FI106283B - Solukkoradiosynkronointi - Google Patents

Description

Solukkoradiosvnkronointi 106283

Esillä olevan keksintö koskee menetelmää ja laitetta matkaviestinlaitteen synkronoimiseksi ensimmäisestä radiolähettimestä lähetettyyn ensimmäiseen 5 radiokanavaan, kun matkaviestinlaite on parhaillaan synkronoitu toisesta radiolähettimestä lähetettyyn toiseen radiokanavaan.

Matkapuhelinverkossa on monissa tilanteissa suotavaa pystyä ainakin likimääräisesti tunnistamaan matkaviestimen (MS) sijainti esimerkiksi muutaman ίο sadan metrin tarkkuudella. Tämä voi olla hyödyllistä esimerkiksi hätäajoneuvon lähettämiseksi, kun matkaviestimestä MS soitetaan hätäpuhelu.

EP0767594 kuvaa järjestelmää, joka pystyy saavuttamaan tarkan sijainninmäärityksen ja joka mittaa solukkoverkon vastaavien lähitukiasemien 15 (Base Transceiver Station eli BTS) joukon säännöllisin väliajoin lähettämien synkronointisekvenssien saapumisajan matkaviestimeen MS. Mitatut saapumisajat (joita kutsutaan termillä havaitut aikaerot eli Observed Time Differences (OTD)) ovat suhteessa matkaviestimen MS sisäiseen kelloon, joka on synkronoitu palvelevan tukiaseman lähettämien synkronointisekvenssien kanssa, 20 ja käyttäjä- ja signalointitietoja lähetetään matkaviestimen MS ja solukkoverkon välillä palvelevan tukiaseman BTS kautta. Jos oletetaan, että lähitukiasemat ja palveleva tukiasema lähettävät synkronointisekvenssinsä täsmälleen saman aikaisesti, silloin lähitukiasemille mitatut havaitut aikaerot OTD edustavat eroa etenemisajoissa vastaavien lähitukiasemien ja palvelevan tukiaseman välillä.

25 Käytännössä lähitukiasemia ei ole synkronoitu palvelevan tukiaseman kanssa (ts. on olemassa ajoituspoikkeama tai reaaliaikaero (Real Time Difference eli RTD)), ” ja mitatut havaitut aikaerot OTD on tarpeen kompensoida käyttämällä reaaliaikaeroja RTD varsinaisen eli geometrisen aikaeron (Geometric Time Difference eli GTD) saamiseksi (ts. GTD = OTD - RTD). EP0767594 järjestelmän 30 toimintaperiaatetta on havainnollistettu kuvassa 1, jossa kullekin lähitukiasemalle BTS saatua geometrista aikaeroa GTD voidaan käyttää määrittelemään hyperbeli, hyperbelien leikkauspisteen ollessa matkaviestimen MS sijaintipaikka.

EP0767594 edellyttää, että matkaviestimen radiovastaanotin viritetään vuorollaan 35 lähitukiasemien, joille aikaero OTD halutaan, kullekin lähetystaajuudelle.

Virittämisen jälkeen vastaanotettu signaali analysoidaan esimerkiksi käyttämällä sovitettua suodatinta, kunnes tarvittava synkronointisekvenssi saadaan. Tämän lähestymistavan ongelmana on se, että jos synkronointisekvenssiä ei saada, esim. ·' kohinan takia, vastaanottimen täytyy silloin jatkaa kuuntelua, kunnes seuraava 40 synkronointisekvenssi vastaanotetaan. Tämän vuoksi synkronointisekvenssin 106283 hankkiminen voi viedä suhteellisen pitkän ajan, josta suuren osan aikaa vastaanotin on tarpeettomasti varattu. Lisäksi, koska matkaviestin analysoi suuria tietomääriä synkronointisekvenssien välillä, mahdollisuus, että ilmaisin tunnistaa virheellisesti synkronointisekvenssin, kasvaa suuresti.

w 5

Hakemusjulkaisu Fl 902080 esittää mentelmän kiinteiden radioasemien ja liikkuvan radioaseman välisen tahdistussignaalin etenemisaikojen mittaamiseksi ja tahdistussignaalien välisen aikasiirtymän laskemiseksi. Esitetyssä menetelmässä liikkuva asema määrittää tahdostussignaalien aikaeron nykyisen tukiaseman ίο (ensimmäinen tukiasema) ja tukiaseman, jonka alaisuuteen liikkuva asema on siirtymässä (toinen tukiasema), välillä. Toinen tukiasema antaa näiden tietojen perusteella laskettuja tahdistustietoja alaisuuteensa siirtyville liikkuville asemille, jotka vastaavasti hyödyntävät tietoja siirtyessään toisen tukiaseman alaisuudesta ensimmäisen tukiaseman alaisuuteen. Esitetyssä ratkaisussa matkaviestin hoitaa 15 itse määrityksen käyttämällä toisistaan riippumattomia muuttuvia signaaliteitä, joka aiheuttaa prosessiin epätarkkuutta.

Nämä samat ongelmat esiintyvät missä hyvänsä on tarpeen synkronoida matkaviestin uuteen radiokanavaan, kun matkaviestin on parhaillaan synkronoitu 20 jonkin muun radiokanavan kanssa. Esimerkiksi, kun matkaviestin siirtyy tukiaseman peittoalueen ulkopuolelle, matkaviestimen yhteysvastuu on luovutettava (handover) uudelle tukiasemalle, joka voi tarjota hyväksyttävän peiton matkaviestimelle. Matkaviestin voi suorittaa minä tahansa tiettynä aikana alustavia synkronointimittauksia useilla potentiaalisilla kanavanvaihtokandidaateilla niin, että 25 kanavanvaihto voidaan tarvittaessa suorittaa nopeasti.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on poistaa edellä mainitut haitat tai ainakin vähentää niitä. Tämä ja muut tarkoitusperät saavutetaan ilmoittamalla matkaviestimelle odotettu saapumisaika sen tukiaseman lähettämälle 30 synkronointisekvenssille tai -ominaisuudelle, johon tukiasemaan matkaviestin synkronoidaan.

; Esillä oleva keksintö tarjoaa aikajakoisessa monikäyttö (Time Division Multiple

Access eli TDMA) -matkapuhelinjärjestelmässä menetelmän matkaviestinlaitteen 35 synkronoimiseksi ensimmäisestä radiolähettimestä lähettyyn ensimmäiseen radiokanavaan, kun matkaviestinlaite on parhaillaan synkronoitu toisesta radiolähettimestä lähetettyyn toiseen radiokanavaan, ja jossa mainittu ensimmäinen radiokanava siirtää ainakin yhden synkronointiominaisuuden, jossa menetelmässä: 106283 määritetään reaaliaikaero mainittujen ensimmäisen ja toisen radiolähettimen toimintakellojen välillä; lähetetään mainittu määritetty reaaliaikaero, tai siitä johdettu arvo tai johdetut arvot, mainitusta toisesta lähettimestä matkaviestinlaitteeseen mainitun toisen 5 radiokanavan yli; ja saadaan matkaviestinlaite kuuntelemaan mainittua ensimmäistä radiokanavaa mainittua synkronointiominaisuutta varten mainitusta reaaliaikaerosta tai mainitusta arvosta (mainituista arvoista) johdetun aikaikkunan aikana. Menetelmälle on tunnusomaista se, että menetelmässä määritetään 10 mainittu reaaliaikaero käyttämällä saatuja aikaviivesuhteita radiovastaanottimelle, jolla sijainti on kiinteä ja tunnettu.

Milloin aikaikkuna, jonka yli matkaviestinlaite kuuntelee mainittua ensimmäistä radiokanavaa, on suhteellisen kapea, esillä olevan keksinnön suoritusmuodot 15 voivat olennaisesti vähentää sitä mahdollisuutta, että ensimmäisen radiokanavan toisten osien kohina tai muut signaalit aiheuttavat virheellisiä havaintotuloksia. Lisäksi esillä olevan keksinnön suoritusmuodot voivat laskea matkaviestinlaitteen tehonkulutusvaatimuksia, koska laitteen vastaanottimen on oltava aktiivinen ainoastaan aikaikkunan keston ajan.

20

Mainittu reaaliaikaero määritetään edullisesti käyttämällä aikaviivesuhteita, jotka on saatu radiovastaanottimelle, jonka sijainti on kiinteä ja tunnettu. Esillä olevan keksinnön eräässä suoritusmuodossa mainitussa kohdassa mainittujen ensimmäisen ja toisen radiovastaanottimen toimintakellojen välisen reaaliaikaeron 25 määrittämiseksi; saadaan radiovastaanotin, jonka sijainti on tunnettu ja joka on synkronoitu " mainittuun toiseen radiokanavaan, kuuntelemaan mainitulla ensimmäisellä radiokanavalla mainittua synkronointiominaisuutta ja määrittämään lähetetyn ominaisuuden saapumisajan (OTD), jossa mainittu saapumisaika (OTD) edustaa 30 etenemisviiveiden eroa mainittujen ensimmäisen ja toisen radiokanavan yli matkaviestimeen kompensoituna kahden lähettimen toimintakellojen välisellä reaaliaikaerolla (RTD); ja j määritetään todellinen ero (GTD) etenemisviiveiden välillä mainittujen ensimmäisen ja toisen radiokanavan yli matkaviestimeen käyttämällä mainitun ' 35 radiovastaanottimen ja ensimmäisen ja toisen radiolähettimen tunnettuja sijainteja; ja määritetään mainittu RTD käyttämällä mainittua OTD:tä ja mainittua GTD:tä.

Esillä olevaa keksintöä voidaan edullisesti käyttää järjestelmässä, joka on 40 järjestetty määrittämään matkaviestinlaitteen sijainti ja jossa laitteen on mitattava 106283 OTD:eitä suurelle joukolle lähitukiasemia suhteessa palvelevaan tukiasemaan. Solukkoverkko määrittää kullekin lähitukiasemalle RTD:n ja lähettää sen matkaviestimeen. Matkaviestin käyttää sitten RTD:tä määritelläkseen aikaikkunat, joiden aikana se kuuntelee vastaavia radiokanavia. Luettelo lähitukiasemista 5 lähetetään edullisesti matkaviestimeen palvelevalta tukiasemalta yhdessä vastaavien RTD:eiden kanssa.

Esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää määrittämään ajoituksen ennakkoarvo (Timing Advance) uudelle tukiasemalle (TAN), jolle matkaviestimen yhteysvastuu 10 luovutetaan (handed over). Tämä voidaan tehdä ennen kanavanvaihtoa käyttämällä nykyiselle palvelevalle tukiasemalle (TAS) aiemmin määritettyä ajoituksen ennakkoarvoa, reaaliaikaeroa (RTD) uudelle tukiasemalle suhteessa palvelevaan tukiasemaan ja uudelle tukiasemalle mitattua havaittua aikaeroa (OTD), ts. TAN = 2(OTD - RTD) + TAS.

15

Mainitut synkronointiominaisuudet ovat edullisesti synkronointisekvenssejä, jotka tukiasema lähettää säännöllisin väliajoin yleislähetyskanavan yli.

Jotta keksintö voitaisiin ymmärtää paremmin ja osoittaaksemme, kuinka se 20 voidaan toteuttaa käytännössä, viittaamme esimerkinomaisesti oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 havainnollistaa havaitun aikaeron menetelmää (Observed Time Difference) matkaviestimen sijainnin saamiseksi; kuva 2 havainnollistaa GSM-järjestelmää, jota on muunneltu toteuttamaan 25 kuvan 1 havaitun aikaeron menetelmä; ja kuva 3 havainnollistaa eri ajoituksia kuvan 2 järjestelmässä.

9

Kuva 2 esittää GSM-verkkoa, joka sulkee piiriinsä esillä olevan keksinnön. Viittaamme ’’The GSM System for Mobile Communications”, Mouly ja Pautet, ja 30 "An introduction to GSM”, Redl, Weber ja Oliphant, Artech House Publishers Inc. 1995, johdantona GSM:ään. Verkossa on muun muassa tukiasemat (Base Tranceiver Stations eli BTS)1-6, tukiasemaohjaimet (Base Station Controller eli ; BSC) 7,8 (joista jokainen BSC ohjaa tukiasemien BTS osajoukkoa), matkapuhelinkeskus (Mobile Switching Centre eli MSC) 9, joka on linkitetty 35 kahteen tukiasemaohjaimeen BSC 7,8, ja lyhytsanomapalvelu-palvelukeskus (Short Message Service-Service Centre eli SMS-SC) 10.

Verkko käyttää kotirekisteriä (Home Location Register eli HLR) ja vierasrekisteriä (Visitor Location Register eli VLR), joita ei esitetä kuvassa 2, matkaviestimen tilan 40 ja sijaintialueen ylläpitämiseksi, tai vieraan verkon osoitetta, jos matkaviestintä ei 106283 ole rekisteröity kotiverkkoonsa. Verkon MSC 9 viestii lisäverkkojen kanssa, mukaan lukien yleinen kytkentäinen puhelinverkko (Public Switched Telephone Network eli PSTN), yhdyskäytävän MSC (Gateway MSC eli GMSC) 11 kautta, sekä käyttö- ja kunnossapitokeskuksen (Operation and Maintenance Centre eli 5 OMC) 12 kanssa. OMC 12 ylläpitää ja päivittää tietoja verkossa.

Matkaviestimenpaikannuskeskus (Mobile Positioning Centre eli MPC) 13 lisätään tavanomaiseen GSM-verkkoarkkitehtuuriin ja sitä käyttävät sijaintisovellukset 14,15, jotka myös ovat lisäyksiä tavanomaiseen GSM-verkkoarkkitehtuuriin.

ίο Kuva 2 esittää matkaviestintä MS 16, jonka tässä esitetyssä tarkoituksessa oletetaan pystyvän vastaanottamaan lähetyksiä jokaiselta tukiasemalta BTS 1 -6. Matkaviestin MS on minä tahansa tiettynä aikana rekisteröitynyt ainoastaan yhteen tukiasemaan BTS (BTS 6 kuvassa 2), jota kutsutaan "palvelevaksi” tukiasemaksi. Käyttäjätietoja ja signalointitietoja viestitään verkon ja is matkaviestimen MS 16 välillä tämän palvelevan tukiaseman BTS 6 kautta. MS 16 seuraa kuitenkin myös jatkuvasti muilta ympäröiviltä tukiasemilta BTS 1-5 vastaanotettujen signaalien tasoa helpottaakseen kanavanvaihtoa esimerkiksi, kun MS 16 siirtyy yhden tukiaseman palvelualueelta toisen tukiaseman palvelualueelle. Ohjaava tukiasemaohjain BSC 8 tunnistaa nämä ympäröivät 20 tukiasemat BTS 1-5 matkaviestimelle MS 16 palvelevan tukiaseman BTS 6 välityksellä, kun MS 16 viestii aktiivisesti verkon kanssa. MS 16 raportoi mitatut signaalitasot hitaan liitännäisohjauskanavan (Slow Associated Control Channel eli SACH) yli tukiasemaohjaimelle BSC 8 tukiaseman BTS 6 kautta. Vastaanotetuista signaalitasoista tukiasemaohjain BSC 8 voi määrittää, pitäisikö matkaviestin MS 25 16 luovuttaa toiselle tukiasemalle BTS 1 -5 ja/vai pitäisikö matkaviestimelle MS 16 lähettää uusi ”kanavanvaihto”-luettelo tukiasemista matkaviestimen MS 16 tarkkailtavaksi.

GSM-järjestelmä on aikajakoiseen monikäyttöön (Time Division Multiple Access eli 30 TDMA) perustuva järjestelmä, jossa tietoja lähetetään verkon ja matkaviestimien välillä matkaviestimille varatuissa aikaväleissä. TDMA-kehys on jaettu kahdeksaan aikaväliin. Tämän menetelmän johdosta matkaviestin MS 16 on synkronoitava ” I palvelevan tukiaseman BTS 6 kanssa sen varmistamiseksi, että matkaviestimestä MS 16 lähetetyt tiedot vastaanotetaan tukiasemalla BTS 6 matkaviestimelle MS ’ 35 16 varatussa aikavälissä ja, että matkaviestimen MS 16 vastaanottamat signaalit näytteistetään oikeissa kohdin ajassa. Tukiasemalta BTS 6 matkaviestimeen MS 16 lähetetyt tiedot sisältävät synkronointisekvenssejä, jotka matkaviestin MS 16 tuntee ja jotka sallivat matkaviestimen MS 16 lukkiutua tukiaseman BTS 6 lähetyksiin. Matkaviestimen MS 16 sisäinen kello synkronoidaan täten tukiaseman 40 BTS 6 kellon kanssa, mutta sisältäen säätöpoikkeaman, joka vastaa 106283 etenemisviiveaikaa palvelevan tukiaseman BTS 6 ja matkaviestimen 16 välillä. Matkaviestimen MS 16 ja tukiaseman BTS 16 välinen etenemisaikaviive lasketaan (säännöllisin aikavälein) ja lähetetään tukiasemalta BTS 6 matkaviestimeen MS 16 ajoituksen ennakkoarvona (Timing Advance value eli TA), jotta matkaviestin 5 MS 16 voi kompensoida etenemisviiveen lähetyksissään.

Oletetaan, että toinen verkkosovelluksista 14,15 pyytää, että matkaviestimen MS 16 paikka on määritettävä. Tämän pyynnön voi panna alulle matkaviestin MS 16 itse, verkko tai kaukotilaaja tai -liittymä, ja se välitetään ίο matkaviestimenpaikannuskeskukseen MPC 13. MPC 13 pitää kutakin tukiasemaa varten ”sijainti”-luetteloa muista tukiasemista, jotka sopivat tuon tukiaseman palveleman matkaviestimen paikan määrittämiseksi. Tämän tiedon on matkaviestimenpaikannuskeskukselle MPC 13 tuottanut käyttö- ja kunnossapitokeskus OMC 12. Vastaanotettuaan paikanmäärityspyynnön, MPC 13 15 tiedustelee matkapuhelinkeskuksessa MSC 9 olevista rekistereistä (HLR ja VLR) matkaviestimen MS 16 tilaa ja, jos MS 16 on aktiivinen, palvelevaa tukiasemaa.

Jos matkaviestin ei ole sillä hetkellä aktiivinen, mutta sen raportoidaan olevan kytketty päälle, MSC 9 hakee silloin sijaintialueella LA olevat tukiasemat määrittääkseen palvelevan tukiaseman. MPC 13 valitsee sen lähitukiasemien 20 joukon, joka vastaa palvelevaa tukiasemaa, ja tämä joukko tai luettelo lähetetään matkaviestimeen MS 16 palvelevan tukiaseman BTS 6 kautta. Valittu sijaintiluettelo voi tunnistaa vähintään kaksi tukiasemaa. Nämä voivat olla jo kanavanvaihtoluettelossa tunnistettuja tukiasemia, ts. tukiasemia 1-5, tai sijaintiluettelo voi sisältää muita tukiasemia. On ilmeistä, että tukiasemat, jotka 25 sopivat käytettäviksi paikanmäärityksessä, voivat olla suhteellisen kaukana matkaviestimestä MS 16, koska tarvitaan ainoastaan yksisuuntainen radiolinkki *: tukiasemalta matkaviestimeen MS 16. Tärkeää on se, että tunnistetuilla tukiasemilla on optimaalinen, tai lähes optimaalinen, geometria paikanmääritykseen.

30

Palveleva BTS 6 lähettää yhdessä lähitukiasemaluettelon kanssa matkaviestimeen 16 vastaavan luettelon reaaliaikaeroista (RTD), jotka edustavat • w eri luetteloon merkittyjen tukiasemien ja palvelevan tukiaseman välisiä ajoituspoikkeamia. Näiden RTD:eiden johtamista selitetään alla. Kun matkaviestin 35 MS 16 tietää RTD.n lähitukiasemalle, se voi oman ajoituksensa perusteella arvioida, milloin seuraava (ja peräkkäinen) synkronointisekvenssi saapuu tuolta lähitukiasemalta. Tätä menettelyä selitetään seuraavassa viittaamalla kuvaan 3: (1) Matkaviestin synkronoi itsensä palvelevalta tukiasemalta tavanomaiseen tapaan (a) lähetettyjen synkronointisekvenssien vastaanottoaikaan.

106283 (2) Palveleva tukiasema lähettää ajoituksen ennakkoarvon (Timing Advance eli TA) palvelevaa tukiasemaa varten matkaviestimeen, jälleen tavanomaisella tavalla.

(3) Palveleva tukiasema lähettää sitten matkaviestimeen itsensä ja 5 sijaintiluetteloon merkittyjen lähitukiasemien väliset RTD-arvot.

(4) Matkaviestin vähentää puolet TA-arvosta omasta ajoituksestaan saadakseen palvelevan tukiaseman ajoituksen (b).

(5) Matkaviestin lisää (tai vähentää riippuen siitä, miten RTD määritellään) kunkin RTD-arvon palvelevan tukiaseman ajoitukseen arvioidakseen ίο vastaavan lähitukiaseman ajoituksen (mukaan lukien matkaviestimen ja lähitukiasemien välisen tuntemattoman etenemisviiveen virheen) (c).

Kuten yllä osoitettiin, synkronointisekvenssin saapumisajan arviolla lähitukiasemalta ei ota huomioon tuon tukiaseman ja matkaviestimen väliseen 15 etenemisviitettä. GSM-verkossa tyypillisen solun säde on muutamia kilometrejä antaen tyypillisen 0,01 mSec:n luokkaa olevan etenemisviiveen. Edellyttäen, että peräkkäisten synkronointisekvenssien erotus on tyypillisesti noin 0,577ms (ts. yksi sekvenssi väliä kohti, kun TDMA-kehys on jaettu 8 väliin), vaikka mittausikkunaa laajennetaan 0,1 ms jommallakummalla puolella synkronointisekvenssin odotettua 20 kestoa, ikkuna pysyy lyhyenä suhteessa synkronointisekvenssin erotusaikaan. Tämä vähentää tehon kulutusta, lisää onnistuneen vastaanoton mahdollisuutta ja säästää laskentakapasiteettia matkapuhelimessa. Kun synkronointisekvenssi saapuu odotetusti, tämä vahvistaa myös lähettävän tukiaseman identiteetin. Jos synkronointisekvenssi saapuu kuitenkin aivan eri aikaikkunassa kuin odotettiin, 25 tämä osoittaa matkaviestimelle 16, että on tapahtunut virhe.

” Jos oletetaan, että palveleva tukiasema BTS 6 ja yksi luetteloon merkityistä tukiasemista lähettävät synkronointisekvenssejä samanaikaisesti, silloin ero sekvenssin saapumisajassa matkaviestimeen MS 16 (havaittu aikaero eli 30 Observed Time Difference, OTD) vastaisi eroa matkaviestimen MS 6 ja kahden tukiaseman välisessä etenemisviiveessä. Tämä sallisi matkaviestimen MS 6 paikan sijoittamisen hyperbelille, kuten kuvassa 1 on esitetty, palvelevan J tukiaseman BTS 6 ja kunkin luettelossa olevan tukiaseman välillä olemassa olevien reaaliaikaerojen (RTD) puuttuessa. Tämän takia varsinaisen 35 etenemisviive-eron (geometrinen aikaero eli Geometric Time Difference, GTD) antaa GTD = OTD - RTD.

RTD:n määrittämiseksi palvelevan tukiaseman BTS 6 ja jonkin luetteloon merkityn tukiaseman välillä (käytettäväksi GTD:n saamiseksi ja määrittelemään yllä kuvattu 40 mittausikkuna) käytetään radiopäätettä, jonka paikka on kiinteä ja verkon tuntema.

106283

Kuva 2 havainnollistaa kahta tällaista päätettä 17,18. Koska päätteen paikka on tunnettu, tunnetaan myös GTD mille tahansa kahdelle tukiasemalle. Saamalla OTD-arvo tukiasemaparille, tuolle parille voidaan johtaa RTD-arvo. Kun OTD-mitta on saatu matkaviestimelle MS 6, jonka paikkaa ei tunneta ja joka pitäisi määrittää, 5 vastaava GTD voidaan saada käyttämällä mitattua OTD.tä ja laskettua RTD:tä. Luettelo lähitukiasemista, joille tarvitaan RTD:t, lähetetään palvelevalta tukiasemalta RTD-matkaviestimille MS 17,18. Tämän laskutoimituksen yksityiskohtaisemman kuvauksen osalta viittaamme EP0767594:ään.

ίο Kuten on jo mainittu, kuva 2 esittää järjestelmäresurssia 5, jota kutsutaan lyhytsanomapalvelu-palvelukeskukseksi (Short Message Service-Service Centre eli SMS-SC). Lyhytsanoma on 160-merkin pituinen, ainoastaan tekstiä sisältävä viestimuoto, joka toimii erillisenä GSM-matkaviestinverkon puhepalvelusta ja se on määritelty ETSI:n GSM-suosituksessa GSM 03.40. Tämä suositus kuvaa 15 palvelukeskuksen (Service Centre) yhdistämistä matkapuhelinkeskukseen (Mobile Switching Centre eli MSC), kuten MSC 9 kuvassa 2, ja se kuvaa myös palvelukeskuksen (Service Centre eli SC) toiminnan lyhytsanomien lähettämisen ja välittämisen yhteydessä. Tätä olemassa olevaa palvelua voidaan hyödyllisesti käyttää välittämään luettelo lähitukiasemista ja vastaavista RTD:eistä, joita 20 käytetään paikanmäärityksessä, verkosta matkaviestimeen 16. SMS-palvelua voidaan myös käyttää välittämään OTD:t matkaviestimestä MS 16 matkaviestimenpaikannuskeskukseen MPC 13, jossa arvoja käytetään matkaviestimen MS 16 paikan laskemiseksi.

25 Vaihtoehtona lyhytsanomaviestin käytölle positiotietojen lähettämiseksi palvelevan tukiaseman BTS 6 ja matkaviestimen MS 16 välillä, tietoja voidaan lähettää ·: esimerkiksi pakettitietokanavalla (packet data channel) (esim. yleisessä pakettiradiopalvelussa eli General Packet Radio Service GPRS) tai käyttämällä rakenteetonta lisätietopalvelua (Unstructured Supplementary Data eli USSD).

30

Esillä olevan keksinnön vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa laskettuja RTD:eitä käytetään edistämään kanavanvaihtoa (tai niin kutsuttua "pseudosynkronista" kanavanvaihtoa) yhdeltä tukiasemalta toiselle. Oletetaan että palveleva tukiasema on ilmoittanut matkaviestimelle palvelevan tukiaseman ja uuden lähitukiaseman 35 välisen RTD-arvon. Matkaviestin mittaa näiltä kahdelta tukiasemalta lähetettyjen synkronointisekvenssien välisen havaitun aikaeron (OTD). OTD:n ja RTD:n välinen yhtälö on OTD = RTD + GTD, (1) « 106283 missä geometrinen aikaero (Geometric Time Difference eli GTD) on geometriasta aiheutuva ero, ts. palvelevan tukiaseman ja matkaviestimen (PDS) välisten ja lähitukiaseman ja matkaviestimen (PDN) välisten etenemisviiveiden erotus.

GTD = PDN - PDS = (TAN - TAS)/2, (2) 5 koska TA on kaksi kertaa etenemisviive. Tässä TAN on lähi- (uuden palvelevan) tukiaseman TA-arvo, ja TAS on (vanhan) palvelevan tukiaseman TA-arvo. Käyttämällä yhtälöitä (1) & (2), saadaan TAN = 2(OTD - RTD) + TAS (3) Täten matkaviestin voi määrittää uuden TA-arvon (TAN), jota käytetään uudelle io tukiasemalle ennen kuin varsinainen kanavanvaihto tapahtuu.

On ilmeistä, että vaikka esillä olevaa keksintöä on havainnollistettu edellä viittaamalla GSM-matkapuhelinstandardiin, keksintöä voidaan soveltaa muihin matkapuhelinstandardeihin kuten US CDMA -standardit ja japanilainen PCN-15 standardi.

• « • ’» I « m

Claims (6)

10 106283

1. Aikajakoisessa monikäyttö (Time Division Multiple Access eli TDMA) -matkapuhelinjärjestelmässä menetelmä matkaviestinlaitteen synkronoimiseksi 5 ensimmäisestä radiolähettimestä lähetettyyn ensimmäiseen radiokanavaan, kun matkaviestinlaite on parhaillaan synkronoitu toisesta radiolähettimestä lähetettyyn toiseen radiokanavaan, ja jossa mainittu radiokanava välittää ainakin yhden synkronointiominaisuuden, jossa menetelmässä: määritetään mainittujen ensimmäisen ja toisen radiolähettimen ίο toimintakellojen välinen reaaliaikaero; lähetetään mainittu määritetty reaaliaikaero, tai siitä johdettu arvo tai johdetut arvot, mainitusta toisesta lähettimestä matkaviestinlaitteeseen mainitun toisen radiokanavan yli; saadaan matkaviestinlaite kuuntelemaan mainittua ensimmäistä 15 radiokanavaa mainittua synkronointiominaisuutta varten mainitusta reaaliaikaerosta tai mainitusta arvosta (mainituista arvoista) johdetun aikaikkunan tai johdettujen aikaikkunoiden aikana; ja tunnettu siitä, että määritetään mainittu reaaliaikaero käyttämällä saatuja aikaviivesuhteita 20 radiovastaanottimelle, jonka sijainti on kiinteä ja tunnettu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa kohdassa mainittujen ensimmäisen ja toisen radiolähettimen toimintakellojen välisen reaaliaikaeron määrittämiseksi: 25 saadaan radiovastaanotin, jonka sijainti tunnetaan ja joka on synkronoitu mainittuun toiseen radiokanavaan, kuuntelemaan mainitulla ensimmäisellä radiokanavalla mainittua synkronointiominaisuutta ja määrittämään lähetetyn ominaisuuden saapumisaika (OTD), jossa mainittu saapumisaika (OTD) edustaa eroa etenemisviiveiden välillä mainittujen ensimmäisen ja toisen radiokanavan yli 30 matkaviestimeen kompensoituna näiden kahden lähettimen toimintakellojen välisellä reaaliaikaerolla (RTD); ja määritetään todellinen ero (GTD) etenemisviiveiden välillä mainittujen : ensimmäisen ja toisen radiokanavan yli matkaviestimeen käyttämällä mainitun radiovastaanottimen ja ensimmäisen ja toisen radiolähettimen tunnettuja 35 sijainteja; ja määritetään mainittu RTD käyttämällä mainittua OTD:tä ja mainittua GTD:tä.

3. Menetelmä matkaviestinlaitteen paikan määrittämiseksi matkapuhelinverkossa, jossa menetelmässä: Il 106283 synkronoidaan matkaviestinlaite jokaiseen useasta lähitukiasemasta käyttämällä jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaista menetelmää, jossa mainittu toinen lähetin kuuluu palvelevalle tukiasemalle, ja määritetään vastaavat havaitut aikaerot (Observed Time Difference eli OTD); ja 5 määritetään matkaviestinlaitteen paikka käyttämällä mainittuja OTD:eitä ja vastaavia RTD:eitä.

4. Menetelmä matkapuhelinjärjestelmässä ajoitusennakkoarvon (Timing Advance value) määrittämiseksi uudelle tukiasemalle (TAN), jolle ίο matkaviestinlaitteen yhteysvastuu luovutetaan, jossa menetelmässä: synkronoidaan matkaviestinlaite uuteen tukiasemaan käyttämällä jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaista menetelmää, jotta saadaan havaittu aikaero (OTD) suhteessa palvelevaan tukiasemaan; ja määritetään mainittu TAN-arvo käyttämällä ajoituksen ennakkoarvoa, joka on 15 aiemmin määritetty palvelevalle tukiasemalle (TAS), reaaliaikaeroa (RTD) uudelle tukiasemalle suhteessa palvelevaan tukiasemaan ja uudelle tukiasemalle mitattua havaittua aikaeroa (OTD).

5. Matkaviestinlaite käytettäväksi jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaisessa 20 menetelmässä, joka matkaviestinlaite käsittää: radiovastaanottimen mainitun reaaliaikaeron (RTD) tai mainitun arvon (mainittujen arvojen) vastaanottamiseksi; ja signaalinkäsittelyvälineet mainitun aikaikkunan (mainittujen aikaikkunoiden) määrittelemiseksi käyttämällä mainittua RTD:tä tai mainittua arvoa (mainittuja 25 arvoja) ja mainitun radiovastaanottimen saamiseksi kuuntelemaan mainittua ensimmäistä radiokanavaa mainitun synkronointiominaisuuden vuoksi mainitun aikaikkunan (mainittujen aikaikkunoiden) aikana.

6. Matkapuhelinverkko käytettäväksi jonkin patenttivaatimuksen 1 -3 30 mukaisessa menetelmässä, joka verkko käsittää: mainitut ensimmäisen ja toisen radiolähettimen, jotka liittyvät vastaaviin ensimmäiseen ja toiseen tukiasemaan, ja signaalinkäsittelyvälineet mainitun reaaliaikaeron (RTD) määrittämiseksi; jossa mainittu toinen lähetin on järjestetty vastaanottamaan mainitun RTD:n, * 35 tai siitä johdetun arvon tai johdetut arvot, mainituilta signaalinkäsittelyvälineiltä ja lähettämään tämän matkaviestinlaitteeseen. 12 106283