FI114531B - Lähetyksen aikatahdistus CDMA-järjestelmän down-linkissä - Google Patents

Description

1 114531 Lähetyksen aikatahdistus CDMA-järjestelmän down-linkissä

Keksinnön ala

Esillä oleva keksintö liittyy Code Division Multiple Access (CDMA) -5 viestintätekniikoiden käyttöön solukkoradiopuhelinviestintäjärjestelmissä, ja erityisemmin, Direct Sequence-Code Division Multiple Access (DS-CDMA) -viestintätekniikkaa käyttävään menetelmään lähetysten tahdistamiseksi makro-diversiteetti-down-linkeissä (macro-diversity down-links) useammalta kuin yhdeltä tukiasemalta samalle matkaviestimelle.

10 Keksinnön tausta CDMA tai hajaspektriviestintä on ollut olemassa toisen maailmansodan päivistä. Varhaiset sovellukset olivat pääasiassa sotilaallisesti suuntautuneita. Nykyään on kuitenkin ollut olemassa kasvavaa kiinnostusta hajaspekt-rijärjestelmien käyttöön kaupallisissa sovelluksissa. Jotkut esimerkit käsittävät 15 digitaalisen solukkoradion, matkaviestimen, ja sisä- ja ulko-PCN:t, joihin viitataan tässä yleisesti solukkojärjestelminä.

Tällä hetkellä solukkojärjestelmissä saavutetaan kanavaan pääsy käyttämällä Frequency Division Multiple Access (FDMA)- ja Time Division Multiple Access (TDMA) -menetelmiä. FDMA:ssa viestintäkanava on yksittäinen ra-20 diotaajuuskaista, johon signaalin lähetysteho keskitetään. Viereisten kanavien häiriöitä rajoittaa kaistanpäästösuodattimien, jotka päästävät ainoastaan eritel-lyn taajuuskaistan signaalienergian läpi, käyttö. Täten kun kullekin kanavalle on 1”. määrätty eri taajuus, järjestelmäkapasiteettia rajoittavat saatavissa olevat taa juudet samoin kuin kanavan uudelleenkäytön määräämät rajoitukset.

25 TDMA-järjestelmissä kanava koostuu aikavälistä (time slot) aikainter- vallien (time intervals) periodisessa sarjassa samalla taajuudella. Aikavälien ku- • » i takin jaksoa kutsutaan kehykseksi. Annetun signaalin energia rajoitetaan yhteen · näistä aikaväleistä. Vierekkäisen kanavan häiriötä rajoitetaan aikaportin tai muun synkronointielementin, joka päästää läpi ainoastaan oikeaan aikaan vas-··· 30 taanotetun signaalienergian, käytöllä. Täten vähennetään erilaisten suhteellisten ;··*: signaalinvoimakkuustasojen häiriön ongelmaa. FDMA- tai TDMA-järjestelmissä tai seka-FDMA/ TDMA-järjestelmissä päämääränä on vakuuttaa, että kaksi po-'; *; ‘ tentiaalisesti häiritsevää signaalia eivät valtaa samaa taajuutta samaan aikaan.

'···* TDMA-järjestelmän kapasiteettia lisätään kompressoimalla lähetyssig- 35 naali lyhyempään aikaväliin. Tuloksena informaatio täytyy lähettää vastaavasti • · nopeammalla pursketaajuudella, joka lisää täytetyn spektrin määrää suh- 2 114531 teellisesti.

Nykyisissä järjestelmissä, kuten GSM:ssä (Global System for Mobile Communication), käytetään matkaviestimien aikatahdistusta (time-alignment) up-linkissä varmistamaan, että tukiasema vastaanottaa matkaviestimen signaa-5 Iin määrätyssä TDMA-aikavälissä. Esimerkiksi erilaisten etenemisviiveiden aiheuttama ylitys naapuriaikaväliin aiheuttaisi häiriötä toisen matkaviestimeltä tukiasemalle -yhteyden kanssa.

Vastakohtana FDMA:lle ja TDMA:lle Code Division Multiple Access (CDMA) sallii signaalien menevän ristiin sekä ajassa että taajuudessa. Nykypäi-10 vän järjestelmissä CDMA-signaalit jakavat saman taajuusspektrin. Taajuus- tai aika-alueessa multiple access -signaalit vaikuttavat olevan toistensa päällä.

Periaatteessa CDMA-järjestelmässä lähetettävä informationaalinen datavirta painetaan paljon korkeampitaajuuksiseen tunnussarjana tunnettuun datavirtaan. Tunnussarjadata on tyypillisesti binääristä, järjestäen bittivirran. Yksi 15 tapa tuottaa tämä tunnussarja on näennäiskohina (PN) -prosessilla, joka vaikuttaa satunnaiselta, mutta josta valtuutettu vastaanotin voi tehdä kaksoiskappaleen. Informationaalinen datavirta ja korkeabittitaajuinen tunnussaijavirta yhdistetään kertomalla kaksi bittivirtaa keskenään, olettaen, että kahden bittivirran binäärisiä arvoja edustavat +1 tai -1. Tätä korkeampibittitaajuuksisen signaalin 20 yhdistämistä matalampibittitaajuuksisen datavirran kanssa kutsutaan informatio-naalisen datavirtasignaalin koodaamiseksi tai hajauttamiseksi. Kullekin infor-mationaaliselle datavirralle tai kanavalle allokoidaan ainutlaatuinen hajautus-Γ1. koodi.

' Koodattujen informaatiosignaalien joukko moduloi radiotaajuista kan- 25 toaaltoa, esimerkiksi QPSK:lla, ja vastaanotetaan vastaanottimella yhdessä yh- '«··’ distettynä signaalina. Kukin koodatuista signaaleista menee ristiin kaikkien mui- : den koodattujen signaalien kanssa, samoin kuin kohinaan liittyvien signaalien, • · * v : sekä taajuudessa että ajassa. Jos vastaanotin on valtuutettu, tällöin yhdistetty signaali on korreloitu yhden ainutlaatuisen koodin kanssa, ja vastaava informaa-; i · 30 tiosignaali voidaan eristää ja dekoodata.

Yksi CDMA-tekniikka, jota kutsutaan "perinteiseksi CDMA:ksi suoralla

I · I

hajautuksella", käyttää tunnussanaa edustamaan informaation yhtä bittiä. Lähe-tetyn sarjan tai sen komplementin (lähetetyt binäärisarja-arvot) vastaanot-taminen osoittaa onko informaatiobitti "0" vai "1". Tunnussarja käsittää yleensä 35 N bittiä, ja kutakin bittiä kutsutaan "chipiksi". Koko N-chippiseen sarjaan, tai sen ·:·: komplementtiin, viitataan lähetettynä symbolina. Vastaanotin korreloi vastaan- 3 114531 otetun signaalin sen oman tunnussarjageneraattorin tunnetun tunnussahan kanssa normalisoidun -1 :tä +1:een ulottuvan arvon tuottamiseksi. Kun seuraa suuri positiivinen korrelaatio, ilmaistaan "0"; kun seuraa suuri negatiivinen korrelaatio, ilmaistaan "1".

5 Toinen "parannetuksi CDMArksi suoralla hajautuksella" kutsuttu CDMA-tekniikka sallii kunkin lähetetyn sarjan edustavan useampaa kuin yhtä informaation bittiä. Koodisanojen, tyypillisesti ortogonaalisten koodisanojen tai biortogonaalisten koodisanojen, joukkoa käytetään koodaamaan informaatiobit-tien ryhmä paljon pidempään koodisatjaan tai koodisymboliin. Tunnussarja tai 10 sekoitusmaski on kahden jakojäännös lisättynä binäärikoodisarjaan ennen lähettämistä. Tunnettua sekoitusmaskia käytetään vastaanottimella selvittämään (descramble) vastaanotettu signaali, joka sen jälkeen korreloidaan kaikille mahdollisille koodisanoille. Koodisana, jolla on suurin korrelaatioarvo, osoittaa mikä koodisana todennäköisimmin lähetettiin, osoittaen mitä informaatiobittejä toden-15 näköisimmin lähetettiin. Yksi yleinen ortogonaalinen koodi on Walsh-Hadamard (WH) -koodi.

Sekä perinteisessä että parannetussa CDMArssa, joihin yleisesti viitataan Direct Sequence-Code Division Multiple Access (DS-CDMA) :na, "infor-maatiobitit", joihin viitattiin yllä, voivat myös olla koodattuja bittejä, missä käytetty 20 koodi on lohko- tai konvolutionaalinen koodi. Yksi tai useampia informaatiobittejä voi muodostaa datasymbolin. Tunnussarja tai sekoitusmaski voi myös olla pal-, jon pitempi kuin yksittäinen koodisarja, missä tapauksessa tunnussarjan tai se- 11 ‘'. koitusmaskin alisarja lisätään koodisarjaan.

* Tavanomaisessa solukkoviestintäjärjestelmässä kuten AMPS:ssa luo- ‘;;; 25 tettava handover tukiasemien välillä on toteutettavissa, jos kantoaaltotaajuutta ei *···' muuteta. Handoff-proseduuri puheluyhteyden luovuttamiseksi yhdeltä solulta toi- : selle aloitetaan, kun puhelua käsittelevä soluasemavastaanotin havaitsee, että •V · matkaviestimeltä vastaanotetun signaalin voimakkuus putoaa ennalta määrite tyn kynnysarvon alle. Matalan signaalinvoimakkuuden osoitus tarkoittaa, että ·:· 30 matkaviestin on lähellä solurajaa. Kun signaalitaso putoaa kynnyksen alle, tu- I * · · kiasema kysyy järjestelmäohjainta päättämään vastaanottaako naapuritukiase- ma matkaviestinsignaalin paremmalla signaalinvoimakkuudella kuin nykyinen **’·’ tukiasema.

*»·

Vasteena tukiaseman kyselyyn järjestelmäohjain lähettää viestit naa-35 puritukiasemille handoff-pyyntöjä varten. Naapuritukiasemat käyttävät pyyhkäi-•; · ·; seviä vastaanottimia, jotka etsivät tukiaseman signaalia eritellyllä kanavalla. Mi- 4 114531 käli yksi naapuritukiasemista ilmoittaa järjestelmäohjaimelle riittävästä signaali-tasosta, tällöin yritetään handoffia.

Handoff aloitetaan, kun uudelta tukiasemalta valitaan vapaa kanava. Matkaviestimelle lähetetään ohjausviesti käskien sitä vaihtamaan nykyiseltä ka-5 navalta uudelle kanavalle. Samaan aikaan järjestelmäohjain vaihtaa puhelu-yhteyden ensimmäiseltä tukiasemalta toiselle tukiasemalle. Joissain järjestelmissä, kuten US-patentissa nro 5 101 501 julkistetaan, puheluyhteyttä ensimmäiseltä tukiasemalta pidetään yllä ajanjakso puheluyhteyden aloittamisen ja muodostamisen toiselle tukiasemalle jälkeen. Tätä prosessia kutsutaan pehme-10 äksi handoveriksi makrodiversiteetin kautta, ja se vähentää datan menetyksestä johtuvaa handoverin havaitsemista varsinaisen handoverin aikana. Makrodiver-siteetti voidaan panna täytäntöön muista syistä kuin handover, esimerkiksi ko-hinallisessa ympäristössä hyvän signaalilaadun varmistamiseksi.

CDMA-järjestelmässä aikavälien ristiinmeneminen kuten TDMA-15 järjestelmissä ei ole ongelma, koska matkaviestin lähettää jatkuvasti, ja täten sen ei tarvitse synkronoitua muihin matkaviestimiin. Kun matkaviestin on makro-diversiteetissä kuitenkin yhdistetty useampaan kuin yhteen tukiasemaan, on olemassa tarve synkronoida down-linkin (tunnetaan myös eteenpäinlinkkinä) tukiasemat.

20 Makrodiversiteetti CDMA-järjestelmässä voidaan saavuttaa synk ronoiduilla tukiasemilla. Tukiasemat voivat olla synkronoituja kaikkien tukiasemi-. en digitaalisten lähetysten ollessa viitattuina yleiseen CDMA:n järjestelmä- : laajuiseen aikaskaalaan, joka käyttää Global Positioning System (GPS) - järjestelmän aikaskaalaa, joka on jäljitettävissä Universal Coordinated Time:iin li! 25 (UTC) ja synkroninen sen kanssa. Signaalit kaikilta tukiasemilta lähetetään sa- maila hetkellä.

: Kuvio 1 näyttää järjestelmäajan suhteen useissa pisteissä CDMA- * järjestelmässä. Järjestelmäaika useissa pisteissä lähetys-ja vastaanottoproses- seissa on tukiasema-antennilla viitattu absoluuttinen aika siirrettynä lähetyksen 30 yksisuuntaisella tai edestakaisella viiveellä, kuten asianmukaista. Aikamittaukset ovat viitattuja tukiaseman lähetys- ja vastaanottoantenneihin ja matkaviestimen radiotaajuusliittimeen.

!.! Mahdollistaakseen makrodiversiteetin tukiasemat voivat olla synk- *;· ronoituja kuten yllä kuvattiin yleisen aikaviitteen; GPS:n, kautta. Siksi tukiasemil- » · 35 ta lähetetyt signaalit ovat synkronoituja ajassa. Johtuen kuitenkin erilaisista ete-nemisviiveistä yhteyksissä signaalit saapuvat eri ajan hetkinä matkaviestimelle.

5 114531

Tavallisesti CDMA-järjestelmissä käytetään rake-vastaanotinta käsittelemään aikadispersiota, ja makrodiversiteetti voidaan vastaanottimen näkökulmasta nähdä aikadispersiona. Rake-vastaanottimen periaatteena on kerätä energiat eri poluilta ja yhdistää ne ennen kuin bittipäätös tehdään.

5 Säätämättömissä ympäristöissä (missä spektrin käyttö operaattorei den välillä ei ole säädettyä) on vaikeaa saada tukiasemat synkronoiduiksi eri operaattoreiden välillä. Järjestelmä, joka luottaa yleiseen aikareferenssiin toimiakseen kunnolla, tulee myös olemaan herkkä aikareferenssijärjestelmän vioille.

Suurisäteisissä soluissa tukiasemien välisten etenemisviiveiden erot 10 tulevat tulemaan suuriksi. Tämä lisäisi matkaviestimen vastaanottimen kompleksisuutta johtuen siitä, että vastaanotettu signaali tarvitsee puskuroinnin vähintään ensimmäisen polun tukiasemalta, jolla on lyhin viive, ja viimeisen polun tukiasemalta, jolla on pisin viive, saapumisen väliselle aikaerolle. Aikaa, jossa signaalit voivat saapua ja ne voidaan kunnolla vastaanottaa, kutsutaan rake-15 ikkunaksi. Jos signaalit eivät mahdu rake-ikkunaan, ne tulevat vain aiheuttamaan lisähäiriötä. Aikatahdistuskäskyjen käyttöä TDMA-purskeiden synk-ronoimiseen GSM:ssä kuvataan GSM 05.10:ssa.

Keksinnön yhteenveto

Esillä oleva keksintö voittaa yllä mainitut ongelmat ja saavuttaa tu-20 kiasemien synkronoinnin down-linkissä puhelu puhelulta -pohjalta, kun matkaviestin on yhdistetty useampaan kuin yhteen tukiasemaan. Tukiasemat voivat , , olla tai eivät voi olla synkronoituja, mutta esillä oleva keksintö vaatii ainoastaan erityisen yhteyden tai viestintä-down-linkin olevan synkronoitu synkronoinnin ot- • taessa huomioon viestintäpolkujen etenemisviiveet.

25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja järjestelmässä makro- *·· diversiteetti-CDMA-lähetysten ohjaamiseksi perustetaan ensimmäinen puhelu- : yhteys ensimmäisen tukiaseman ja matkaviestimen välille siten, että matka- v : viestin mittaa naapuritukiaseman yhteisellä ohjauskanavalla olevan signaalin ja ensimmäiseltä tukiasemalta tulevan, yhteisellä ohjauskanavalla olevan sig- *:· 30 naalin vastaanoton välistä aikaeroa. Matkaviestin lähettää mittaukset ensim- * *»» mäisen tukiaseman ja naapuritukiaseman yhdistävälle verkko-ohjaimelle. Verkko-ohjain aloittaa toisen puheluyhteyden naapuritukiaseman ja matkavies-timen välillä ja viivästää ensimmäiseltä tukiasemalta lähetettävän viestintäsig-*·;· naalin ja naapuritukiasemalta lähetettävän viestintäsignaalin lähetystä matka- : ‘ : 35 viestimessä mitatun aikaeron mukaisesti. Ensimmäiseltä tukiasemalta ja naapu- ritukiasemalta lähetetään viestintäsignaalit vastaavasti ensimmäisellä ja toisella 6 114531 puheluyhteydellä. Matkaviestimessä vastaanotetaan ensimmäisellä ja toisella puheluyhteydellä lähetettävät viestintäsignaalit vastaavasti ennalta määrätyssä ajanjaksossa.

Esillä olevan keksinnön etujen joukossa ovat, että tukiasemat voidaan 5 synkronoida, koska tukiasemasynkronointia (vastakohtana puheluyhteyssynkro-nointi) ei tarvita makrodiversiteetin saavuttamiseksi. Aikatahdistuskäskyillä voidaan saavuttaa matkaviestimen synkronoitu vastaanotto jopa suurille soluille, mikä ei päde tukiasemasynkronointiin. Myös signaalin puskuroinnin tarve ennen makrodiversiteettiyhdistämistä vähenee suuresti, siten vähentäen matkaviestin-10 ten vastaanottimen kompleksisuutta.

Piirustusten lyhyt kuvaus

Esillä olevaa keksintöä tullaan nyt kuvaamaan viitaten liitteenä oleviin piirustuskuvioihin, joissa:

Kuvio 1 näyttää järjestelmäajan suhteen useissa pisteissä CDMA-15 järjestelmässä; kuvio 2 esittää viestintäpolkuja solukkojärjestelmässä; kuvio 3 näyttää useita aikaviiveitä ja -offseteja solukkojärjestelmässä esillä olevan keksinnön mukaisesti; kuvio 4 on esillä olevan keksinnön mukainen vuokaavio; 20 kuvio 5 esittää loogisia yhteyksiä matkaviestimen MS synkronoinnin ylläpitämiseksi; kuvio 6 on esillä olevan keksinnön mukaisen matkaviestimen asian-

I I I

;1 ’, mukaisen osan lohkokaavio; '· / kuvio 7 on esillä olevan keksinnön mukaisen tukiaseman asianmukai- 25 sen osan lohkokaavio; kuvio 8 on esillä olevan keksinnön mukaisen radioverkko-ohjaimen : asianmukaisen osan lohkokaavio; v : kuvio 9 on rake-vastaanottimen ja korrelaattoreita käsittävän ohjaus- kanavavastaanottimen osan lohkokaavio; ja ·:· 30 kuviot 10A ja 10B esittävät DS-CDMA-lähetyksen tavallisia ja komp- : *' ‘; ressoituja moodeja.

. . Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus

Esillä olevaa keksintöä tullaan nyt kuvaamaan viitaten yhteen mahdol-liseen suoritusmuotoon. Kuvausta ei tulisi tulkita rajoittavaksi, vaan pelkästään 35 esimerkinomaiseksi.

·:·*; Tässä käytetään seuraavia määritelmiä dovvn-linkille. "Aktiivinen jouk- 7 114531 ko" on matkaviestimelle lähettävien tukiasemien joukko, ja "aktiivisen joukon päivitys" ASU on, kun tätä joukkoa muutetaan. Handover ensimmäiseltä tukiasemalta BS1 toiselle tukiasemalle BS2 tarkoittaa, että ennen handoveria aktiivinen joukko käsittää tavallisissa tilanteissa ainoastaan ensimmäisen tukiase-5 man BS1, ja handoverin jälkeen ainoastaan tukiaseman BS2. Makrodiversiteetti on, kun useampi kuin yksi tukiasema on aktiivisessa joukossa. Makrodiversiteetti saattaa koskea eri taajuuksilla tai samalla taajuudella lähettäviä tukiasemia. Pehmeä handover kahden tukiaseman välillä tarkoittaa, että makrodiversiteettiä käytetään kahden tukiaseman välillä handoverin aikana, riippumatta käytetystä 10 yhdistysmenetelmästä. Kova handover kahden tukiaseman välillä tarkoittaa, että makrodiversiteettiä ei käytetä kahden tukiaseman välillä handoverin aikana. Saumaton handover tarkoittaa, että käyttäjä ei havaitse handoveria, ja että se voisi olla kova tai pehmeä handover.

Yleisnäkymä solukkojärjestelmän signaalipoluista näytetään kuviossa 15 2, missä Ti on etenemisviive ensimmäiseltä tukiasemalta BS1 matkaviestimelle MS, ja T2 on etenemisviive toiselta tukiasemalta BS2 matkaviestimelle MS. A1 on liikennekanavaoffset, joka on suhteellinen ensimmäisen tukiaseman BS1 ohja-uskanavaan, ja Λ2 on liikennekanavaoffset, joka on suhteellinen toisen tukiaseman BS2 ohjauskanavaan. Tukiasemat BS1, BS2 ja BS3 on tyypillisissä ole-20 massa olevissa järjestelmissä yhdistetty langallisesta radioverkko-ohjaimeen RNC. Todellisessa järjestelmässä olisi useita tukiasemia ja matkaviestinten pal-. _ jous. Verkko voisi olla edelleen yhdistetty muihin verkkoihin langallisesti. Kuviota 2 on yksinkertaistettu esillä olevan keksinnön painottamiseksi paremmin.

*· / Solukkojärjestelmässä ensimmäinen tukiasema BS1 voi muodostaa 25 viestintäyhteyden matkaviestimen MS kanssa. Aktiivisen joukon ensimmäinen tukiasema BS1 voi lähettää ja vastaanottaa viestintöjä useilta matkaviestimiltä : viestintäkanavien joukkoa pitkin. CDMA-menetelmä määrittelee nämä kanavat.

v ’ Viestintäkanavien joukossa on kaikkien matkaviestimien vastaanotettavissa ole va ohjauskanava, jolla yleislähetys-overhead-viestit ja vastaavat lähetetään. So- *·· 30 lukkojärjestelmä on suunniteltu sekä analogiainformaation, esimerkiksi puheen digitoidussa muodossa, että täysdigitaalisen informaation lähettämistä varten.

• a · ,·, Tämän hakemuksen tarkoituksia varten viestintäyhteys-termiä käytetään mille » * a tahansa saman järjestelmän tai muun järjestelmän matkaviestimen ja tukiase- ’ · ’ man välisen viestintäkanavan muodolle.

35 Kun matkaviestin MS aloittaa puhelun, matkaviestin MS vastaanottaa » » ;··: yleislähetys-overhead-viestejä naapuritukiasemilta, päättää millä tukiasemalla 8 114531 on voimakkain signaali, ja päättää mitä kanavia on saatavissa tukiasemalta, jolla on voimakkain signaali kullekin kuuluvista yleislähetys-overhead-viesteistä. Jos viestintäkanava on saatavissa, matkaviestin MS aloittaa viestintäyhteyden ensimmäisen tukiaseman BS1 kanssa. Tukiasema voi vaihtoehtoisesti aloittaa yh-5 teyden matkaviestimen MS kanssa yleislähettämällä matkaviestimen MS tunnistusnumeron (MIN). Sen jälkeen kun viestintäyhteys on perustettu, saattaa matkaviestimelle MS tulla toivottavaksi olla yhdistetty useampaan kuin yhteen tukiasemaan makrodiversiteetissä. Ensimmäinen tukiasema BS1 lähettää ja vastaanottaa suurin piirtein saman informaation matkaviestimelle MS ja matkavies-10 timeltä MS, kuin toinen tukiasema BS2. Nämä lähetetyt signaalit eivät välttämättä ole identtisiä, johtuen häiriöistä ja muista tekijöistä, mutta ovat suurin piirtein identtiset.

Makrodiversiteettiä voidaan käyttää matkaviestimen MS handoffm yhdeltä tukiasemalta toiselle aikana. Tämä esiintyy, kun matkaviestin lähestyy so-15 lun rajaa, missä ensimmäisen tukiaseman BS1 ja matkaviestimen MS välinen viestintälinkki tulee hataraksi. Siksi tulee toivottavaksi aloittaa viestintä toisen tukiaseman BS2 kanssa, edullisesti matkaviestimen avustaman handoffin (Mobile Assisted Handoff) (MAHO) kautta, kuten julkistetaan US-patentissa numero 5042082 Dahlinille. Kuitenkin toisin kuin tavanomaisissa järjestelmissä, esillä 20 oleva keksintö järjestää viestintäyhteyden saumattoman, pehmeän handoverin matkaviestimen MS kanssa muodostamalla viestinnän useamman kuin yhden tukiaseman kanssa, esimerkiksi sekä ensimmäisen että toisen tukiaseman BS1 ja BS2 kanssa.

• / Sen jälkeen kun matkaviestin on muodostanut viestinnän toisen tu- 25 kiaseman BS2 kanssa, aloitusviestintäyhteys ensimmäisen tukiaseman BS1 ···’ kanssa voidaan jättää pois. Makrodiversiteettiä voidaan käyttää muista syistä : kuin handover, kuten kohinallisissa ympäristöissä, v : Ero tukiasemilta vastaanotettujen säteiden ajassa voi olla melko suuri jopa jos tukiasemat on synkronoitu toisiinsa. Tämä tulee tarkoittamaan, että suu-·:· 30 rinta aika-alaa rake-ilmaisussa täytyy lisätä ei ainoastaan käsittelemään aikadis- nti : ’ persiota, vaan myös eri tukiasemien signaalien viiveitä, jotka voivat olla suurem pia, esimerkiksi satoja mikrosekunteja. Ollakseen käyttämättä makrodiver-siteettiä, kun sitä ei voida käyttää matkaviestimessä MS, esillä oleva keksintö ···’ mittaa makrodiversiteettiehdokastukiaseman BS2 signaalin ja yhdistetyn tu- 35 kiaseman BS1 signaalin aikaeron. Tätä mittausta voidaan käyttää saavuttamaan •; * j synkronointi kehysporrastuksen avulla.

9 114531

Koska ainoastaan yksi signaali saa alkunsa matkaviestimeltä MS, ja kaksi signaalia saa alkunsa tukiasemilta (yksi ensimmäiseltä tukiasemalta BS1 ja yksi toiselta tukiasemalta BS2), synkronointi on ainoastaan dovvn-linkissä. Makrodiversiteettiä up-linkissä ei tehdä rake-vastaanottimessa edullisessa suori-5 tusmuodossa, koska signaalit eri tukiasemilta yhdistetään radioverkko-ohjaimessa RNC. Täten esillä oleva keksintö tuo mukanaan tukiaseman synkronoinnin dovvn-linkissä, puhelu puhelulta -pohjalta, kun matkaviestin on makro-diversiteetissä. Tukiasemat voivat olla tai eivät voi olla synkronoituja, mutta esillä oleva keksintö helpottaa tukiasemasynkronoinnin tarvetta samalla kun pitää 10 huolta etenemisviiveestä.

Synkronoidakseen tietyn yhteyden signaalit matkaviestin MS mittaa yhdistetyn tukiaseman BS1 signaalin ja makrodiversiteettiehdokastukiaseman BS2 välisen aikaeron. Sen jälkeen tämä mittaus lähetetään takaisin verkolle. Etenemisviiveen mittauksia voidaan käyttää datan kehysten porrastamiseen si- 15 ten synkronoiden makrodiversiteettiviestintäyhteyden käsittämät kaksi tukiasemaa.

Perusproseduuri on: 1. Matkaviestin MS mittaa eron ajassa ympäröivien tukiasemien ja yhden referenssitukiaseman ohjauskanavan (CCH) vastaanoton välillä (CDMA- 20 kehysoffset). CCH on yleinen ohjauskanava, jota tukiasema aina yleislähettää.

2. Nämä arvot lähetetään radioverkko-ohjaimelle (RNC) tavallisessa mittausraportissa.

3. Jos verkko-RNC päättää, että tulisi käyttää makrodiversiteettiä, uu- ’· ' · delle tukiasemalle BS2 tullaan tällöin kertomaan aikaoffset, jota tulisi käyttää tä- 25 tä liikennekanavayhteyttä varten. Liikennekanava voi olla mielivaltaisesti siirretty :..,: suhteessa uuden tukiaseman BS2 CCH:aan ja muihin liikennekanaviin.

4. Kun data saapuu verkko-RNC:lta, tukiasema BS tulee lähettämään :T: sen seuraavalla liikennekanavakehyksellä. Täten data puskuroidaan, johtaen puskurointiviiveeseen.

30 5. Uusi signaalipolku tullaan vastaanottamaan matkaviestimessä MS

, * · ·, noin samalla ajanhetkellä, kuin vanha signaali.

’’’ 6. Kun matkaviestin MS liikkuu ensimmäiseltä tukiasemalta BS1 kohti v.: uuttaa tukiasemaa BS2, liikennekanavien offset päivitetään.

Tätä proseduuria esitetään kuvion 4 vuokaaviossa. Vaiheessa S1 | 35 muodostetaan puheluyhteys ensimmäisen tukiaseman BS1 ja matkaviestimen MS välille. Kun aktiivisessa moodissa, matkaviestin MS mittaa jatkuvasti naapu- I · 114531 10 ritukiasemien BS2, BS3 ja niin edelleen signaalinvoimakkuutta, kuten näytetään vaiheessa S2. Naapuritukiasemat BS2, BS3 ja niin edelleen voivat vaihtoehtoisesti mitata matkaviestimen MS signaalinvoimakkuutta, matkaviestimen avustamaa handoffia (MAHO) pidetään kuitenkin yleisesti parempana. Nämä mitta-5 ukset lähetetään sen jälkeen tukiasemien kautta aktiivisessa joukossa, tässä ensimmäinen tukiasema BS1, radioverkko-ohjaimelle vaiheessa S3.

Sen jälkeen, kuten vaiheessa S4 näytetään, aloitetaan puheluyhteys vähintään yhden naapuritukiaseman BS2, edullisesti sen tukiaseman, jolla on voimakkain signaalinvoimakkuus ja saatavissa oleva kanava, kanssa. Puheluyh-10 teys voidaan aloittaa toisen tukiaseman BS2 muodostaessa viestintäyhteyden matkaviestimen MS kanssa yleislähettämällä esimerkiksi samalla kanavalla kuin puheluyhteys ensimmäisen tukiaseman BS1 kanssa. Ensimmäinen ja toinen tukiasema BS1 ja BS2 voivat lähettää samalla tai eri taajuuksilla, kumpi tahansa on edullista. Kuten vaiheessa S5 näytetään, matkaviestin MS mittaa ympäröivi-15 en tukiasemien ja referenssitukiaseman kanavan, jolla ei ole kehysporrastusta (esimerkiksi yleisen ohjauskanavan), vastaanoton välisen aikaviiveen eron. Nämä arvot lähetetään verkolle mittausraportissa. Jos on käytettävä makrodiversi-teettiä, uusi tukiasema BS2 tulee lähettämään dataa liikennekanavassa aikaoff-setilla, jota tulisi käyttää vastaperustetulle liikennekanavayhteydelle. Kun data 20 saapuu verkko-RNC:lta toiselle tukiasemalle BS2, se lähetetään ohjauskanavia koskevan eritellyn aikaoffsetin mukaisesti. Matkaviestin MS tulee vastaanottamaan uuden signaalipolun rake-vastaanottimen rake-ikkunassa, kuten julkiste-taan US-patenttihakemuksessa sarjanumero 07/857 433, jätetty 25. maaliskuuta / 1992, ja myönnetty 8. maaliskuuta 1993. Tämä välttää tarpeettoman häiriön ai- 25 heuttamisen.

Kun matkaviestin MS liikkuu pois alkuperäiseltä tukiasemalta BS1, :.: : jonka kanssa sillä on ollut puheluyhteys, ja kohti uutta tukiasemaa BS2, liiken- v : nekanavan offsetia päivitetään säännöllisellä pohjalla. Vaiheessa S6 yksi puhe yhteyksistä (joko ensimmäiseltä tukiasemalta BS1 tai toiselta tukiasemalta : · 30 BS2) voidaan katkaista, mikä tehdään tyypillisesti puhelu-handoffissa.

. . » » ; ’; Makrodiversiteettisynkronoinnin muodostusproseduurin selittämiseksi yksityiskohtaisesti käytetään seuraavia merkitsemistapoja viitaten kuvioihin 2 ja 3: ' ·; · * Tf = Yhden kehyksen kesto, esimerkiksi 10 ms, 35 Ti = Lähetysviive radioverkko-ohjaimelta ensimmäiselle tukiasemalle ·!*>; bsi, 114531 11 Ϊ2 = Lähetysviive radioverkko-ohjaimelta toiselle tukiasemalle BS2, Y = Suurin radioverkko-ohjain-tukiasema -viive-ero kahdelle tukiasemalle,

Ti = Etenemisviive ensimmäiseltä tukiasemalta BS1 matkaviestimelle 5 MS, T2 = Etenemisviive toiselta tukiasemalta BS2 matkaviestimelle MS, t = Suurin tukiasema-matkaviestin -viive-ero kahdelle tukiasemalle, λι = Ensimmäisen tukiaseman BS1 ohjauskanavaa CCH koskeva lii-kennekanavaoffset, 10 λ2 = Toisen tukiaseman BS2 ohjauskanavaa CCH koskeva liikenne- kanavaoffset,

Tm= Puskurointiviive ensimmäisessä tukiasemassa BS1,

Tb2= Puskurointiviive toisessa tukiasemassa BS2,

Tm = Ensimmäisen tukiaseman BS1 ohjauskanavaa CCH koskeva oh-15 jauskanavan CCH matkaviestimessä MS mitattu offset toiselta tukiasemalta BS2.

Radioverkko-ohjaimen RNC oletetaan lähettävän datakehyksen molemmille tukiasemille BS1, BS2 samaan aikaan, kun käytetään makrodiversiteet-tiä. Radioverkko-ohjain-tukiasema -viiveet Ti ja T2 voivat olla muuttuvia kehyk-20 sestä kehykseen. Eron viiveissä oletetaan edelleen olevan vähemmän kuin T (esimerkiksi muutamia millisekunteja), se on,

! |Ti -T2I <T

' ·;.: 25 Oletettua on myös, että etenemisviive-ero rajataan • · | τι - T21 < t.

» ♦ » » * *

Oletetaan myös, että matkaviestin MS kuuntelee ensimmäistä tu-30 kiasemaa BS1 ensimmäisellä liikennekanavalla TCH1. Ensimmäiset liikenne- ·. kanavakehykset aloittavat λι ensimmäisten ohjauskanava-(CCH1 )-kehysten jäl keen ensimmäisellä tukiasemalla BS1. Radioverkko-ohjain asettaa λι:η. Seura-*·’ uksena oleva aika kehysten puskurointiin ensimmäisessä tukiasemassa BS1 ennen lähetystä on tällöin Tbi, ja jos Ti on muuttuja, puskurointiaika Tm tulee ;,: 35 myös olemaan muuttuja.

Kun toinen tukiasema BS2 havaitaan tarpeeksi voimakkaaksi makro- 12 1 1 4531 diversiteettiä varten, MS mittaa ensimmäisen tukiaseman BS1 ensimmäistä oh-jauskanavaa CCH1 koskevan toisen tukiaseman BS2 ensimmäisen ohjauska-navan CCH1 aikaviiveen Tm. Tm raportoidaan radioverkko-ohjaimelle RNC.

Radio-ohjain tietää λι:η ensimmäisellä tukiasemalla BS1. Radioverk-5 ko-ohjaimen täytyy päätellä toisen tukiaseman BS2 toista ohjauskanavaa CCH2 koskeva toiselle liikennekanavalle TCH2 offsettina käytettävä fo.

Kun toinen tukiasema BS2 käyttää A2-arvoa, tuloksena oleva aika kehysten puskuroimiseen radioverkko-ohjaimelta on Tb2.

Radioverkko-ohjain päättää mitä A2:a käyttää seuraavasti. Ajan kehyk-10 seltä, joka jättää radioverkko-ohjaimen kunnes sitä aletaan vastaanottamaan matkaviestimellä MS, täytyy olla yhtä suuri kahdelle polulle:

Tl + Tb1 + Tl = T2 + Tb2 + T2 (1) 15 Raportoitu aikaviive ohjauskanavien CCH1 ja CCH2 välillä on:

Tm = T2 + Tb2 - λ2 + T2 - (Ti + Tb1 - Ai + Ti) (2) Näistä kahdesta yhtälöstä saadaan 20 A2 = Ai - Tm.

. (3) mikä päättää toisen liikennekanavan TCH2 kehysten offsetin toisen ohjauska-*·*;** 25 navan CCH2 kehysten suhteen toisella tukiasemalla BS2.

Toisen liikennekanavan offset h yltä ja yhtälöstä (1), tuloksena oleva i puskurointiaika toisessa tukiasemassa BS2 on I » *

Tb2 = Tbi - (T2 - Ti) - (t2 - Ti) (4) ·: 30 1 I ( »

Tb2.'n täytyy olla positiivinen, koska toinen tukiasema BS2 ei voi lähettää ennen kuin se on vastaanottanut kehyksen radioverkko-ohjaimelta. Siksi on tarpeen, :i;: että 35 Tbi >T + τ (5) 13 1 1 4531

Tb2‘.n täytyy edelleen olla vähemmän kuin Tf, koska muutoin toinen tukiasema BS2 lähettäisi datan vähintään yhden kehyksen liian aikaisin. Siksi on tarpeen, että 5 Tbi < Tf- (T + t). (6) Nämä ehdot (5) ja (6) voidaan täyttää ainoastaan, jos T + t < Tf/2. (7) 10 Täten ensimmäisen tukiaseman BS1 tarvitsee raportoida ensimmäisen tukiaseman puskurointiviive Tbi radioverkko-ohjaimelle RNC, jotta radioverkko-ohjain RNC voi lisätä Ai:ä jos Tbi on liian matala, ja vähentää Ai:ä jos Tbi on liian korkea. Suurimman viive-eron T radioverkko-ohjain-tukiasema -rajapinnalla kahden tukiaseman välillä täytyy edelleen tyydyttää yllä oleva yhtälö (7).

15 Jos Ti ja T2 voidaan arvioida, voidaan tällöin käyttää ajoitusennakkoa radioverkko-ohjaimelta RNC tukiasemille, täten minimoiden tuloksena olevan T:n.

Kun matkaviestin MS liikkuu, ti ja T2 tulevat muuttumaan hitaasti. Perustuen matkaviestimen MS raportteihin Tm:stä radioverkko-ohjain voi päivittää 20 Aiistä ja A2:sta jatkuvasti signaalien synkronoinnin ylläpitämiseksi matkaviestimellä MS. Ilmaisimen aika-ala ja kanavan viivehajonta tulevat päättämään t _ kuinka usein on tarpeen päivittää liikennekanavaoffsetarvot.

' ’ Jos uusi (kolmas) tukiasema BS3 alkaa lähettää matkaviestimelle MS, I t t ’* / on tarpeen, että yllä olevat yhtälöt (5) ja (6) ovat täytettyjä vähintään yhdelle en- I I t 25 simmäisestä ja toisesta tukiasemasta BS1 ja BS2 (vaihtaen Tbi:n Tb2:een). Tä-ten Tbi:tä ja Tb2:ta täytyy tarkkailla. Jos tarpeen, täytyy Alita ja A2:ta lisä-

» I

: tä/vähentää samalla määrällä. Kun ensimmäinen tukiasema BS1 lopettaa lähet- v ; tämisen, ja jäljelle jää vain toinen tukiasema BS2, on olemassa kaksi vaihtoeh toa. Joko T määrittelee suurimman viive-eron kaikkien sen alueen tukiasemien : · 30 välille, missä matkaviestin MS liikkuu. Tällöin ei ole tarpeen, että yhtälöt (5) ja (6) täytetään Tb2‘.lle toisella tukiasemalla BS2. On tarpeeksi, kun yksi tukiasema tekee kerran niin, mikä tulee takaamaan, että 0 < Tb < Tf kaikille muille tukiasemil-’; ’; * le. Toisaalta, jos T vain pätee tukiasemiin, jotka voivat olla makrodiversiteetissä • * ‘ yhdessä, tällöin A2:ta täytyy säätää siten, että yhtälöt (5) ja (6) tyydytetään toisel- , i 35 le tukiasemalle BS2 (Tb2), kun ensimmäinen tukiasema irrotetaan.

* »

Kun liikennekanavaoffsetia A lisätään, tukiaseman täytyy sisällyttää 14 1 1 4531 määrä valechippejä kahden lähetetyn symbolin väliin. Jos A:aa pienennetään, määrä chippejä täytyy poistaa yhdestä symbolista ennen lähetystä. Täten lähettimellä on tarve chippipuskurille. Matkaviestimen korrelaattori tulee tällöin havaitsemaan siirretyn korrelaatiohuipun, mutta symbolivirheen todennäköisyys tu-5 lee lisääntymään siirron symbolille. λ:η muutoksen ei tulisi ylittää etsintäikkunan kokoa matkaviestinkorrelaattorissa.

Kuvio 5 tekee yhteenvedon siitä, mitä mittauksia ja parametreja viestitään järjestelmässä signaalien synkronoinnin ylläpitämiseksi matkaviestimellä MS.

10 Matkaviestimelle MS lähettävien tukiasemien kesken yksi tukiasema BS1, BS2 tai BS3 määritellään referenssitukiasemaksi Tm:n mittaamiseen matkaviestimessä MS. Yhdessä lähettävien ja naapuritukiasemien pilottivoimak-kuusmittausten kanssa tullaan raportoimaan referenssitukiaseman ohjauskana-van suhteellinen ohjauskanavaoffset Tm. Tämä merkitsee, että ei ole kylliksi kor-15 reloida pilottikoodisanan kanssa.

Yllä oletettiin, että radioverkko-ohjain-tukiasema -viive-ero (Ti - T2) voidaan rajoittaa Tiliä.

Jos radioverkko-ohjain-tukiasema -viive-eroa ei voida rajoittaa (mikä voi olla tapaus pakettivälitteisessä radioverkko-ohjain-tukiasema -rajapinnassa), 20 on tapauksia, missä kaksi kehystä, joiden tulisi saapua matkaviestimeen MS, saapuvat itse asiassa yhden kehyksen offsetissa.

, Jos viivästetyimmän kehyksen viiveeseen voidaan lisätä viivettä, aavis- ; · ’ tetaan kaksi mahdollista ratkaisua: * · • (1) Kehykset ohjauskanavalla CCH numeroidaan, ja viivemittauksia ·:.· 25 saatetaan numeroilla (suhteellinen offset saattaa riittää); ja (2) Aloitussynkronisointi suoritetaan lähettämällä aloituskehys synk-j.j | ronisesti radioverkko-ohjaimelta, ja vastaanotettaessa tukiasemissa ohjauska- : V: navat CCH alkavat suoraan jälkeenpäin.

Jälkimmäinen vaatii, että tukiaseman täytyy olla uudelleensynkronoitu 30 aina kun tukiasema otetaan käyttöön, esimerkiksi uusi tukiasema, korjattu tu-. · *, kiasema, ja niin edelleen.

Saattaa olla toivottavaa ohjata eri tukiasemien signaaleita saapumaan . : ohjatulla viiveellä matkaviestimelle MS. (Tämä olisi tapaus, jos samoja koodisa- :: noja käytetään molemmilla tukiasemilla. Viiveen täytyy olla suurempi kuin viive- 35 hajonta salliakseen kunkin tukiaseman tunnistuksen.) Voidaan käyttää samaa . ,.: tekniikka kuin yllä kuvattiin.

114531 15

Jos rake-ilmaisimella voi olla suuri aika-ala, millisekuntien luokkaa, voidaan väittää, että signaalien synkronointi MS:llä ei ole tärkeä kysymys. Vaikuttaa kuitenkin, kuin jos yhtälöt (5) ja (6) tarvitsee täyttää MS:lle saapuvien signaalien aikaeroa edustavalla lisätermillä. Täten yhtälö (7) tarvitsee vielä täyttää.

5 Esillä oleva keksintö sallii synkronoinnin matkaviestimessä pehmeille handovereille yhdellä radiotaajuudella tietyissä olosuhteissa. Radioverkko-ohjain-tukiasema-viive-ero täytyy rajoittaa vähempään kuin puolet CDMA-kehyksen kestosta (muutamia millisekunteja). Kullekin matkaviestimelle identifioidaan referenssitukiasema. Matkaviestimen MS tarvitsee mitata kaikkien mitat-10 tujen tukiasemien ohjauskanavaoffset suhteessa referenssitukiasemaan. Tukiasemien tarvitsee raportoida radioverkko-ohjaimelle RNC puskurointiaika ennen lähetystä tukiasemissa. Tällöin käytettäessä ajoitusennakko-(liikennekanavaoffset)-menetelmää rake-vastaanottimen aika-alaa ei tarvitse mitoittaa etenemisviiveille. Jopa jos rake-vastaanottimen aika-ala voidaan helposti 15 tehdä suureksi, täytyy vielä ottaa huomioon pakko viive-erolla radioverkko-ohjain-tukiasema-rajapinnalla.

Kuvio 6 esittää matkaviestimen MS asiaankuuluvia osia lohkokaavio-muodossa. Matkaviestin MS käsittää vastaanottimen 60 yhdistettynä demodu-laattoreiden 61A ja 61B pariin ensimmäisellä kanavalla CCH1 ja vastaavasti toi-20 sella kanavalla CCH2 vastaanotetun signaalin demoduloimiseksi. Demoduloitu signaali syötetään sen jälkeen vastaanottimien 62A ja 62B parille ensimmäisen kanavan ja vastaavasti toisen kanavan demoduloitujen signaalien vastaanot-··’ tamiseksi. Vastaanottimien 62A ja 62B parin jälkeen signaalit syötetään viivemit- tausyksikölle 63. Viivemittausyksikkö mittaa viiveen yllä olevien yhtälöiden mu-25 kaisesti ohjauskanavaoffsetin Tm tuottamiseksi. Ohjauskanavaoffset syötetään tämän jälkeen ohjauskanavageneraattorille 64, joka tuottaa signaalin ohjauska-navalla lähettämistä varten. Tämä signaali syötetään sen jälkeen hajauttimelle 65, joka hajauttaa signaalin DS-CDMA-tekniikan mukaisesti. Hajautettu signaali syötetään sen jälkeen pulssinmuotoilupiirille 66 lähettimen 67 lähetettäväksi.

30 Kuvio 7 näyttää tukiaseman asiaankuuluvan osan. Piiristä käsittää vastaanottimen 70 yhdistettynä demodulaattoriin 71, joka vastaanottaa esimer-T kiksi ohjauskanavasignaalit matkaviestimiltä MS. Demoduloitu signaali syöte- tään sen jälkeen kanavavastaanottimelle 72, jonka lähtö on ohjauskanavaoffset :,..: Tm matkaviestimeltä MS.

.·! : 35 Tukiaseman BS lähetinpuolella liikennekanavageneraattori 73 vas- taanottaa informaatiota ja lähettää signaalin hajauttajalle 74. Hajauttaja 74 aset- 114531 16 taa korkeampitaajuuksisen koodin liikennekanavan 73 informaatiosignaalin päälle DS-CDMA-tekniikan mukaisesti. Liikennekanavaoffset λι viivästää kuitenkin koodattua signaalia hajauttajassa 74 yllä olevien yhtälöiden mukaisesti. Viivästetty signaali lähetetään sen jälkeen pulssimuotoilijalle 75, ja lähetin 76 lähettää 5 viivästetyn signaalin tavanomaisella tavalla.

Kuvio 8 näyttää radioverkko-ohjauksen RNC asiaankuuluvat osat. Radioverkko-ohjaus vastaanottaa mitatun offsetin Tm ensimmäisen tukiaseman BS1 ensimmäistä ohjauskanavaa CCH1 koskevan toisen tukiaseman BS2 toisen ohjauskanavan CCH2 matkaviestimiltä MS. Tämä mitattu offset syötetään 10 kehysoffsetohjaimeen 81, joka tuottaa liikennekanavaoffsetit λι ja Ä2, jotka kuljetettiin sen jälkeen ensimmäiselle tukiasemalle BS1 ja vastaavasti toiselle tukiasemalle BS2.

Kuvio 9 näyttää osan ohjauskanavavastaanottimesta, joka käsittää ra-ke-vastaanottimen, joka käsittää rake-puskurin 91. Rake-puskurin 91 lähdöt an-15 netaan vastaten eri aikasiirtoja, jotka ovat suhteellisia tulosignaaliin. Lähdöt yhdistetään kolmeen korrelaattoriin 92a, 92b, ja 92c. Korrelaattoreiden 92a, 92b, ja 92c lähdöt yhdistetään yhdistävään yksikköön 93 lähdön yhdistämiseksi, ja korreloitu signaali lähetetään edelleen prosessoitavaksi.

Valinnaisena piirteenä tukiaseman viestintälinkki voidaan lähettää 20 kompressoidussa muodossa, missä datan kehys käsittää informaatio-osan ja vapaan osan. Tämä sallii matkaviestimien mittaavan vähintään yhden naapuritu-kiaseman kompressoidun moodin vapaan aikavälin aikana.

;·*’ CDMA-järjestelmissä informaatiota lähetetään tavallisesti kiinteäpituis- ’· / ten, esimerkiksi 5-20 ms, kehysten rakenteessa. Kehyksessä lähetettävä infor- 25 maatio koodataan ja hajautetaan yhdessä. Tavanomaisesti käytetään suurinta sallittavaa hajautussuhdetta, mikä johtaa jatkuvaan lähetykseen koko kehyksen :.· * aikana, kuten näytetään kuviossa 10A. Normaali lähetysmoodi merkitsee tässä :T: kokokehyslähetystä.

Luotettavaa handover-arviointia ja -suoritusta varten CDMA-30 menetelmän kanssa käytetään epäjatkuvaa lähettämistä. Tämä saavutetaan käyttämällä matalampaa hajautussuhdetta, jonka avulla hajautettu informaatio *·] täyttää kompressoidussa moodissa ainoastaan kehyksen informaatio-osan, jät- 1 · ·* täen jäljellä olevan, vapaan osan vapaaksi, jossa ei lähetetä tehoa, kuten näyte- :: tään kuviossa 10B.

35 Menetelmässä aukotettu CDMA-viestintätekniikka leimaa korkeampi- taajuuksisella datavirralla lähetettävän informationaalisen datavirran tuottaak- 114531 17 seen tunnussahan. Tunnussarja lähetetään kanavalla kehyksiä käsittävän kehysrakenteen mukaisesti, kunkin kehyksen ollessa erityisen ajan kestävä. Vastakohtana edeltäville tekniikoille tunnussarja lähetetään ajoittaisesti kompressoidussa moodissa, missä kehys käsittää tunnussarjan ja vapaan osan, missä tun-5 nussarjaa ei lähetetä, sisältävän informaatio-osan.

Kehyksen informaatio-osan ja kehyksen keston välistä duty cycleä ohjataan kehys kehykseltä -pohjalta. Täten kompressoitu moodi käsittää useamman kuin yhden kompressoitumoodisen kehysrakenteen, kullakin erilaisella kompressoitumoodisella rakenteella ollessa erilainen duty cycle.

10 Lähetyslaadun ohjaamiseksi kehyksen informaatio-osaan käytetty teho on esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuodossa duty cyclen funktio. Lisättyä tehoa tarvitaan pitämään yllä lähetyslaatua, jos duty cycleä vähennetään. Kehyksen lopun aikana, se on, vapaassa osassa, teho kytketään pois päältä.

Jos matkaviestin MS on makrodiversiteettimoodissa, on välttämätöntä, 15 että kaikki yhdistetyt tukiasemat BS1, BS2, BS3, ja niin edelleen, käyttävät samaa lähetysmoodia mille tahansa annetulle kehykselle. Tämä synkronointi voidaan saavuttaa millä tahansa sopivalla tavalla, ja edullisessa suoritusmuodossa saavutetaan sen kautta, että verkko-RNC yhdistää tukiasemat BS1 ja BS2 kuten yllä kuvattiin.

20 Muiden kantoaaltotaajuuksien arvioiminen handover-päätösten perus tamiseksi suoritetaan helposti käyttämällä kompressoitua moodia down-linkissä tukiasemalta matkaviestimelle deterministisellä pohjalla. Muiden kantoaaltotaa-;*'·[ juuksien arvioiminen voidaan suorittaa millä tahansa sopivalla tavalla, kuten jul- • 'i kistetaan US-patentissa nro 5 175 867 Wejkelle et ai. Up-linkissä tai down-linkis- :.i.: 25 sä voi arvioinnin suorittaa joko tukiasema tai matkaviestin, ja edullisessa suori- tusmuodossa matkaviestin MS suorittaa arvioinnin. Matkaviestin MS suorittaa : mittauksia muilla kantoaaltotaajuuksilla kompressoitumoodisen kehyksen va- paan osan aikana, koska tämän ajan aikana ei vaadita tukiaseman, johon se on tällä hetkellä yhdistetty, kuuntelemista. Mittaukset releoidaan verkko-RNC.IIe ,:. 30 (tällä hetkellä yhdistetyn tukiaseman tai tukiasemien kautta) järjestäen järjeste- ‘ · · ’. lyn matkaviestimen avustamaa handoveria (MAHO) varten.

• ·

Kompressoitua moodia käytetään ainoastaan ajoittaisesti verkko- :.v RNC:n päättämällä taajuudella. Verkko-RNC päättää kompressoidun moodin * * > käytön taajuuden useiden tekijöiden, kuten sään vaikuttamien suhteellisten radi-.·! : 35 ointiolosuhteiden ja muiden häiritsevien tekijöiden, ja suhteellisen puhelutihey- den perusteella. Useimmat kehykset käyttävät yhä normaalimoodista lähettä- 1 1 4531 18 mistä tyypillisissä tilanteissa.

Muutos tukiaseman kokonaislähetystehossa voidaan tasoittaa porrastamalla (hajauttamalla ajassa) kompressoidun moodin levittäminen käyttäjien joukolle tietyssä aika-alassa. Koska signaalinvoimakkuusmittaus toisella kanto-5 aaltotaajuudella todennäköisesti vaatii ainoastaan kehyksen murto-osan, duty cycle voidaan tehdä korkeaksi, siten vähentäen teholähetyksen muutosta.

Puhelu-handoverin suorittamista käsitellään kompressoidussa moodissa esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuodossa. Sen jälkeen kun päätetään handoverista toisella kantoaaltotaajuudella radioivalle uudelle tuki-10 asemalle, ryhdytään kompressoituun moodiin. Viestintää vanhan tukiaseman BS1 kanssa pidetään yllä sillä aikaa, kun perustetaan uusi yhteys kehyksen vapaan osan aikana. Siten saadaan täysi synkronointi uuden tukiaseman BS2 kanssa, muodostaen uuden yhteyden. Handover suoritetaan loppuun hylkäämällä vanha yhteys ja palaamalla normaalimoodiseen lähettämiseen. Pitämällä 15 vanha yhteys sen jälkeen kun uusi yhteys on synkronoitu, voidaan käyttää samanaikaista viestintää kaikille tukiasemille (muodostaen makrodiversiteetin yhdelle tai useammalle kantoaaltotaajuudelle). Tätä kaavaa saumatonta taajuuk-sienvälistä handoveria varten voidaan käyttää sekä up- että down-linkeille.

Duty cycleä voidaan muuttaa synkronoinnin saamisen vaatimusten 20 mukaisesti. Jos kuitenkin käytetään samanaikaista viestintää (makrodiversiteet-tiä), on noin 50 % duty cycle edullinen.

Esillä olevan keksinnön normaali- ja kompressoitumoodisten kehysten ’ käyttö järjestää kyvyn käyttää hyödyksi aikavälilähettämisen/-vastaanottamisen etuja hierarkisissa solurakenteissa sillä aikaa, kun käytetään DS-CDMA:ta. On ’·:·* 25 mahdollista mitata muita kantoaaltotaajuuksia, siten järjestäen luotettavia han- dover-päätöksiä. Handover-suoritus kantoaaltotaajuuksien välillä voidaan edel-j.: : leen tehdä saumattomaksi perustamalla uusi yhteys ennen vanhasta yhteydestä :T: luopumista. Tämä voidaan tehdä ilman kahden vastaanottimen tarvetta. On olemassa muita syitä muita kuin puhelu-handover makrodiversiteetin käyttämi-·;· 30 selle, kuten korkealaatuisen viestintäyhteyden ylläpitäminen matkaviestimen .·*. kanssa, kun matkaviestin matkustaa alueella, jolla on korkeaa radiohäiriötä.

Tämä voisi olla esimerkiksi kun ensimmäinen tukiasema BS1 on mikrosolun tu-'·[·' kiasema, kun taas toinen tukiasema BS2 on makrosolu tai mikrosolun kat- toaluetta ympäröivä sateenvarjosolu. Kun matkaviestin MS kulkee mikrosolun 35 MS läpi, useat esteet kuten rakennukset voivat häiritä ensimmäiseltä tukiase-....: malta BS1 peräisin olevaa signaalia. Siksi makrosolulta BS2 lähetetään redun- 114531 19 dantti signaali selkeän viestintälaadun varmistamiseksi. Makrodiversiteetin päätarkoitus on kuitenkin puhelu-handover.

US-patenttihakemus sarjanumerolla 5 533 014 Willarsille et ai. tähän viitteeksi liitettynä tarjoaa lisäyksityiskohtia kompressoitumoodisesta DS-5 CDMA:sta.

Samalla kun on kuvattu ja esitetty esillä olevan keksinnön erityisiä suoritusmuotoja, tulisi ymmärtää, että keksintöä ei rajata niihin, koska alan ammattilaiset voivat tehdä muutoksia. Esillä oleva hakemus tarkastelee mitä tahansa ja kaikkia muutoksia, jotka soveltuvat perustana olevan, tässä julkistetun ja vaadi-10 tun keksinnön henkeen ja alaan.

< · i

Claims (14)

114531 20

1. CDMA:n menetelmä solukkoviestintäjärjestelmille makrodiversi-teettilähetysten ohjaamiseksi, jossa menetelmässä perustetaan ensimmäinen 5 puheluyhteys ensimmäisen tukiaseman (BS1) ja matkaviestimen (MS) välille, tunnettu siitä, että mitataan matkaviestimessä (MS) aikaeroa ainakin yhden naapuri-tukiaseman (BS2, BS3) yhteisellä ohjauskanavalla olevan ainakin yhden signaalin ja mainitulta ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1) tulevan yhteisellä ohja-10 uskanavalla olevan signaalin vastaanoton välillä; lähetetään mainitut mittaukset mainitulta matkaviestimeltä (MS) mainitun ensimmäisen tukiaseman (BS1) ja mainitun ainakin yhden naapuritu-kiaseman (BS2, BS3) yhdistävälle verkko-ohjaimelle (RNC); aloitetaan verkko-ohjaimessa (RNC) toinen puheluyhteys mainitun 15 ainakin yhden naapuritukiaseman (BS2, BS3) ja mainitun matkaviestimen (MS) välillä; viivästetään verkko-ohjaimessa (RNC) mainitulta ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1) lähetettävän viestintäsignaalin ja mainitulta ainakin yhdeltä naapuritukiasemalta (BS2, BS3) lähetettävän viestintäsignaalin lähetystä mai-20 nitussa matkaviestimessä (MS) mitatun aikaeron mukaisesti; lähetetään ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1) mainittu ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1) lähetettävä viestintäsignaali ja ainakin yksi naapuri-tukiasema (BS2, BS3) lähettää mainitulta ainakin yhdeltä naapuri-tuki-' asemalta (BS2, BS3) lähetettävän viestintäsignaalin vastaavasti ensimmäi- 25 sellä ja toisella puheluyhteydellä; ja vastaanotetaan mainitussa matkaviestimessä (MS) mainituilla ensim-j.j · mäisellä ja toisella puheluyhteydellä lähetettävät viestintäsignaalit vastaavasti : T: ennalta määrätyssä ajanjaksossa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 30 lähetetään mainitut viestintäsignaalit kehysrakenteen mukaisesti.

,·*·. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäksi lähetetään viestintäsignaalit mainitulta ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1) kompressoidussa moodissa, jolloin datakehys sisältää informaatio-osan ja va-paanosan.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu lisäksi siitä, että mainittu perustaminen sisältää ensimmäisen tukiaseman (BS1) infor- 1 1 4531 21 moimisen ensimmäisestä aikaoffsetista sovellettavaksi signaalien lähettämiseen mainitulla ensimmäisellä puheyhteydellä; mainittu mittaaminen sisältää aikaeron mittaamisen mainitussa matkaviestimessä (MS) yhteisellä ohjauskanavalla, jolla signaaleja lähetetään ilman 5 aikaoffsetia mainitulta ainakin yhdeltä naapuritukiasemalta (BS2, BS3), olevan signaalin vastaanoton ja yhteisellä ohjauskanavalla ilman aikaoffsetia mainitulta ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1), jonka kanssa mainittu matka-viestin (MS) on parhaillaan yhteydessä, tulevan signaalin vastaanoton välillä; toimitetaan mitatut arvot verkko-ohjaimelle (RNC); 10 tiedotetaan mainitulle ainakin yhdelle naapuritukiasemalle (BS2, BS3) toisesta aikaoffsetista signaalien lähettämiselle mainitulta ainakin yhdeltä naapuritukiasemalta (BS2, BS3), jonka kanssa ollaan perustamassa toista puheyhteyttä määrätyllä kanavalla, toisen aikaoffsetin perustuessa mainittuun ensimmäiseen aikaoffsetiin ja mitattuun, verkko-ohjaimelle (RNC) toimitettuun aika-15 eroon; ja mainittu viivästäminen käsittää lisäksi ainakin yhden mainituista ensimmäisellä ja toisella puheyhteydellä lähetettävistä viestintäsignaaleista pus-kuroimisen niin, että ainakin yhden mainituista viestintäsignaaleista lähetystä viivästetään vastaavalla aikaoffsetilla mainituista ensimmäisestä ja toisesta aika-20 offsetista.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi lähetetään signaaleja mainitulla ainakin yhden naapuritu-kiaseman (BS2, BS3) viestintäkanavalla ja mainitun ensimmäisen tukiaseman .'·: (BS1) viestintäkanavalla, jolloin mainituilla ensimmäisellä ja toisella puheluyh- :, ·. · 25 teydellä vastaavasti lähetetyt viestintäsignaalit lähetetään kehyksissä, jotka vii- västetään aikaoffsetilla, joka on suhteellinen ainakin yhden naapuri-tukiaseman ; (BS2, BS3) ja mainitun ensimmäisen tukiaseman (BS1) vastaavalla yhteisellä Ml · ohjauskanavalla lähetettäviin kehyksiin.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 30 menetelmässä lisäksi lähetetään viestintäsignaaleja mainitulla toisella viestin- » täyhteydellä ainakin yhdeltä naapuritukiasemalta (BS2, BS3) mainitulle matka- • · viestimelle mielivaltaisella offsetilla, joka on suhteellinen signaalien lähettämi-•\v seen mainitun ainakin yhden naapuritukiaseman (BS2, BS3) mainitulla yhteisel- :.,,: lä ohjauskanavalla. ,·! : 35

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ' , ! päivitetään ainakin yhtä mainituista ensimmäisestä ja toisesta aikaoffsetista 22 1 1 4 5 31 mainitun vastaanottoajoissa olevan eron muutoksen perusteella mainitun muutoksen aiheutuessa mainitun matkaviestimen (MS) liikkumisista.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu päivittäminen suoritetaan jaksollisesti.

9. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että mainittu ennalta määrätty ajanjakso vastaa RAKE-ikkunaa.

10. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi naapuritukiasema (BS2, BS3) ja mainittu ensimmäinen tukiasema (BS1) lähettävät mainittuja viestintäsignaaleja eri taajuuksilla. 10

11. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu lisäksi siitä, että mainittu ainakin yksi naapuritukiasema (BS2, BS3) ja mainittu ensimmäinen tukiasema (BS1) lähettävät mainittuja viestintäsignaaleja samalla taajuudella.

12. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu lisäksi 15 siitä, että mainittu ensimmäinen ja mainittu toinen signaalikehys sisältävät identtistä informaatiota.

13. Järjestelmä makrodiversiteetti-CDMA-lähetysten ohjaamiseksi ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1) ja ainakin yhdeltä naapuritukiasemalta (BS2, BS3) matkaviestimelle (MS), tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää 20 välineet mainitussa ensimmäisessä tukiasemassa (BS1) ensimmäi sen puheluyhteyden perustamiseksi mainitun ensimmäisen tukiaseman (BS1) ja mainitun matkaviestimen (MS) välille; ' välineet mainitussa matkaviestimessä (MS) aikaeron mittaamiseksi : ainakin yhden naapuritukiaseman (BS2, BS3) yhteisellä ohjauskanavalla ole- 25 van ainakin yhden signaalin ja mainitulta ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1) tu-,,: levän yhteisellä ohjauskanavalla olevan signaalin vastaanoton välillä; välineet mainitussa matkaviestimessä (MS) mainittujen mittauksien T: lähettämiseksi mainitun ensimmäisen tukiaseman (BS1) ja mainitun ainakin yhden naapuritukiaseman (BS2, BS3) yhdistävälle verkko-ohjaimelle (RNC); 30 välineet verkko-ohjaimessa (RNC) toisen puheluyhteyden aloittami- seksi mainitun ainakin yhden naapuritukiaseman (BS2, BS3) ja mainitun mat-‘ ‘ [ kaviestimen (MS) välillä; :.v välineet verkko-ohjaimessa (RNC) mainitulta ensimmäiseltä tuki- asemalta (BS1) lähetettävän viestintäsignaalin ja mainitulta ainakin yhdeltä : 35 naapuritukiasemalta (BS2, BS3) lähetettävän viestintäsignaalin lähettämisen viivästämiseksi matkaviestimessä (MS) mitatun aikaeron mukaisesti; 114531 23 välineet mainitussa ensimmäisessä tukiasemassa (BS1) mainitulta ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1) lähetettävän viestintäsignaalin lähettämiseksi mainitulla ensimmäisellä puheluyhteydellä; välineet mainitussa ainakin yhdessä naapuritukiasemassa (BS2, BS3) 5 mainitulta ainakin yhdeltä naapuritukiasemalta (BS2, BS3) lähetettävän viestintäsignaalin lähettämiseksi mainitulla toisella puheluyhteydellä; ja välineet mainitussa matkaviestimessä (MS) mainituilla ensimmäisellä ja toisella puheluyhteydellä lähetettävien viestintäsignaalien vastaanottamiseksi ennalta määrätyssä ajanjaksossa.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi mainituista ainakin kahdesta tukiasemasta (BS1, BS2, BS3) sisältää välineet mainitut viivemittaukset sisältävien signaalien vastaanottamiseksi mainitulta ainakin yhdeltä matkaviestimeltä (MS); ja 15 välineet mainittujen viivemittausten lähettämiseksi mainitulle verkko- ohjaimelle (RNC). * I lit 1 * 1 · I % t · 114531 24