra positionsuppskattningar selektivt tillgängliga för olika nätparter.

Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla förfaranden och anordningar för förbättrad positionsuppskattnings- noggrannhet. Ett ytterligare syfte med_den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla sådana förfaranden och anordningar som inte ökar trafikbelastningen på styrenheter för radioaccesstationer. Ytterligare ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla förfaranden och anordningar som gör positionsuppskattningsinformation selektivt tillgänglig för olika kommunikationsnätsparter och /eller för ett visst lokalt område. Ett annat syfte är att tillhandahålla förfaranden och anordningar som ökar styrmöjligheterna för en lokal part, t.ex. en ägare till en byggnad, över radionätet i ett motsvarande lokalt område.

De ovanstående syftena uppnås genom' förfaranden och anordningar enligt de bifogade patentkraven. l allmänna ordalag skapas ett virtuellt nät genom att tillhandahålla antenner som styrs av samma radioaccesstation med styrsignaler för virtuella radioaccesstationer. En virtuell nätstyrenhet är anordnad för att utföra handovers mellan uppsättningar av fysiska kanaler 10 15 20 25 30 527 931 6 för de olika virtuella radioaccesstationerna. Handovern utförs företrädesvis transparent gentemot huvudkommunikationsnätet. Denna transparens tillhandahålls företrädesvis genom att associera fysiska kanaler för virtuella radioaccesstationer med huvudkommunikationsnätets kommunikations- kanaler. Företrådesvis utförs positionsuppskattningar av den virtuella nätstyrenheten, varvid sådana uppskattningar kan hållas hemliga inom det virtuella nätet.

Fördelarna med den föreliggande uppfinningen är att det virtuella nätet kan handhas delvis separerat från huvudkommunikationsnätet. Mängden handover-relaterad trafik mellan radioaccesstationen och styrenheten för radioaccesstatíonen kan begränsas signifikant. Vidare kan handover och positionsbestämningar som utnyttjar virtuella radioaccesstationer hållas hemliga inom det virtuella nätet.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppñnningen, tillsammans med ytterligare syften och fördelar därav, förstås bäst genom hänvisning till den följande beskrivningen gjord tillsammans med de medföljande ritningarna, ivilka: FIG. 1A är en schematisk illustration av ett cellulärt kommunikations- system; FIG. lB är ett blockschema över anslutande nâtelement i ett cellulärt kommunikationssystem; FIG. 2 är en illustration av det typiska innehållet i en grannlista; FIG. 3 är en schematisk illustration av ett distribuerat antennsystem enligt teknikens ståndpunkt; FIG. 4 är en schematisk illustration av en del av ett radionät enligt en utföringsforrn av den föreliggande uppfinningen; FIG. 5 är en schematisk illustration av en del av ett radionât som har ett distribuerat antennsystem enligt en utföringsform av den föreliggande uppfinningen; ILO 15 20 25 30 527 931 7 FIG. 6A och 6B är schematiska illustrationer av en översättnings- funktionalitet för en virtuell nätstyrenhet enligt en utföringsforrn av den föreliggande uppfinningen i styr- respektive dataplan; FIG. 7A och 7 B är schematiska illustrationer av andra utföringsformer av virtuella nätstyrenheter enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 7C är en schematisk illustration av återanvändning av bärare i en utföríngsform av ett virtuellt cellulärt nät enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 8 är ett blockschema över en utföringsform av en radiobasstation enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 9 är ett blockschema över en annan utföringsform av en radiobasstation enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 10 är en illustration av en översättning mellan interna och externa grannlistor; FIG llA-C är cellplaner för virtuella nät enligt den föreliggande uppfinningen; samt FIG. 12 är ett flödesdiagrarn som illustrerar huvudstegen i en utföringsform av ett förfarande enligt den föreliggande uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING För att fullständigt förstå. den föreliggande uppfinningens verkan ges först en kort översikt över styrsignalering och allmänna positionsuppskattníngar i cellulära nåt.

I den detaljerade beskrivningens huvuddel används system baserade på GSM-teknik som exemplifierande utföringsformer. Den föreliggande uppfinningens grundläggande idéer begränsas emellertid inte till de specifika beskrivna utföringsformerna utan är allmänt tillämpbara på många olika cellulära kommunikationssystem.

Grundidén med cellulära nät 10, av vilka ett schematiskt illustreras i Fig. 1A, att strukturera nätet som ett gitter av celler 4A-J, där varje cell 4A-J 10 15 20 25 30 527 931 8 är den yta som täcks av en radiobasstation 2A-J. Kommunikationen sker via olika radioresurser. För att undvika interferens mellan mobiltelefoner 6 och radiobasstationer 2A-J i grannceller, använder kommunikationen mellan mobiltelefonen 6 och basstationen 2A-J olika resurser eller kommunikationskanaler, dvs. något olika konñgureringar eller inställningar, t.ex. av frekvenser eller koder. Antalet sådana resurser eller “konñgurationefl är begränsat. I GSM-system, bildas resurserna av ett begränsat antal tillåtna bärfrekvenser, och de används för att särskilja kommunikation i olika celler. I WCDMA-system (bredbandig multipelaccess med koddelníng, eng. Wideband Code Division Multiple Access), kännetecknas resurserna av ett begränsat antal olika koder. Resultatet av det begränsade antalet radioresurser betyder att det är viktigt att planera nätet lO ordentligt.

Mobil station (MS), mobil telefon, mobilterrninal och telefonlur hänvisar alla till den anordning som är flyttbar inom det område som täcks av kommunikationssystemet. Dessa termer kommer att användas i den föreliggande presentationen såsom ekvivalenta uttryck. Denna anordning är typiskt sett en mobiltelefon, handhållen dator, så kallad Personlig Digital Assistent (PDA) eller annan anordning eller apparat utrustad med en radiomottagare för cellulära eller mobila nät.

I fig. 1B illustreras ett blockschema för nätelement i ett GSM-nät. En MSC (mobiltelefonväxel, eng. Mobile services Switching Centre) 50 är ansluten till andra MSC-er och till andra externa nät 52, typiskt sett via en (icke visad) GMSC (eng. Gateway MSC). MSCn 50 år ansluten till en eller flera BSC-er (basstationsstyrenheter, eng. Base Station Controllers) 60, och har väljarorgan 51 för anslutning av olika nätelement anslutna därtill. BSCn 60 ansvarar för att hantera en eller flera basstationer 8 och kopplar trafik till och frän MSCn 50 och olika basstationer 8 genom väljarfunktionaliteter 61.

BSCn 60 har även organ 62 för att uträtta handover och organ 63 för att utföra uppskattningar av positioner för mobilterminaler som är anslutna till basstationerna 8, t.ex. genom att använda grannlistor som rapporterats av 10 15 20 25 30 527 931 9 mobilterminalerna. Alternativt kan organet 63 för uppskattning av positioner anordnas för att rapportera information förknippad med positions- bestämningen till en annan nod i nätet, där den faktiska uppskattningen utförs. Basstationen 8 innefattar ett radiogränssnitt 71 för en transceiver, vilket delar ut trafik i de olika kanalfrekvenserna till transceiverenheter 72A, 72B. Transceivernas 72A, 72B utgångar multiplexeras av en multiplexerare 74 och sänds till en antenn 14. Funktionerna i basstationen 8 styrs av ett basstationsstyrsystem 73.

Kommunikation som använder sig av cellulära kommunikationssystem inbegriper typiskt sett datasignaler och styrsignaler som sänds på trañkkanaler respektive styrkanaler. I ett GSM-system finns tre klasser av styrkanaler. BCH (rundsända kanaler, eng. Broadcast Channel) innefattar kanaler på vilka information om cell- och nåtparametrarna kontinuerligt sänds till mobilterminalerna. Kanalen BCCH (rundsänd styrkanal, eng.

Broadcast Control CHannel) används till exempel för att sända cellspecifik information. Kommunikation på BCHns kanaler äger rum i DL-riktningen (nedlänk, eng. DoWnLink). BCH-datat tillhandahålls av basstationen 8.

Andra styrkanaler används för paging-ändaxnål, accessfunktionaliteter och signalering mellan nät och mobilterrninal före eller under samtal. Sådan styrsignalering används t.ex. av mobilterminalerna för att informera nätet om t.ex. mätningar av grannsändare. Även signalering som berör autenticering utförs genom sådan styrsignalering. För CCCH (gemensamma styrkanaler, eng. Common Control Cl-Iannels) och DCCl-l (dedikerade styrkanaler, eng. Dedicated Control CHannels) tillhandahålls informationen typiskt sett av och till en BSC eller MSC och vidarebefordras endast genom basstationen.

Tillbaka till fig. 1A, i de flesta cellulära nät 10 mäter mobilterminalen 6 kontinuerligt radiosignalemas mottagningsförhållanden. Orsakerna är flera.

En är för att kunna modifiera sändareffekten för att undvika att sända på onödigt hög sändareffekt. l allmänhet, men inte nödvändigtvis, år lO 15 20 25 30 527 931 10 radiobasstationen med de bästa radioförhållandena den som används för anslutning till det cellulära nätet. Basstationen med de bästa radioförhållandena är i de flesta fall även den som är belägen närmast mobiltelefonen 6. I fig. 1A är mobiltelefonen 6 ansluten via basstation 2F.

Mobiltelefonen 6 är alltså belägen inuti cellen 4F för den särskilda basstationen 2F. Radiocellen definieras såsom det område som omger en basstation, inom vilket basstationen är basstationen med den bästa radioförbindelsen till en mobiltelefon. Eftersom lägena för de sändningspunkter som associeras med basstationerna är kända av det cellulära nätet ger identiteten för basstationen med de bästa radioförhållandena alltså också en ungefärlig platsuppskattning för mobiltelefonen. En cells storlek är proportionell mot tätheten av basstationer. I fig. lA kan man därför dra den slutsatsen att mobiltelefonen 6 finns inuti cell 4F.

För att veta vilken basstation man ska ansluta till mäter mobiltelefonerna konstant signaler som sänds också från andra basstationer. Dessa signaler är speciella styrsignaler som är avsedda för att mäta radioförhållandena mellan mobiltelefonen och basstationen. Signalerna innehåller, bland annat data, information om hur man kan upprätta en förbindelse till den basstation som sänder signalen. Såsom nämnts ovan, sker kommunikationer i grannceller över länkar med något olika konfigurationer för att undvika interferens. Styrsignalerna sänds typiskt sett med användning av dessa olika konñgurationer. Som ett exempel, i GSM sänds styrsignalen från en basstation på en annan frekvens än den styrsignal som sänds från grannbasstationen. Basstationer längre bort skulle emellertid kunna använda samma frekvens i ett äteranvändningsmönster. För att kunna särskilja de basstationer åt som associeras med olika celler, men som sänder styrsignaler på samma frekvens, innehåller styrsignalerna även annan information som gör det möjligt att särskilja en styrsignal från en basstation från en annan. Denna information, ensam eller i kombination med styrsignalens frekvens, ger en möjlighet att identifiera en särskild basstation. Med andra ord, styrsignalerna innefattar identifieringsdata för 10 15 20 25 30 527 951 11 basstationer. I GSM används så kallade färgkoder för att skilja olika basstationer åt.

Nätet informerar typiskt sett mobilterrninalen om vilka basstationer som finns i närheten. Mobiltelefonen vet sedan vilka styrsignaler som finns att hålla utkik efter. Mobiltelefonen kan också mäta signaler från varandras basstationer om informationen som ska mätas inte är åtkomlig. Detta kan vara fallet t.ex. i områden där en användares operatör inte har någon täckning men andra operatörer har. Resultatet av mätningarna av styrsignalerna som sänts från basstationerna lagras typiskt sett i mobilterminalen på ett sammanställt sätt. En sådan lista av grannbasstatíoner eller åtminstone data som motsvarar en sådan lista hålls uppdaterad i mobilterminalen och hänvisas ofta till såsom grannlistan.

Ett exempel på en sådan grannlista för situationen i ñg. 1A illustreras i fig. 2. Listan är sorterad grundat på radiofórhållandenas kvalitet, med de basstationer som har de bästa radioförhållandena i listans topp. Varje rad 100 i listan hänför sig till en särskild basstatíon. I detta exempel innefattar den första kolumnen 102 en identitet för basstationen. En andra del 104 innefattar tillkommande information. I den föreliggande utföringsformen innefattar en andra kolumn 105 allmän information. De tredje till femte kolumnerna 106-108 innefattar data som associeras med t.ex. mätningar av radioförhållandenas kvalitet till varje basstation, signalkvalitet, spärrflaggor eller liknande data som är viktigt för handover-beslut.

Mätningarna i en sådan lista överförs kontinuerligt till basstationen för att hålla nätet uppdaterat avseende radioförhàllanden. Basstationen eller vilken nätserver som helst ansluten till den kan därmed återkalla innehållet i en grannlista för vilken ansluten mobilterminal som helst.

I den föreliggande presentationen kommer uttrycken "position" och "plats" att användas. Position är avsedd att betyda en geografisk position angiven som koordinater eller grader (t.ex. WGS-84-datum). Den kan även innehålla 10 l5 20 25 30 527 931 12 orientering och/ eller riktning, hastighet, acceleration etc. En position kan även anges som ett relativt mått. Platsen är en mer subjektiv position definierad av typen av (eller relationen till) anläggning eller läge. Exempel på platser är "militärt område/ anläggning", "sjukhus", "kontor", "teater", "nära nödutgång". Uttrycket "plats" antas innefatta även vad som innefattas av "position".

Den mest triviala positionsuppskattningen är att bestämma den ungefärliga positionen såsom inuti cellen för den basstation som har bäst radioförbindelse med mobilterminalen, dvs. basstationen i toppen av grannlistan. I fig. 1A betyder detta att det är möjligt att med en viss sannolikhet dra slutsatsen att mobiltelefonen 6 är belägen inuti cell 4F.

Användning av flera poster i grannlistan för olika algoritmer betyder att en bättre noggrannhet än den cell där mobiltelefonen karnperar kan beräknas. I fig. 2 kan man se att basstation 2G har den andra positionen i grannlistan.

Det är då mycket troligt att mobiltelefonen är belägen i en 60°-sektor som är vänd mot cell 4G, markerad med streckade linjer i fig. 1A. Vidare, eftersom station 21 är den tredje posten i grannlistan är det också troligt att mobilterrninalen 6 är belägen i den halva av sektorn som är närmast cell 41.

Ytterligare noggrannhet kan vidare åstadkommas genom att beakta t.ex. signalstyrkeförhållanden etc. Översättningen eller beräkningen som översätter grannlistan till en positions- och/ eller platsuppskattning kan antingen ske i det cellulära systemet eller i terminalen. Om positionsuppskattningen sker i systemet, t.ex. i en nätserver, måste mobilterminalen sända grannlistan eller mätningar som motsvarar den till radiobasstationen. Om mobilterminalen själv utför uppskattningen kan uppskattningen i ett grundkoncept t.ex. innefatta en bestämning av en närmaste basstation i form av t.ex. en cell-ID.

Sådan positionsinformation kan i vissa fall vara tillräcklig för att stödja många av de tjänster som grundar sig på positionsbestärnning. Om emellertid den faktiska geografiska positionen måste uppskattas behöver mobilterminalen först information om de särskilda omgivningarna. Sådan 10 15 20 25 30 527 931 13 information bör innehålla åtminstone de kända positionerna för de olika basstationerna och skulle t.ex. kunna härledas från instruktioner avseende basstationer som ska mätas in. Annan information som kan vara specifik för platsen, byggnaden eller omgivningarna kan också vara användbar. Sådan specifik information om t.ex. en specifik byggnad skulle kunna innefatta kartinfonnation, från vilken det är möjligt att exkludera vissa ornråden där en mobil inte kan befinna sig från positionsbestämningen. Det är t.ex. uppenbart att en mobilterrninal inte kan vara belägen inuti en massiv vägg, och det är högst troligt att mobilen inte svävar i luften 10 meter ovanför golvet.

Inomhustäckníng i cellulära system är ofta av en lägre kvalitet än utomhus.

Därför har många större byggnader sin egen lokala cell eller celler. Ett typiskt system enligt teknikens ståndpunkt illustreras i fig. 3. En enda basstation 8 betjänar ett distribuerat antennsystem innefattande ett antal antenner 14 fördelade över inomhusomrädet. En repeterare kan finnas för att förstärka signalerna under distribueringen. Eftersom alla antenner tillhandahåller samma information upplever en mobilterminal 6 alla antenner tillsammans som ett sändande system, vilket associeras med en enda cell 4. Vidare, eftersom mobilterminalen 6 är omedveten om vilken antenn den faktiskt kommunicerar med är det mindre troligt att förfinad positionsuppskattning såsom beskriven ovan fungerar bra. Ett sätt att förbättra noggrannheten för positíonsuppskattning är att tillhandahålla mindre celler.

Såväl distribuerade antennsystem som läckande-kabel-system och undersystem som matas genom en repeterare eller annan aktiv komponent antas vara särskilt väl lämpade för att implementera den föreliggande uppfinningen. Terrnen ”antenn” används normalt både för en antenn i ett dístribuerat antennsystem, men även för ett avsnitt av en läckande kabel i en läckande-kabel-antenn. Den föreliggande uppfinningen är emellertid tillämpbar på alla möjliga typer av antennsystem. 10 15 20 25 30 527 951 14 De typiskt sett dåliga fórbindelserna till basstationerna för utomhus- täckningen, i kombination med en omgivning med mycket fädning, gör det även svårt eller till och med omöjligt att använda basstationer belägna utomhus för trianguleringsändarnål. I vissa byggnader som år spridda över stora områden (tex. flygplatser) används repeterare. Cellen blir då ännu större vilket resulterar i att arean inom vilken mobiltelefonen finns när den år ansluten till den cellen år mycket stor, dvs. noggrannheten för positionsuppskattning år låg.

Noggrannheten för positionsuppskattning som grundar sig på grannlistor är i grunden proportionell mot cellstorleken. Mindre celler kommer allmänt sett tillåta mer noggranna och exakta positionsuppskattningar. Celler styrs emellertid av en basstation och basstationer är allmänt sett mycket dyra. De funktionaliteter som fordras i en basstation som används för positionsuppskattning är, åtminstone i förfaranden där basstationen inte aktivt deltar i positioneringen, mycket begränsade. Faktum är att om endast styrsignaler som innefattar identifieringsdata för basstationer sänds ut från väldefinierade positioner, är detta tillräckligt för att utföra positioneringsrutinerna.

Såsom nämnts ovan, är den föreliggande uppfinningen tillämpbar på de i flesta cellulära kommunikationsnât. Det anses emellertid för närvarande, såsom också nämnts ovan, att den är särskilt fördelaktig när den tillämpas på positionsuppskattning för mobilterminaler belägna i ett dístribuerat antennsystem, ett läckande-kabel-system eller ett undersystem matat av en repeterare. Noggrannheten för positionsbestämningsförfarandet enligt uppfinningen beror såväl på t.ex. fastigheterna eller omgivningen där uppfinningen ska realiseras och andra förutsättningar som på olika kundkrav. En positionsnoggrarinhet på 20-50 meter tros emellertid vara realistisk. Den föreliggande uppfinningen skulle med fördel kunna användas för positionering av mobilterminaler belägna i inomhussystem, underjordiska tågsystem (tunnelbanor) och undersystem anslutna till 10 15 20 25 30 527 951 15 cellulära makrosystem, t.ex. tunnlar anslutna till en malcroradiocell som använder en repeterare.

Uppñnningens grundläggande koncept är att dela in en stor cell i flera mindre virtuella celler. De virtuella cellerna år virtuella i den bemärkelsen att de inte är kända, eller åtminstone inte fullständigt kända av makronätet.

De virtuella cellerna utgör tillsammans ett lokalt virtuellt cellulärt nät, styrt av en basstation som har en VNC (virtuell nätstyrenhet, eng. Virtual Network Controller). Mycket av den intelligens för hantering av anslutningarna till mobiltelefonema som vanligen utförs i nätkomponenter såsom BSCn i GSM eller RNCn (radionätstyrenheten, eng. Radio Network Controller) i WCDMA innefattas i VNCn. En utföringsform av ett radionät enligt den föreliggande uppfinningen illustreras schematiskt i Fig. 4. Här är fyra antenner 14 anslutna till en basstation 8 genom separata antennkablar 16. Varje antenn 14 sänder ut styrsignaler med separat identifieringsdata för virtuella basstationer på olika rundsändningkanaler, och varje antenn 14 utgör mitten av en virtuell cell 7 i ett lokalt virtuellt cellulärt nät 24. Basstationen 8 är vidare ansluten till en BSC via en anslutning 22. Basstationen 8 innefattar, fysiskt och/ eller logiskt, en VNC 20.

VNCn 20 innefattar enligt den föreliggande uppfinningen funktionaliteter för hantering av handover inom det virtuella nätet. Om en mobilterminal 6 rör sig från en virtuell cell 7 till en annan har VNCn 20 det fullständiga ansvaret för hantering av en handover mellan kanaler som är tillgängliga vid motsvarande antenner 14.

Mobílterrninalen 6 upplever de virtuella cellerna 7 som normala celler i ett normalt cellulärt nät och märker inte existensen av en VNC 20.

Mobilterminalen 6 tillhandahåller därför mätningar på närliggande styrkanaler precis som i ett normalt cellulärt nät och rapporterar sådana mätningar till kommunikationsnätet. Enligt den föreliggande uppfinningen termineras emellertid en del av den information som tillhandahålls av lO 15 20 25 30 527 931 16 mobilterminalen 6 i VNCn 20, eller åtminstone övervakas och om så är lämpligt vidarebefordras till BSCn.

I en föredragen utföringsform av den föreliggande uppfinningen terminerar VNCn all information som har samband med det lokala virtuella cellulära nätet 24. Detta betyder att den BSC som styr basstationen 8 och resten av det cellulära nätet inte uppfattar de virtuella cellerna alls. Från huvudnätets synvinkel verkar basstationen 8 och VNCn 20 såsom en basstation för en enda cell.

Uppdelningen av en cell i flera virtuella celler 7 i ett virtuellt nät 24 leder till att mobilterminalen 6 förses med mer exakt information om dess faktiska läge. Styrsignaleringen från var och en av antennema 14 kan mätas och utgöra en grund fór en noggrannare positionsbestämning. På samma gång besväras inte huvudkommunikationsnätet av den ökade celluppdelningen, eller åtminstone till en mycket liten del. Det antagna ökade behovet av handover inom det virtuella nätet 24 hanteras internt, dvs. av VNCn och BSCn tar endast hand om handover från det virtuella nätet 24 till någon annan extern cell och från någon annan extern cell till det virtuella nätet 24.

I en föredragen utföringsform vet inte ens BSCn om existensen av de virtuella cellerna 7.

När ett virtuellt cellulärt nåt 24 såsom i fig. 4 skapas måste ett antal nya antenner typiskt sett tillhandahållas. Om idéerna enligt den föreliggande uppfinningen emellertid implementeras i t.ex. ett distribuerat antennsystem kan de redan existerande antennerna utnyttjas. I fig. 5 illustreras schematiskt en utföringsform av den föreliggande uppfinningen som har ett distribuerat antennsystem. Fyra antenner 14 i ett distribuerat antennsystem 15 år anslutna med en gemensam antennkabel 17 till basstationen 8. Såsom ovan sänder varje antenn 14 ut styrsignaler med separat identifieringsdata för virtuella basstationer på olika rundsändningskanaler, och varje antenn 14 utgör mitten av en virtuell cell 7 i ett lokalt virtuellt cellulärt nåt 24.

Basstationen 8 år vidare ansluten till en BSC via en förbindelse 22. 10 15 20 25 30 527 951 17 Basstationen 8 innefattar, fysiskt och/ eller logiskt, en VNC 20. l den föreliggande utföringsformen innefattar VNCn 20 även en signalinjektor 26, vilken multiplexerar styrsignaler till alla antenner 14 på den gemensamma antennkabeln 17. Vid varje antenn 14 tillhandahålls en signalväljare 28, vilken filtrerar signalen på den gemensamma antennkabeln 17 för att extrahera relevanta signaler för den särskilda antennen. Dessa anordningar kommer att beskrivas mer i detalj längre ner. VNCn 20 innefattar i en sådan konfiguration en centralenhet 20 och ett antal satellitenheter 28, men är fortfarande logiska delar av basstationen 8.

Fig. 6A och 6B illustrerar principerna för att göra det virtuella nätet 24 osynligt för systemet utanför genom att schematiskt representera tillgängliga kanaler för styrsignaler respektive datasignaler. I ñg. 6A avbildas fem uppsättningar av fysiska kanaler cO till c4. I den föreliggande utföringsformen antas det att det år ett GSM-system och att uppsättningarna av fysiska kanaler motsvarar olika bärfrekvenser. I figurens högra del illustreras kanalsituationen på BSC-sidan. Bärfrekvenserna co till c4 tilldelas på huvudnätssidan till en basstation med en BSIC ”BSO”.

Bärfrekvens c0 används för styrkanaler, i synnerhet tidluckor 0 (av 8).

Bärfrekvenserna c1 till c4 används såsom rena trafikkanaler, och så görs även de tidluckor på bärare co som inte används för styrsignalering.

Bärfrekvenserna co till c4 tilldelas på. den virtuella nätsidan till fem olika virtuella basstationer med respektive BSICer ”VBSO” till ”VBS4”. Varje virtuell basstation tilldelas en särskild bärfrekvens co till c4, på vilken både styrsignalering och datatrafik ska överföras.

Styrsignaler 31 för en mobilterminal som är ansluten till basstationen BSO sänds avsedda för en särskild tidlucka på frekvensbärare co. Bärarna, eller i verkligheten signaler som är avsedda att sändas på dessa bärare, förs till VNCn 20. VNCn 20 innefattar en kanalöversättare 30, vilken associerar en kommunikationskanal för det externa nätet med en intern fysisk kanal för det virtuella cellulära nätet. Detta illustreras av linjen 32. Här kan man se 10 15 20 25 30 527 931 18 att de styrsignaler 31 som anländer i en tidlucka på co associeras med en tidlucka på bäraren ca på den virtuella nätsidan, såsom illustreras av linjen 29. Bäraren ca tilldelas den virtuella basstationen VBS3. Innehållet i BCI-l- delen av styrsignaleringen tillhandahålls normalt av basstationen. I den föreliggande uppfinningen integreras en sådan funktionalitet lätt i VNCn i en styrsignalinjektor 33. Styrsignalinjektorn 33 tillhandahåller i det föreliggande exemplet BCI-l-data som-defmierar VBS3, och sätter in detta data i de styrsignaler som sänds mot det virtuella nätet. Även DCCl-l- styrsignaler kan behöva modifieras, både i UL- (upplänk) och DL-riktning, enligt kanalöversättarens 30 associeriiig 32. Detta utförs av en DCCH- modifierare 39. I DL-signaler byts allt data som refererar till de faktiska bärare som används eller till basstationens identitet ut mot motsvarande data för den associerade kanalen i det virtuella cellulära nätet. I UL-signaler äger ett motsvarande datautbyte rum.

Det motsvarande dataplanet illustreras i fig. 6B. Datatrafik 34 som associeras med styrsignalerna 31 i ñg. 6A allokeras till en särskild tidlucka på bärare c4 på huvudnätssidan. VNCns 20 kanalöversättare 30 associerar, illustrerat av linjen 35, denna inkommande kanal med en tidlucka på bärare c; 36 på den virtuella nätsidan. Datainnehàllet är oförändrat. Genom en sådan konñguration kommer huvudnätet att vara väsentligen ovetande om den faktiska kanal som används i det virtuella cellulâra nätet.

Eftersom endast VNCn 20 har den fullständiga kunskapen om radioförbindelserna inom det virtuella nätet måste handover inom det virtuella nätet hanteras av VNCn eller anordningar anslutna därtill. VNCn 20 innefattar därför även en handover-ledningsenhet 37. När en mobilterminal som år ansluten till den virtuella basstationen VBS3 upplever en alltför låg signalnivå vill den göra en handover. En grannlista för terminalen sänds periodiskt i formen av mätrapporter på DCCH i UL- riktningen. Eftersom DCCH-modifieraren 39 har tillgång till denna information kan lämpliga val för handover göras av VNCn 20. Om det antas att mobilterminalen har kommit närmare den virtuella basstationen VBS2 10 15 20 25 30 527 931 19 ger handover-ledningsenheten 37 ut instruktioner om att ändra kanal- översättarens 30 associering. Styrkanalen på co på. huvudnätssidan associeras 32' nu med en tidlucka på bärare G2, dvs. 29' på den Virtuella nätsidan. Analogt ändras associeringen av trafikkanaler enligt 35' till en trafikkanal i bärare cz, 36”.

Huvudnätet kommer att vara totalt ovetande om en sådan handoverprocedur. BSCn kommer därför inte att uppleva någon ökad belastning pà grund av det ökande antalet handover. Även om VNCn 20 i vissa tillämpningar inte är konfigurerad för att totalt separera kanalrymderna för de virtuella och huvud-näten, kan VNCn 20 hantera den faktiska handovern och sedan endast rapporterna det nya utnyttjandet till BSCn.

I ett radionät som har ett virtuellt cellulärt nät som är logiskt separerat från resten av radionätet måste även positionsbestärnningsorgan inbegripas i VNCn. I fig. 6A och 6B betecknas en positionestimerare med referenssiffran 38. Denna positionsestimerare 38 har tillgång till associeringarna i kanalöversättaren 30 och genom att ha tillgång till noggrant positionsdata för antennema och data som binder samman en viss bärare med en viss antenn kan positíonsestimeraren 38 lätt bestämma en första approximation av mobilens position. Eftersom DCCH-datat generellt set modifieras inom VNCn kan vidare positionsestimeraren 38 även lätt förses med information från mobilterminalens grannlista. Denna information kan sedan användas för att förfina positionsuppskattningen. Den faktiska positions- uppskattningen som sådan kan emellertid utföras enligt välkända procedurer enligt teknikens ståndpunkt.

I fig. 7A illustreras en situation där det finns fler tillgängliga kanaler än virtuella celler. I denna figur avbildas styrkanalerna som heldragna linjer medan trafikkanalema avbildas som streckade linjer. Tre virtuella basstationer VBSO till VBS2 innefattas i det virtuella nätet. De virtuella basstationerna belägger en bärare var för styrsignalering, i det föreliggande 10 15 20 25 30 527 931 20 exemplet, bärare on till cz. Bärama cs och c4 används som rena trafikkanaler även pä den virtuella nätsidan. Styrsignalering från styrkanalen på co på huvudnätssidan associeras med respektive styrkanaler i co till 02 på den virtuella nätsidan. Även trafikkanalerna associeras, inte endast till de respektive dedicerade kanalerna co till cz, utan även till de allmänna trafikkanalerna på ca och c4. I en utföringsform kan även trafikkanalerna på 03 och c4 vara dedicerade, dvs. avsedda för en viss virtuell basstation. I en annan utföringsforrn kan emellertid trafikkanalerna på ca och c4 utgöra en gemensam resurs för alla virtuella basstationer att använda. VNCn måste emellertid hålla reda på vilka gemensamma trañkkanaler som används.

Fig. 7b illustrerar ett system där det finns fler virtuella basstationer än tillgängliga bärare. I detta fall är endast tre bärare co till c2 tillgängliga, men 8 virtuella basstationer VBSO till VBS7. De virtuella basstationerna VBSO, VBS3 och VBS6 tilldelas samma bär-frekvens för signalkanaler. Detsamma gäller VBS1, VBS4 och VBS7_ och även VBS2 och VBSS. De celler som motsvarar dessa virtuella basstationer illustreras schematiskt i ñg. 7c. Här kan man se att det virtuella nätet är anordnat med utnyttjande av bäraräteranvändning, åtminstone för de bärare som används för styrsignalering. Två intilliggande celler använder inte samma bärare, medan celler på längre avstånd kan göra det. VNCn associerar styrsignalerna på co- bäraren på huvudnätssidan med en passande styrsignalsbärare på den virtuella nätsidan. BCHer på den virtuella nätsidan förses också med identifieringsdata för virtuella basstationer, vilket gör det möjligt att särskilja mellan virtuella basstationer som utnyttjar samma bârfrekvenser. Till exempel, styrsignalerna till VBSO och VBS3 sänds ut pä samma bärfrekvens, men BCHn avsedd för VBSO är annorlunda än BCHn avsedd för VBS3. I denna utföringsform har de virtuella basstationema VBSO-7 endast tillgång till en bärare var, vilket betyder att trafikdatat, illustrerat med streckade linjer, måste associeras med samma bärfrekvens som används för styrsignalen på den virtuella nätsidan. 10 15 20 25 30 527 951 21 Från figurerna 6a-b, 7a-c inser fackmannen att olika kombinationer av bärarutnyttjande kan användas. Till exempel, även en virtuell nätkonñguration med bäraråteranvändning kan kombineras med användningen av rena trafikdatabärare. I en sådan konfiguration kan trafikbärarna vara dedikerade till särskilda av de virtuella cellerna eller användas som en gemensam resurs för hela det virtuella nätet.

Implementationen av VNCns funktionaliteter kan göras på många olika sätt.

Fíg. 8 illustrerar ett blockdiagram för en utföringsform av en möjlig konfiguration. En basstation 8 är ansluten till en BSC 60. Huvuddelen av VNCns 20 funktionalitet är placerad vid ingången till basstationen 8, och kan företrädesvis integreras med ett radiogränssnitt 71 för en transceiver i basstationen 8. VNCn översätter de avsedda bärare och den styrsignalering som använts under kommunikationen med BSCn till bärare för virtuella nät och styrsignaler för virtuella nät, såsom beskrivits ovan. VNCns 20 utgång är uppdelad i utgångar för varje avsedd bärare för virtuella nät. Varje utgång, vilka innefattar en datatrafikutgång och en styrsignalsutgång eller endast en datatrafikutgàng beroende på utnyttjandet av bäraren ifråga, är ansluten till en transceiverenhet 72. Styrsignalerna och datatraflken bearbetas typiskt sett i separata felbehandlingsenheter 80, 81 innan de kodas i en kodningsenhet 82. De kodade signalerna släpps typiskt sett ut i skurar och bearbetas alltså i en skurhanteringsenhet 83. DL-signaler multiplexeras på bärarens tillgängliga kanaler i en kanalmultiplexerare 84 och moduleras i en modulator 85. UL-trafik demoduleras på ett analogt sätt i en demodulator 86 och demultiplexeras i en kanaldemultiplexerare 87.

I den föreliggande utföringsformen antas ett distribuerat antennsystem finnas och alla de använda bärania överförs till antennerna på en gemensam antennkabel 17. De moduleracle signalerna till och från transceiverenheten 72 multiplexeras i en antennöverföringsmultiplexerare 74. Antenn- överföringsmultiplexerare 74 och BCCH-injektom 33 verkar som en styrsignalsinjektor (jfr. fig. 5). Företrädesvis multiplexeras de bärare som innehåller styrsignaler på ett sätt som är lätt att extrahera eller filtrera ut. 10 15 20 25 30 527 951 22 Den multiplexerade signalen sänds på antennkabeln 17 och når sígnalväljarna 28 vid varje antenn 14. Signalväljarna innefattar ett filter 88 eller separeringsenhet, vilken separerar ut den bärare som innehåller de styrsignaler som år avsedda för den virtuella basstation som associeras med den särskilda antennen samt alla gemensamma trañkbärare, om det finns några. Dessa separerade bärare demultiplexeras i en demultiplexerare 89 och modifieras till de lämpliga egenskaperna för transmission. Signalerna i de separerade bärarna överförs sedan såsom radiofrekventa elektromagnetiska vågor av antennerna 14. Motsvarande funktionaliteter finns närvarande för Uli-kommunikation i signalväljania 28 och multiplexeringsenheterna 74 , 89.

Fig. 9 illustrerar en annan utföríngsform av implementationen av en VNC i en basstation. Här tillhandahålls funktionalitetema för översättning av bärare och styrsignaler DL med avseende på t.ex. kodning och skurhantering. BSCn 60 är ansluten till ett transceiverradiogränssnitt 71 i i basstationen 8, och signaler som är avsedda för de olika bärarna kopplas till separata transceiverenheter 72. Transceiverenheterna är på ett vanligt sätt anordnade för felhantering, kodning och skurhantering. Skurhanterings- enhetens 83 utgången är emellertid i denna utföringsform ansluten till VNCn 20, vilken utför nödvändig översättning av bärare och data associerat med de virtuella basstationerna. Signalerna som är avsedda för de olika virtuella nätbärarna multiplexeras i en multiplexerare 74 och överförs på den gemensamma antennkabeln. Signalväljarria 28 i denna utföringsform år förutom filtrerings- 88 och demultiplexeringsenheterna 89 även försedda med en kanalmultiplexerare 84, en modulatorenhet 85, en demodulerarenhet 86 och en kanaldemultiplexerare 87, vilka normalt är belägna inom huvudbasstationen 8.

Många andra implementeringar av den föreliggande uppfinningen år möjliga, och det föreliggande skyddet bör inte begränsas endast till de exemplífierande utföríngsformerna, utan istället helt och hållet definierat av de bifogade patentkraven. 10 15 20 25 30 527 931 23 Den föreliggande uppfinningens grundidé - separeringen av det virtuella nätet från huvudnätet ger tillkommande möjliga fördelar. Eftersom det virtuella nätets basstationer endast används i det virtuella nätet kan huvudnätet vara totalt ovetande om existensen därav. För att tillhandahålla en förbättrad positionsbestämning måste emellertid kunskapen om de virtuella basstationernas positioner utnyttjas. Detta betyder att även positionsbestämningsfunktionaliteten måste tillhandahållas av VNCn eller någon server ansluten därtill, såsom diskuterats flyktigt ovan. VNCn har den totala kunskapen om det virtuella nätets konfiguration, och de mobiler som är anslutna därtill sänder kontinuerligt mätrapporter som motsvarar deras grannlistor. En noggrann positionsbestämning kan därigenom tillhanda- hållas. l situationer där den basstation som innefattar VNCn drivs av t.ex. ett företag eller en myndighet, skulle denna noggranna positionering vara värd att skydda. Kunskap om hur rörelsemönstret för en specifik mobilterrninal kan användas t.ex. för planering av terroristattacker eller för industrispionage. I ett sådant fall kan operatören välja att hålla den noggranna positionen hemlig för resten av kommunikationsnätet. Den enda information som ges till nätet utanför kommer vara existensen av mobilterminalen någonstans inuti basstationens cell. Mobilterminalens mätrapporter, dvs. dess grannlista, måste modifieras på motsvarande sätt innan de vidarebefordras till det externa nätet. Fig. lO illustrerar en sådan grannlistemodifiering. På vänster sida illustreras en grannlista för internt bruk i det virtuella nätet. Denna lista innefattar poster som motsvarar mätningar av signaler från virtuella basstationer, betecknade med ett ”V” i början, och mätningar av signaler från vanliga basstationer. VNCn innefattas i en basstation som för det externa nätet betecknas med ”A”. VNCn rnodifierar grannlistan innan den vidarebefordras till det externa nätet.

Eftersom första posten är en virtuell basstation, tas denna post såsom huvudsignalen för hela det virtuella nätet. Mâtningsvärdena, t.ex. kvaliteten av radioförhållandet behålls, men hänvisar nu till den ”normala” 10 15 20 25 30 527 951 24 basstationen ”A”. Återstäende virtuella basstationsposter avlägsnas och endast den ordinarie basstationsposten behålls. Huvudnätet tar emot den modifierade grannlistan och kan använda denna för en positionsbestämning av något lägre noggrannhet.

Om en noggrann position ska exporteras till makronätet, dvs. nätet utanför det lokala nätet, måste detta hanteras och auktoriseras av VNCn och/ eller positoneringsenheten. I ett system där den lokala positionsuppskattningen hålls hemlig finns det företrädesvis en funktionalitet som går förbi denna hemlighet när ett nödanrop påbörjas. Ett nödanrop kan detekteras av VNCn, vilken då kan förse operatören med den kompletta positionsinforrnationen.

De situationer när en mobilterminal kommer in i eller lämnar det virtuella nätet fordrar vissa tillkommande arrangemang. I fig. 11A är en byggnad 120 utrustad med ett virtuellt nät med nio virtuella celler 121-129, men betraktas externt som en cell 140. Byggnaden 120 har en ingång 130, vilken täcks av virtuell cell 121. Eftersom användning av det virtuella nätet endast är av intresse vid entré genom ingången 130, kan den virtuella cellen 121 användas som en virtuell ingångscell. Denna virtuella cell har sedan företrädesvis samma BSIC och styrbärfrekvens som den ”externa” cellen 140.

När en mobilterminal lämnas över till cell 140, vilket styrs av en basstation som har en VNC, har rnobilterminalen kommit in i det virtuella nätet.

Mobilterminalen tar emot information om BSIC för virtuella celler och styrbärfrekvenser att söka efter från VNCn. VNCn tar även över handover- och positionsuppskattningsrutiner. De virtuella basstationerna kommer därigenom att uppträda i grannlistan. När mobilterminalen förflyttar sig inom byggnaden 120 kommer handover till andra virtuella celler att utföras av VN Cn. BSCn tror fortfarande att mobilterminalen är i cell 140.

Når mobilterminalen lämnar byggnaden och signalerna från den virtuella cellen 121 blir alltför låga, finns externa celler återigen tillgängliga i toppen 10 15 20 25 30 527 931 25 på grannlistan, och mobilterminalen efterfrågar en handover till en av dessa celler. VNCn känner igen denna cell som en extern cell och återlämnar handoverstyrningen till BSCn.

För att undvika att en mobil station som finns närvarande i en cell i det virtuella nätet skild från den virtuella cellen 121 efterfrågar en handover till en extern cell, kan VNCn avlägsna alla externa celler från rnätlistan. Ett alternativ är att förse externa celler i grannlistan med en flagga som indikerar att handover till den cellen inte är tillåten. Ett annat alternativ är att VNCn själv håller ordning på vilka handoveroperationer som är tillåtna.

Eftersom alla handover från en virtuell cell mäste hanteras av VNCn, kan VNCn lätt neka förfrågningar för handover till externa celler utom för mobilstationer som finns närvarande i den virtuella cellen 121.

I fig. llB har byggnaden två ingångar. Den virtuella ingångscellen 121 måste här vara närvarande vid båda ingängarna. Driften följer sedan de tidigare beskrivna principerna. En liten nackdel i detta sammanhang är att en positionsuppskattning kan ha svårigheter med att särskilja mellan de olika ingångarna 130.

I tig. llC illustreras en annan utföringsform, vilken lätt drivs med multipla ingångar 130. Här är den ”externa” cellen 140 för den basstation som är associerad med byggnaden 120 överlagrad över byggnadens hela yta.

Styrsignalerna och BSIC är tillgängliga överallt. När en mobilterrninal emellertid kommer in i denna cell kommer mobilterminalen automatiskt genom VNCn lämnas över till en virtuell cell, vilken därigenom kommer att tillhandahålla den förbättrade positionsuppskattningen. Den ”externa” cellen 140 kommer därigenom också att hållas på en låg utnyttjandenívå, vilket tillförsälcrar fri kapacitet för mobilstationer som kommer in i eller lämnar byggnaden. En sådan gemensam styrkanal kommer alltså att användas som ett gränssnitt mellan det virtuella nätet och huvudnätet. 10 15 20 25 30 527 931 26 Översättningen av bärare och olika kanaler hos bärarna mellan det externa nätet och det virtuella nätet kan orsaka vissa mindre komplikationer. Om en enda bärare för styrsignaler och ett antal rena trafikkanaler används vid det externa nätet, men alla bärare används för styrsignalering till olika virtuella basstationer är antalet trañkkanaler i det virtuella nätet mindre än i det externa nätet. Det externa nätet måste alltså informeras om att det finns en sådan begränsning i det totala antalet tillgängliga resurser. Den exakta konfigurationen av dessa resurser behöver inte vara känd.

VNCn gör det möjligt att behålla viss information hemlig inom det virtuella nätet. VNCn är även lämplig för att lägga till andra funktionaliteter. I ett område som täcks av en basstation, till exempel en byggnad, kan det finnas vissa delområden, för vilka det finns särskilda regler för användning av mobilterminaler. I ett sjukhus kan mobilterminalerna påverka vital medicinsk utrustning och därför är användningen av mobilterminaler ofta förbjuden i många sjukhusområden. Det kan emellertid finnas många platser inom ett sjukhus där användningen av mobilterminaler i alla fall skulle kunna tillåtas. Om ett sjukhus täcks av ett virtuellt nät kan VNCn bestämma varje mobilterrninals noggranna plats. Om en terminal kommer nära ett område, i vilket mobilterminaler år förbjudna kan VNCn antingen sända en underrättelse till användaren, eller helt enkelt koppla bort mobilterminalen.

En annan tillämpning lämplig att integrera i en VNC kunde vara ingångsauktorisering. Om en mobilterminal kommer in i ett område, in i vilket endast auktoriserad personal är tillåten att föra aktiva mobilterminaler, kan VNCn i samband med t.ex. en handoverprocedur begära ett auktoriseringsbevis från mobilterminalens användare. Om användaren inte kan tillhandahålla en sådan auktorisationsverifiering, kan VNCn koppla bort samtalet. Dessutom, om en mobil försöker att ansluta sig när den redan är i ett område med restriktioner kan VNCn begära sådana auktoriseringsverifikationer. lO 15 20 25 30 527 951 27 Effektstyrning är en annan specialitet i vilken VNCn företrädesvis verkar som ett moderator- eller översättningsorgan. Kommandon och mätningar från mobilen och BSCn översätts till information som är förståelig i respektive cellomgivning. Detaljema för de faktiska implementationerna kommer inte att diskuteras vidare.

Handhavandemetoden enligt den föreliggande uppfinningen riktar sig primärt mot handhavande i cellulära mobilradiosystem. GSM är den mobilradiotelefonistandard som används i de exemplifierande utförings- formerna som presenterats i denna presentation. Den föreliggande uppfinningen är emellertid även tillâmpbar på andra cellulära mobilradiosystem och deras relaterade standarder, såsom t.ex. andra radiostandarder grundade pà TDMA (multipelaccess med tidsdelning, eng.

Time Division Multiple Access), CDMA (multipelaccess med koddelning, eng.

Code Division Multiple Access), bredbands-CDMA (WCDMA) och TDD-teknik (tidsdelad duplex). .

I de ovan beskrivna GSM-baserade utföringsformerna är basstationen den radioaccesstation som används i GSM. Likaså är basstationsstyrenheten GSM-exemplet på en styrenhet för radioaccesstationer. I andra system finns dessa typer av noder, men ibland under något olika namn. I WCDMA till exempel motsvarar accesspunkter och radionätstyrenheter radioaccesstationerna respektive styrenheterna för radioaccesstationer. l 3G- tillämpningar betecknas basstationen typiskt sett med ”nod B”. I den föreliggande presentationen avser ”radioaccesstation” att innefatta alla olika typer av basstationer, nod B, accesspunkter etc. enligt den använda kommunikationsmetoden.

I de beskrivna GSM-baserade utföringsformerna utgör tidluckan en fysisk kanal. Den fysiska kanalen är den minsta delen av en radioresurs som kan allokeras till en enstaka särskild användare. En bärfrekvens kan därigenom ses som en uppsättning av tidluckor (eller fysiska kanaler) som alla är tillgängliga för användning av en särskild basstation. Basstationen kan även 10 15 20 25 30 527 931 28 ha tillgång till mer än en bärfrekvens, dvs. till mer än en uppsättning av fysiska kanaler. l WCDMA kännetecknas den fysiska kanalen av en särskild kod, typiskt sett en kombination av en förvrängningskod och en kanaliseringskod. Varje accesspunkt kan typiskt sett använda fysiska kanaler som har en särskild förvrängningskod, i princip oberoende av de använda kanaliseringskoderna.

Den naturligt definierade uppsättningen av fysiska kanaler som är tillgängliga för användning av en särskild radioaccesstation kännetecknas i WCDMA av en särskild förvrängningskod. Även i andra cellulära kommunikationssystem finns det en minsta allokerbar resursenhet, i den föreliggande presentationen kallad en fysisk kanal. Varje radioaccesstation har vidare typiskt sett tillgång till en viss uppsättning av fysiska kanaler, fördefinierade under cellplanering eller inte.

Principerna rörande bärare och tidluckor i de ovanstående utföringsformerna är därför allmänt tillämpbara på uppsättningar av fysiska kanaler och de fysiska kanalerna sj älva.

Huvudstegen i en utföringsform av ett förfarande enligt den föreliggande uppfinningen illustreras i Fig. 12. Proceduren börjar i steg 200. I steg 210 tillhandahålls styrsignaler som associeras med en första virtuell basstation till en första antenn. I steg 212 tillhandahålls styrsignaler associerade med en andra virtuell basstation till en andra antenn. En handover mellan de första och andra basstationerna utförs i en gemensam basstation som styr båda de virtuella basstationerna i steg 214. Proceduren avslutas i steg 299.

De ovan beskrivna utföringsformerna ska förstås som ett fåtal illustrativa exempel på den föreliggande uppfinningen. Fackmannen kommer att inse at olika modifieringar, kombinationer och ändringar kan göras på utföringsformerna utan att avlägsna sig från den föreliggande uppfinningens omfång. I synnerhet kan olika dellösningar i olika utföringsformer kombineras i andra konñgurationer, där det så är tekniskt möjligt. Den 527 931 29 föreliggande uppfmningens omfång defmieras emellertid av de bifogade kraven.

Claims (37)

10 15 20 25 30 527 931 30 PATENTKRAV

1. Radioaccesstation (8), som har tillgång till m uppsättningar av fysiska kanaler (co-c4), där m är ett heltal större än 1; och som har antennutgäng för anslutning till n antenner (14), där n är ett heltal större än 1, kännetecknad av en styrenhet (20) för ett virtuellt nät, innefattande en kanalöversättare (30), vilken ömsesidigt associerar kanaler som används för kommunikation med en styrenhet (60) för en radioaccesstation med fysiska kanaler i de uppsättningar av fysiska kanaler (Co-m) som används av de n antennema (l4); vilken styrenhet (20) för det virtuella nätet är anordnad att styra handoveroperationer mellan en första uppsättning av fysiska kanaler av de m uppsättníngarna av fysiska kanaler (co-c4) och en andra uppsättning av fysiska kanaler av de m uppsättningarna av fysiska kanaler (co-Cm).

2. Radioaccesstation enligt patentkrav 1, kännetecknar! av att styrenheten (20) för det virtuella nätet är anordnad att tillhandahålla styrsignaler som är associerade med en första virtuell radioaccesstation på den första uppsättningen av fysiska kanaler avsedd för en första antenn av de n antennema (l4); samt att styrenheten (20) för det virtuella nätet är anordnad att tillhandahålla styrsignaler som är associerade med en andra virtuell radioaccesstation, annan än den första virtuella radioaccesstationen, pä den andra uppsättningen av fysiska kanaler avsedd för en andra antenn av de n antennema (14) .

3. Radioaccesstation enligt patentkrav l eller 2, kännetecknar! av att styrenheten (20) för det virtuella nätet är anordnad att termínera information som år associerad med de separata virtuella radioaccesstationerna och att kommunicera endast den information som är associerad med radioaccesstationen som en helhet till styrenheten (60) för 10 15 20 25 30 527 951 31 radioaccesstationen, varigenom en ansluten mobilterrninal (6) upplever de n antennerna (14) som antenner för separata celler (7), medan styrenheten (60) för radioaccesstationen upplever de n antennema (14) som antenner i en enda cell (4).

4. Radioaccesstation enligt något av patentkraven 1 till 3, kännetecknar! av att styrenheten (20) för det virtuella nätet vidare innefattar organ (38) för positionsestimering grundad på grannlistor (100; 110).

5. Radioaccesstation enligt patentkrav 4, kännetecknar! av att styrenheten (20) för det virtuella nätet vidare innefattar organ för modifiering av grannlistor (100; 110) för anslutna terminaler (6) för vidarebefordring till styrenheten (60) för radioaccesstationen.

6. Radioaccesstation enligt något av patentkraven 1 till 5, kännetecknad av att antennutgàngen är en utgång för en gemensam antennkabel (17) .

7. Radioaccesstation enligt något av patentkraven 1 till 6, kännetecknad av att styrenheten (20) för det virtuella nätet innefattar en injektor (26, 33) för rundsända styrsignaler.

8. Radioaccesstation enligt något av patentkraven l till 5, kännetecknar! av att åtrninstone en av de n antennema (14) är ansluten genom en separat antennkabel.

9. Radioaccesstation enligt något av patentkraven 1 till 8, kännetecknad av att radioaccesstationen är vald från listan: basstation; accesspunkt; samt nod B. 10 15 20 25 30 527 931 32

10. Radioaccesstation enligt något av patentkraven 1 till 9, kännetecknad av att radioaccesstatíonen verkar enligt GSM, varvid uppsättningar-na av fysiska kanaler âr frekvensbårare (Co-C-i) och de fysiska kanalerna är tidluckor.

11. ll. Radioaccesstation enligt något av patentkraven 1 till 9, kännetecknad av att radioaccesstationen verkar enligt CDMA eller WCDMA, kanaler kännetecknas av förvrängningskoder och de fysiska kanalerna kännetecknas av varvid uppsättningarna av fysiska kanaliseringskoder.

12. Radioaccesstation enligt något av patentkraven 1 till ll, kännetecknad av organ för anvåndningsbegränsning av mobilterminaler i områden som täcks av radioaccesstationen.

13. Radioaccesstation enligt patentkrav 12, kännetecknad av att organet för användningsbegrånsning innefattar meddelandeorgan, vilket sänder ett meddelande till en mobilterminal när den kommer in i ett omrâde med användningsbegränsning.

14. Radioaccesstation enligt patentkrav 12 eller 13, kännetecknad av att organet för användningsbegrånsning innefattar urkopplingsorgan, vilket kopplar bort kommunikation till en mobilterminal som befinner sig i ett område med användningsbegränsning.

15. Radioaccesstation enligt patentkrav 12, 13 eller 14, kännetecknad av att organet för användningsbegrânsning innefattar auktoriseríngsorgan, vilket begår en auktoriseringsverifiering från en mobilterminal som befinner sig i eller kommer in i ett område med användningsbegränsning.

16. Radíoaccessnät, innefattande: styrenhet (60) för radioaccesstation; 10 15 20 25 30 527 931 33 radioaccesstation (8) som har tillgång till m uppsättningar av fysiska kanaler (co-c4), där m är ett heltal större än 1; samt n antenner (14) anslutna till radioaccesstationen (8), där n är ett heltal större än l; kännetecknat av att radioaccesstationen (8) innefattar en styrenhet (20) för ett virtuellt nät, vilken styrenhet innefattar en kanalöversättare (30), vilken ömsesidigt associerar kemaler som används för kommunikation med styrenheten (60) för radioaccesstatíonen med fysiska kanaler i de uppsättningar av fysiska kanaler (c0-c4) som används av de n antennema (14); vilken styrenhet (20) för det virtuella nätet är anordnad att styra handoveroperationer mellan en första uppsättning av fysiska kanaler av de m uppsättningarna av fysiska kanaler (c0-c4) och en andra uppsättning av fysiska kanaler av de m uppsättningama av fysiska kanaler (co-C4).

17. Radioaccessnät enligt patentkrav 16, kännetecknat av att styrenheten (20) för det virtuella nätet är anordnad att tillhandahålla styrsignaler som är associerade med en första virtuell radioaccesstation på den första uppsättningen av fysiska kanaler avsedd för en första antenn av de n antennema (14); samt att styrenheten (20) för det virtuella nätet är anordnad att tillhandahålla styrsignaler som är associerade med en andra virtuell radioaccesstation, annan än den första virtuella radioaccesstationen, på den andra uppsättningen av fysiska kanaler avsedd för en andra antenn av de n antennema (14)

18. Radioaccessnät enligt patentkrav 16 eller 17, kännetecknat av att styrenheten (20) för det virtuella nätet är anordnad att terminera information som är associerad med de separata virtuella radioaccesstationerna och att kommunicera endast information som år associerad med radioaccesstationen som en helhet till styrenheten (60) för radioaccesstationen, varigenom en ansluten mobilterminal (6) upplever de n antennema (14) som antenner för 10 15 20 25 30 527 931 34 separata celler (7), medan styrenheten (60) för radioaccesstationen upplever de n antennerna (14) som antenner i en enda cell (4).

19. Radioaccessnåt enligt något av patentkraven 16 till 18, kännetecknat av att styrenheten (20) för det virtuella nätet vidare innefattar organ för positionsestimering grundad på grannlistor (100; 110).

20. Radioaccessnät enligt patentkrav 19, kännetecknat av att styrenheten (20) för det virtuella nätet vidare innefattar organ för modifiering av grannlistor (100; 110) fór anslutna mobiltermínaler (6) för vidarebefordring till styrenheten (60) för radioaccesstationen.

21. Radioaccessnät enligt något av patentkraven 16 till 20, kännetecknat av att de n antennema (14) är anslutna genom en gemensam antennkabel (1 7) .

22. Radioaccessnåt enligt något av patentkraven 16 till 21, kännetecknat av signalväljare (28) vid var och en av de n antennema (14) och av att styrenheten (20) för det virtuella nätet innefattar en injektor (26, 33) för rundsända styrsignaler.

23. Radioaccessnåt enligt något av patentkraven 16 till 20, kännetecknad av att åtminstone en av de n antennerna (14) är ansluten genom en separat antennkabel.

24. Radioaccessnät enligt något av patentkraven 16 till 23, kännetecknar! av att radioaccesstationen är vald från listan: basstation; accesspunkt; samt nod B.

25. Radioaccessnât enligt något av patentkraven 16 till 23, kännetecknat av att styrenheten för radioaccesstationen år vald från listan: 10 15 20 25 30 527 951 35 basstationsstyrenhet; samt radionätstyrenhet.

26. Radioaccessnât enligt något av patentkraven 16 till 25, kännetecknat av att radioaccessnåtet verkar enligt GSM, varvid uppsättningar-na av fysiska kanaler år frekvensbärare (co-c4) och de fysiska kanalerna år tidluckor.

27. Radioaccessnåt enligt något av patentkraven 16 till 25, kännetecknas! av att radioaccessnätet verkar enligt CDMA eller WCDMA, varvid uppsåttningarna av fysiska kanaler kännetecknas av förvrängnings- koder och de fysiska kanalerna kännetecknas av kanaliseringskoder.

28. Förfarande för handhavande av en del av ett mobilkomrnunikationsnät, kännetecknat av steget: utförande, i en radíoaccesstation (8), av en handover av en kommunikation mellan uppsättningar av fysiska kanaler (co-C4) för två antenner (14) som styrs av radioaccesstationen (8).

29. Förfarande enligt patentkrav 28, kännetecknat av att handovern utförs transparent med avseende på en styrenhet (60) för radioaccesstationer som styr radioaccesstationen (8).

30. Förfarande enligt patentkrav 28 eller 29, kännetecknat av de ytterligare stegen: tillhandahållande av styrsignaler som är associerade med en första virtuell radíoaccesstation på en första uppsättning av fysiska kanaler avsedd för en första antenn; samt tillhandahållande av styrsignaler som är associerade med en andra virtuell radíoaccesstation, annan ån den första virtuella radioaccesstationen, på en andra uppsättning av fysiska kanaler avsedd för en andra antenn. 10 15 20 25 30 527 931 36

31. Förfarande enligt något av patentkraven 28 till 30, kännetecknat av det ytterligare steget: adaptiv associering av fysiska kanaler för virtuella radioaccesstationer med kommunikationskanaler som används mellan radioaccesstationen (8) och styrenheten (60) för radioaccesstationen.

32. Förfarande enligt något av patentkraven 28 till 31, kännetecknat av det ytterligare steget: uppskattning, i radioaccesstationen (8), av en position för en mobilterminal (6) ansluten till en virtuell radioaccesstation.

33. Förfarande enligt patentkrav 32, kännetecknat av att uppskattningssteget grundar sig på ett innehåll i en grannlista.

34. Förfarande enligt patentkrav 32 eller 33, kännetecknat av det ytterligare steget: anvândningsbegrånsning av en mobilterminal i områden som täcks av radioaccesstationen.

35. Förfarande enligt patentkrav 34, kännetecknat av att steget användningsbegrånsning innefattar steget att meddela en mobilterminal når den kommer in i ett område med anvåndningsbegränsning.

36. Förfarande enligt patentkrav 34 eller 35, kännetecknat av att steget användningsbegränsning innefattar steget att koppla bort kommunikationer till en mobilterminal som befinner sig i ett område med användningsbegrånsníng.

37. Förfarande enligt patentkrav 34, 35 eller 36, kännetecknat av att steget användningsbegrånsning innefattar steget att begära en auktoriseringsverifiering från en mobilterminal som befinner sig i eller kommer in i ett område med anvåndningsbegränsning.