FI114532B - Ylikuormituksen esto - Google Patents

Description

1 114532

YLIKUORMITUKSEN ESTO KEKSINNÖN ALA

Esillä oleva keksintö liittyy tietoliikennetekniikkaan. Esillä olevan keksinnön kohteena on mene-5 telmä ja järjestelmä interferenssin vähentämiseksi tilanteessa, jossa yksi matkaviestin voisi aiheuttaa kohtuuttoman paljon interferenssiä operaattorin omassa verkossa.

10 KEKSINNÖN TAUSTA

Olennainen osa erilaisia matkaviestinverkkoja on radioresurssien hallinta. Tämä mahdollistaa sen, että useita eri käyttäjiä voi olla samanaikaisesti radioyhteydessä matkaviestimestä tukiasemaan.

15 UTRAN-radiopääsyverkossa (UTRAN, Universal

Terrestrial Radio Access Network) radioresurssien hallintaa (RRM, Radio Resource Management) tarvitaan esimerkiksi pitämään yllä tiettyä yhteyden laatua (QoS, Quality of Service), kapasiteetinhallintaa jne. Radio-20 resurssien hallinta mahdollistaa radiotaajuuksien pal-velukapasiteetin optimoimisen.

Radioresurssien hallinta on laaja kokonai- suus, ja monia eri algoritmeja tarvitaan erilaisiin tehtäviin. Seuraavassa esitetään muutamia algoritmeja ;·; 25 esimerkinomaisesti: 1. Tehon hallinta (Power Control) ·...’ 2. Kanavanvaihdon hallinta (Handover Control) 3. Pääsyn hallinta (Admission Control) : : 4. Kuorman hallinta (Load Control) 30 5. Pakettien lähetysten ajoitus (Packet Schedu- .·. : ler) • · · * .···. 6. Datanopeuksien hallinta (Data rate control).

’·' Tehonhallinta on yksi tärkeimmistä radiore- : surssien hallinta-algoritmeista erityisesti koodija- 35 koisissa (CDMA, Code Division Multiple Access) matka- 114532 2 viestinjärjestelmissä. Ilman tehonhallintaa yksi ainoa matkaviestin voisi estää koko solun muun liikenteen.

Langattomat tiedonsiirtojärjestelmät tarvitsevat lähettimiä ja vastaanottimia radiotaajuussignaa-5 lien lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi. Matkaviestimestä tukiasemaan päin (uplink) menevä lähetysteho voi aiheuttaa häiriötä muihin soluihin. Matkaviestin-järjestelmissä, esimerkiksi UMTS/FDD (UMTS, Universal Mobile Communication System; FDD, Frequency Division 10 Duplex) -järjestelmässä ja myös muissa matkaviestin-järjestelmissä on tehovuotoja vierekkäisille taajuuksille tai kanaville. UMTS/FDD-järjestelmässä matkaviestin (UE, User Equipment) saattaa aiheuttaa interferenssiä vierekkäisille tai sitä seuraaville 15 taajuuksille (ACI, Adjacent Channel Interference) sillä seurauksella, että vierekkäiset tai sitä seuraavat taajuudet häiriintyvät merkittävästi tai että koko solun uplink-suunnan toiminta estyy.

Näin voi tapahtua esimerkiksi tilanteessa, 20 jossa matkaviestin tulee liian lähelle tukiasemaa. Tilannetta on selvennetty kuvassa 1. Siinä kaksi solua ja ovat lähekkäisiä soluja ja ne käyttävät vierekkäisiä tai sitä seuraavia taajuuksia. Jos matkaviestin on . yhteydessä tukiasemaan BS1 ja sijaitsee kaukana tu- 25 kiasemasta BS2, matkaviestin käyttää suurta lähetyste-··· hoa. Jos matkaviestin on samalla lähellä tukiasemaa BS2, joka toimii vierekkäisellä taajuudella, matka-viestimen radioyhteys tukiasemaan BS1 aiheuttaa inter-; ferenssiä tukiasemaan BS2. Tukiasema BS1 on esimerkik- 30 si osa makrosolua ja tukiasema BS2 osa mikrosolua. Tukiasema BS2 kompensoi interferenssitason nousua siten, : että se pyytää siihen yhteydessä olevia matkaviestimiä !,.* käyttämään suurempaa tehoa uplink-suunnassa. Tällöin ·;’ uplink-suuntainen interferenssi kasvaa ja matkaviestiin | 35 met eivät enää saa yhteyttä tukiasemaan samalla taval- la kuin aikaisemmin. Kuvan 1 mukaisesti on muodostunut eräänlainen kuollut alue DZ, josta ei saa yhteyttä tu- 114532 3 kiasemaan BS2. Pahimmassa tapauksessa matkaviestimen aiheuttama interferenssi tukiasemaan BS2 on niin suuri, että tukiasema BS2 ei enää havaitse minkäänlaisia signaaleja radioyhteyttä yrittäviltä matkaviestimiltä.

5 Eräs vaihtoehto edellä olevan tilanteen vält tämiseksi on suorittaa taajuuksien välinen kanavanvaihto (inter-frequency handover). Ongelmana on kuitenkin se, että kaikki matkaviestinjärjestelmät eivät tue taajuuksien välistä kanavanvaihtoa. Eteen voi tul-10 la myös tilanne, jossa matkaviestinjärjestelmä tukee taajuuksien välistä kanavanvaihtoa, mutta itse matkaviestin ei.

Toinen ratkaisuvaihtoehto esillä olevaan ongelmaan on se, että jos interferenssi tukiasemassa B 15 downlink-suuntaan on korkea, downlink-suuntainen lähetystehon maksimiarvo saavutettaisiin. Tällöin matkaviestin pudotettaisiin olemassa olevilla asetuksilla. Edellä esitetty voi kuitenkin tuottaa ratkaisun ainoastaan operaattorien väliseen (inter-operator) vierek-20 käisten taajuuksien interferenssiin. Tämän ratkaisuvaihtoehdon ongelmana on, että interferenssin määrä riippuu esimerkiksi kuormasta ja monesta muusta seikasta, joita ei voida etukäteen tarkasti määrittää.

: 25 KEKSINNÖN TARKOITUS

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä ' mainitut epäkohdat tai ainakin merkittävästi lieventää niitä. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudentyyppinen menetelmä ja järjestelmä, jossa t : 30 matkaviestinoperaattorin sisällä voidaan vähentää häi riötilanteita, jotka johtuvat matkaviestimen tukiase- : maan aiheuttamasta interferenssistä.

• * .·**. Esillä olevan keksinnön tunnusomaisten seik- ’·’ kojen osalta viitataan patenttivaatimuksiin.

: 35 • » · 114532 4

KEKSINNÖN YHTEENVETO

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää ja järjestelmää interferenssin vähentämiseksi matkaviestinverkossa. Menetelmässä matkaviestin on yhteydessä 5 matkaviestinoperaattorin ensimmäiseen tukiasemaan samaan aikaan kun etäisyys matkaviestinoperaattorin toiseen tukiasemaan on pienempi kuin matkaviestimen etäisyys ensimmäiseen tukiasemaan. Matkaviestin tai matkaviestinverkko ei tue taajuuksien välistä kanavanvaih-10 toa tilanteessa, jossa ensimmäisen tukiaseman ja matkaviestimen välinen radioyhteys häiritsee toisen tukiaseman toimintaa.

Keksinnön mukaisesti pienennetään ensimmäisessä tukiasemassa mainittuun matkaviestimeen päin lä-15 hetettävän signaalin maksimitehoparametrin arvoa. Kun lähetettävän signaalin teho ylittää mainitun maksimitehoparametrin arvon, pudotetaan mainittu matkaviestin pois mainitulta ensimmäiseltä tukiasemalta ennen kuin mainittu matkaviestin aiheuttaa kohtuutonta interfe-20 renssiä mainittuun toiseen tukiasemaan.

Eräässä keksinnön sovelluksessa maksimitehoparametrin arvo riippuu matkaviestimen käyttämästä palvelusta.

Keksinnön kohteena on myös järjestelmä inter-25 ferenssin vähentämiseksi matkaviestinverkossa. Matka-! viestinverkko käsittää ainakin matkaviestinverkon, jo ta hallitsee matkaviestinoperaattori. Lisäksi järjestelmä käsittää matkaviestimen, ensimmäisen tukiaseman, johon matkaviestin on radioyhteydessä, toisen tukiase-30 man, joka sijaitsee lähellä ensimmäistä tukiasemaa ja matkaviestimiin päin lähetettävän signaalin maksimite-hoparametrin. Järjestelmässä matkaviestimen etäisyys matkaviestinoperaattorin toiseen tukiasemaan on pie- * » · . nempi kuin matkaviestimen etäisyys ensimmäiseen tu- ·*;· 35 kiasemaa. Järjestelmässä matkaviestin ja/tai matka- '··· viestinverkko ei tue taajuuksien välistä kanavanvaih- toa tilanteessa, jossa ensimmäisen tukiaseman ja mat- 114532 kaviestimen välinen radioyhteys häiritsee toisen tukiaseman toimintaa.

Keksinnön mukaisesti järjestelmä käsittää säätövälineet matkaviestimeen päin lähetettävän sig-5 naalin maksimitehoparametrin arvon pienentämiseksi ja poistovälineet matkaviestimen pudottamiseksi pois ensimmäiseltä tukiasemalta kun lähetettävän signaalin teho ylittää mainitun maksimitehoparametrin arvon ennen kuin matkaviestin aiheuttaa liikaa interferenssiä 10 toiseen tukiasemaan.

Eräässä keksinnön sovelluksessa maksimitehoparametrin arvo riippuu matkaviestimen käyttämästä palvelusta.

Eräässä keksinnön sovelluksessa matkaviestin-15 verkko on WCDMA-verkko (WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access).

Esillä oleva keksintö esittää yksinkertaisen tavan ratkaista interferenssiongelma. Lisäksi keksinnössä esitetty ratkaisu ei vaadi operaattoreilta li-20 säinvestointeja matkaviestinverkkoon.

KUVALUETTELO

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti sovellusesimerkkien avulla, jossa 25 kuva 1 esittää tunnetun tekniikan tilannetta, jossa matkaviestin aiheuttaa kuolleen alueen tukiase-; man ympäristöön, kuva 2 esittää vuokaavioesimerkin esillä ole-': van keksinnön mukaisen menetelmän toiminnasta, ja 30 kuva 3 esittää erästä edullisesta keksinnön mukaista järjestelmää.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS

: .·. Kuvissa 2 ja 3 esitetään eräs edullinen esil- 35 lä olevan keksinnön mukainen menetelmä ja järjestelmä.

‘I' Kuvan 2 mukaisessa esimerkissä oletetaan, että matka- 114532 6 viestin ja/tai matkaviestinverkko ei tue taajuuksien välistä kanavanvaihtoa tai taajuuksien välinen kanavanvaihto ei onnistu, vaikka tuki olisikin olemassa.

Kuvan 3 mukainen järjestelmä käsittää matka-5 viestinverkon NET, josta on esitetty kaksi tukiasemaa BS1 ja BS2 sekä päätelaitteen UE, joka on yhteydessä tukiasemaan BS1. Matkaviestinverkko on esimerkiksi WCDMA-verkko. Päätelaite UE on edullisesti matkaviestin. Matkaviestinverkko NET sisältää myös muita kom-10 ponentteja, joita ei kuitenkaan tässä eritellä tarkemmin. Kuvassa 3 esitetyt kaksi solua ovat lähekkäisiä soluja ja ne käyttävät vierekkäisiä tai sitä seuraavia taajuuksia. Tällöin voi olla mahdollista, että matkaviestin UE aiheuttaa kohtuutonta häiriötä vierekkäi-15 selle tai sitä seuraavalla taajuudelle (ACI, Adjacent Channel Interference). Interferenssiä voi syntyä, jos matkaviestin UE tulee liian lähelle tukiasemaa BS2 ollessaan yhteydessä tukiasemaan BS1. Tukiasemaan BS1 on lisäksi määritelty matkaviestimiin päin lähetettävän 20 signaalin maksimitehoparametri MP.

Jos matkaviestin UE on yhteydessä tukiasemaan BS1 ja sijaitsee kaukana tukiasemasta BS1, matkaviestin UE käyttää suurempaa lähetystehoa kuin ollessaan lähempänä tukiasemaa BS1 (vaihe 20) . Jos matkaviestin 25 UE on samalla lähellä tukiasemaa BS1, joka toimii vie-• rekkäisellä taajuudella, matkaviestimen UE radioyhteys .* tukiasemaan BS1 aiheuttaa interferenssiä tukiasemalle .· BS2 (vaihe 22). Tukiasema BS1 on esimerkiksi osa mak- . j rosolua ja tukiasema BS2 osa mikrosolua.

30 Tukiasemalle BS1 on määritelty lähetystehon maksimiarvo. Jos lähetystehon arvo ei ylitä määritet-, . : tyä maksimiarvoa MP, matkaviestimen UE yhteys tukiase- ·_ maan BS1 pidetään muuttumattomana (vaihe 24). Jos lä- hetystehon arvo kuitenkin ylittää tukiasemaan BS1 mää-: 35 ritellyn maksimitehoparametrin MP arvon, ja koska taa-

juuksien välinen kanavanvaihto ei ole mahdollinen, niin keksinnön mukaisesti pudotetaan matkaviestin UE

114532 7 pois tukiasemalta BS1 (vaihe 26) . Pudotus tapahtuu näin ennen kuin matkaviestin UE aiheuttaa liikaa interferenssiä tukiasemaan BS2. Jos matkaviestintä ei pudoteta pois, tilanne muodostuu kuvassa 1 esitetyn 5 kaltaiseksi, jossa muodostuu ns. kuollut alue DZ tukiaseman BS2 alueelle. Kuolleelta alueelta DZ ei ole mahdollista muodostaa yhteyttä tukiasemaan BS2, ja näin tukiaseman BS2 peittoalue pienenee oleellisesti.

Maksimitehoparametrin arvo voidaan määritellä 10 erikseen kullekin käytössä olevalle palvelulle. Määrittely tehdään esimerkiksi radioverkon suunnitteluvaiheessa niille soluille, joissa määrittelyä tarvitaan. Lisäksi täytyy varmistaa, että mikään reaaliaikainen radioresurssien hallinta-algoritmi ei muuta tai 15 muuten ohita määriteltyä lähetystehon maksimiarvoa. Määrittelyä voidaan muuttaa myös jälkikäteen.

Kuvassa 3 esitetty järjestelmä käsittää sää-tövälineet AM matkaviestimeen UE päin lähetettävän signaalin maksimitehoparametrin MP arvon pienentämi-20 seksi ja poistovälineet DM mainitun matkaviestimen UE pudottamiseksi pois mainitulta tukiasemalta BS1 kun lähetettävän signaalin teho ylittää mainitun maksimitehoparametrin MP arvon. Edellä mainitut välineet on toteutettu sinänsä tunnetuin välinein, esimerkiksi oh-* 25 jelmakomponenteilla, eikä niitä tämän vuoksi kuvata tarkemmin.

: Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitet tyjä sovellusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muun-| nokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimus- ·. 30 ten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

» t » I »

t I

. ·

Claims (6)

114532

1. Menetelmä interferenssin vähentämiseksi matkaviestinverkossa, jossa menetelmässä matkaviestin on yhteydessä matkaviestinoperaattorin ensimmäiseen 5 tukiasemaan samaan aikaan kun etäisyys matkavies tinoperaattorin toiseen tukiasemaan on pienempi kuin mainitun matkaviestimen etäisyys mainittuun ensimmäiseen tukiasemaan, ja mainittu matkaviestin tai matkaviestinverkko ei tue taajuuksien välistä kanavanvaih-10 toa tilanteessa, jossa mainitun ensimmäisen tukiaseman ja mainitun matkaviestimen välinen radioyhteys häiritsee mainitun toisen tukiaseman toimintaa; tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet: 15 pienennetään mainitussa ensimmäisessä tukiasemassa mainittuun matkaviestimeen päin lähetettävän signaalin maksimitehoparametrin arvoa, ja kun lähetettävän signaalin teho ylittää mainitun maksimitehoparametrin arvon ; j a 20 pudotetaan mainittu matkaviestin pois mainitulta ensimmäiseltä tukiasemalta ennen kuin mainittu matkaviestin aiheuttaa liikaa interferenssiä mainittuun toiseen tukiasemaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että mainitun maksimitehoparametrin arvo riippuu matkaviestimen käyttämästä palvelus- ; ta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, ‘‘ tunnettu siitä, että matkaviestinverkko on WCDMA- .· 30 verkko.

4. Järjestelmä interferenssin vähentämiseksi ·.· matkaviestinjärjestelmässä, joka matkaviestinverkko käsittää ainakin: , *. matkaviestinverkon (NET), jota hallitsee matka- ·*;_· 35 viestinoperaattori ; ’···' matkaviestimen (UE) ; 9 114532 ensimmäisen tukiaseman (BS1), johon mainittu matkaviestin (UE) on radioyhteydessä; toisen tukiaseman (BS2), joka sijaitsee mainitun ensimmäisen tukiaseman lähellä (BS1); 5 matkaviestimiin päin lähetettävän signaalin maksi- mitehoparametrin (MP); ja jossa järjestelmässä mainitun matkaviestimen (UE) etäisyys mainitun matkaviestinoperaattorin mainittuun toiseen tukiasemaan (BS2) on pienempi kuin mainitun matkaviestimen (UE) etäisyys 10 mainittuun ensimmäiseen tukiasemaan (BS1) , ja jossa järjestelmässä mainittu matkaviestin (UE) ja/tai matkaviestinverkko (NET) ei tue taajuuksien välistä kanavanvaihtoa tilanteessa, jossa mainitun ensimmäisen tukiaseman (BS1) ja mainitun matkaviestimen (UE) välinen 15 radioyhteys häiritsee mainitun toisen tukiaseman (BS2) toimintaa; tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää: säätövälineet (AM) mainittuun matkaviestimeen (UE) päin lähetettävän signaalin maksimitehoparametrin (MP) 20 arvon pienentämiseksi; ja poistovälineet (DM) mainitun matkaviestimen (UE) pudottamiseksi pois mainitulta ensimmäiseltä tukiasemalta (BS1) kun lähetettävän signaalin teho ylittää mainitun maksimitehoparametrin (MP) arvon ennen kuin 25 mainittu matkaviestin (UE) aiheuttaa liikaa interferenssiä mainittuun toiseen tukiasemaan (BS2).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestel- ‘ mä, tunnettu siitä, että maksimitehoparametrin (MP) arvo riippuu mainitun matkaviestimen (UE) käyttä-30 mästä palvelusta.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestel- ; mä, tunnettu siitä, että mainittu matkaviestin verkko (NET) on WCDMA-verkko. 114532