SE470151B - Metod för fattande av handoverbeslut i kommunikationsradionät - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 470 'í51 2 beslut om handover sker under korrekta förutsättningar.

UPPFINNINGENS SYFTE Här föreliggande uppfinning avser en metod att fatta beslut om handover vid rätt tillfälle. För detta än- damäl har ett artificiellt nätverk skapats. Det ar- tificiella nätverket utgör en modell av det verkliga nätet .

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Här föreliggande uppfinning avser en metod att fatta beslut om handover vid rätt tidpunkt. Med handover avses att en mobil enhet i ett radiokommunikationsnät övergar frán att kommunicera med en basradiostation till en annan som är bättre ur kommunikationssynpunkt. Den lösning som. här presenteras löser problematiken med hjälp av neurala nätverk. Ett neuralt nätverk kännetecknas av att det genom att inhämta information är kapabelt till inlärning av vissa beteenden. I aktuell uppfinning är det neurala nätverket en avbildning av det verkliga radionätet. Var och en av basradiostationerna ges tillgång till ett neuralt nätverk soul äterspeglar denna stations nätverk.

Mobilen identifierar sin geografiska position och meddelar densamma till basstationen som därefter utnyttjar det neurala nätverket för att besluta om byte av basradiostation skall ske eller ej.

FIGURBESKRIVNING Pig 1 visar systemuppbyggnad med mobila enheter, ett antal basstationer anslutna till en central växel vari ett antal funktioner LMANN anordnats. Dessa LMANN innefattar bl.a. i beskrivningen beskrivna neurala nät. y' 10 15 20 25 30 35 3 470 151 Fig 2 visar hur mätdata i mobilradiosystemet överförs till lokaliseringsblocket och därefter överförs till beslutsblocket som vidarebefordrar beslutet till mobilradiosystemet.

Fig 3 visar hur mätdata införs i normaliseringsblocket. Normaliserade data överförs sedan till ANN (Artificiellt Neuralt Nät) varifran ett lokaliseringsbesked avges.

Pig 4 visar uppbyggnaden av det neurala nätet i inlager, ett antal mellanlager samt utlager.

Pig 5 äskàdliggör hur indata fran samtliga neuroner i föregäende lager viktas och summeras varefter transformering sker. fig 6 visar mätomràdet för basstation 1. De grova linjerna visar önskat upptagningsomräde för respektive basstation. Punkterade linjer representerar mätpunkter för träningsdata. De streckade omrädena visar basstationens täckningsomràde.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM En mobil radioanläggning kommunicerar via etern med en basradiostation. Basradiostationen erhaller kontinuerligt information frän mobilen om dess position, mottagen signalstyrka etc. Informationen inmatas i ett, basradiostationen tillhörigt, block för lokalisering av mobilen. Informationen bearbetas därefter, varvid hänsyn tas till mobilens geografiska läge samt rörelseriktning. Bearbetningen resulterar i en lista över basradiostationer som kandiderar om att kommunicera med mobilen. Listan, prioritetslistan .anger en prioritetsordning beträffande lämpligheten hos de kandiderande basradiostationerna. Prioritetslistan överförs därefter till beslutsblocket som avgör om mobilen skall byta basradiostation eller ej. 10 15 20 25 30 35 \~°l 151 4 För att erhälla bästa möjliga beslut har ett neuralt artificiellt nätverk skapats. Det artificiella nätverket är en bild av det verkliga radionätet för Det artificiella nätet ges information om det täckningsomrädet samt om överlapp till intilliggande För att erhàlla bästa möjliga beslut har det neurala nätverket lärts ett önskat beteende respektive basstation. gränserna för egna basstationer. i beroende av mobilernas läge och färdriktning.

Det artificiella. nätet är uppbyggt i ett antal en nod för varje utvald lager. Inlagret har mätenhet. Var och en av noderna i inlagret överför sin information till samtliga noder i mellanlager l.

Respektive noder i mellanlager l överför sin information till mellanlager 2 etc. antal väljs fritt varför ett eller flera mellanlager det utlagret Mellanlagrens kan utnyttjas. Slutligen överför sista mellanlagret information till representerar möjliga handoverkandidater inklusive SOIII den basstation som mobilen för närvarande är ansluten till. Strukturen hos det artificiella nätet varierar med màtdata varför olika radiomiljöer resulterar i olika optimala strukturer.

Varje nod är en neuron som 'viktar indata frän samtliga neuroner i föregående lager. Indata frán varje neuron viktas och summeras varefter en transformation sker.Transformationen sker i samtliga lager utom inlagret som endast innehäller en ingàng För att erhälla ett önskat beteende väljs överföringsfunktionen olinjär. per neuron.

För att riktiga beslut skall erhällas mäste det neurala nätverket läras upp. Detta sker genom att träningsdata tillförs systemet. Träningsdata bör finnas för hela upptagningsomràdet, som basstationen skall hantera, samt intilliggande omräden. Det artificiella nätets uppförande bestäms för varje uppsättning av träningsdata. Normalisering sker, 10 15 20 25 30 35 470 151 5 till ett värde mellan 0 och l, med hjälp av maxvärde för varje data i hela träningsmängden .

Under upplärningen färdas en mobil inom basstationens täckningsomráde samt intilliggande omräden. I mobilen sker mätningar avseende de parametrar som är relevanta. Mobilen sänder resultaten till basradiostationen som, vidarebehandlar informationen. Under upplärningsfasen definieras olika geografiska lägen som skall kunna definieras för andra mobiler.

Vid inlärning slumpas först vikterna varefter nätet arbetar med träningsdata. För varje set av träningsdata kontrolleras resultatet pà utnoderna mot ett önskat resultat. skillnaden mellan önskat resultat och erhället resultat utgör erhàllet fel.

Beräkning av- vikter sker exempelvis med valfri gradientmetod och felet sprids bakat i nätet. Genom att ändra de olika vikterna konvergerar resultatet mot ett önskat resultat. När felet understiger en i förväg beslutad nivä anses det neurala nätverket upplärt och inlärningen avbryts.

När det neurala nätverket är upplärt skall en mobils geografiska läge var entydigt bestämt med ledning av erhällna data. Besked om en mobils läge överförs till lokaliseringsblocket som överför informationen till beslutsblocket. Beslutsblocket producerar en vektor med tal som anger lämpligheten för handover till respektive basradiostation. Talen varierar inom gränser som är beroende av vald överföringsfunktion.

Beslut fattas med hänsyn till historik och hysteres.

Historik innebär att beslutsblocket lagrar ett antal av de senaste lokaliseringsvektorerna. Krav ställs att ett visst antal av dessa lokaliseringsvektorer skall visa samma resultat för att hand over skall ske. En kort historik ger snabba beslut medan en läng historik ger säkrare beslut pä bekostnad av snabbheten. En lämplig avvägning mellan dessa 10 470 151 6 ytterlighetsfall måste sålunda göras i de enskilda fallen varvid olika aspekter får vägas mot varandra.

Med hysteres, i det ovanstående, avses att en handoverkandidat år ett visst mått bättre än den befintliga basstationens låmplighetstal. För att handover skall vara möjlig skall hysteresvårdet ligga inom överföringsfunktionen. I-Iysteres relaterar handoverbeslutet till lämplighetstalet för nuvarande basstation och ger samma resultat på handoverfunktionen som historiken.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 472- 151 RATENTKRAV l.Metod att i kommunikationsnät innefattande ett antal fasta enheter och ett antal mobila enheter besluta när en mobil enhet skall upphöra att kommunicera med en första fast enhet för att övergä till att kommunicera med en andra fast enhet kännetecknad av, att ett artificiellt neuralt nät givits ett fran början inlärt beteende och/eller ett föranderligt beteende med hänsyn till föreliggande trafiksituation, att det artificiella neurala nätet ges information som är korrelerad till mobilens position i kommunikationsnätet relativt fasta enheter som den kan kommunicera med, att en lista över fasta enheter som kan kommunicera med mobilen är given, att det artificiella neurala nätet fastställer lämplighetsgraden för kommunikation med respektive fasta enhet, och att kommunikationsnätet ges besked om lämpligaste fasta enhet samt att nwbilen, efter beslut, ansluts till vald fasta enhet.

2. Metod enligt patentkrav l kännetecknad av att det neurala nätverket tilldelas ett antal lager nämligen inlager, utlager och ett antal mellanlager varvid inlagret tilldelas ett antal noder representerande utvalda mätdataenheter, utlagret tilldelas ett antal noder representerande nuvarande basradiostation samt de basradiostationer vartill handover är möjlig och att noder i nællanlagren utnyttjas för simuleringen.

3. Metod enligt nàgot av föregående patentkrav kännetecknad av att varje nod viktar indata frán 10 15 20 25 30 35 470 15? 8 samtliga neuroner i föregående lager och summerar alla viktade signaler som transformeras.

4. Metod enligt något av föregående patentkrav kännetecknad av att det neurala nätverket tilldelas träningsdata, som normaliseras, vilka träningsdata valts så representativt som nßjligt, och att träningsdata finns för hela upptagningsområdet, som stationen skall betjäna, och näraliggande områden och att till varje uppsättning träningsdata ett önskat uppförande hos det artificiella nätet bestäms.

5. Metod enligt något av föregående patentkrav kânnetecknad av att vid inlärningen slumpas vikterna ut varefter det neurala nätet arbetar med erhållna data och resultatet på utnoderna jämförs med önskat resultat, varvid skillnaden mellan önskat resultat och erhållet resultat utgör beräkningars fel, varefter nya 'vikter beräknas bakåt i det artificiella nätet till dess felet i utnoderna är av en noggrannhet som fastställts och att nätet i detta skede anses upplärt.

6. Metod enligt något av förgäende patentkrav kännetecknad av att indata i vektorform överförs till ett lokaliseringsblock som överför nämna data till ett beslutsblock, varvid en vektor med tal beskriver lämpligheten för handover till annan basradiostation och att beslutsblocket utnyttjar historik, innebärande att ett antal av de senaste lokaliseringsvektorerna lagras, och hysteres, innebärande att ny handoverkandidat är ett visst mått bättre än den befintliga basstationens lämplighetstal, för att fatta korrekt handoverbeslut. f) *w