SE517904C2 - Övervakning och tilldelning av frekvenskanaler i mobiltelefonsystem - Google Patents

Description

30 35 517 9 04 2 de (benämnt cell) där omkring. Cellens storlek bestämmes av ett flertal faktorer, såsom basstationens sändareffekt och mottagarkänslighet, geografiska särdrag, såsom backar eller höga byggnader, interferens från andra basstationer osv. Cellerna skall i viss grad överlappa varandra, så att det i huvudsak inte finns några platser vilka inte befinner sig inom åtminstone en cell.

Ett givet system är tilldelat ett frekvensband och frekvensbandet är uppdelat i frekvenskanaler. I ett ana- logt system kan en station kommunicera med ett flertal mobila enheter åt gången under användning av en viss kanal för varje mobilenhet. I ett digitalt system är varje frekvenskanal normalt uppdelat i ett flertal tids- luckor, som var och en kan överföra ett enda samtal.

Frekvenskanalerna i ett digitalt system kallas ibland helt enkelt "frekvenser", varvid tidsluckorna i dessa frekvenser benämnes "kanaler". Här kommer vi att använda beteckningen "kanal" för en frekvens i ett analogt system och en frekvens, möjligen plus en tidslucka, för ett digitalt system.

En mekanism erfordras för dedicering av en kanal till en mobilenhet, när kommunikation med denna mobila enhet erfordras. Detta uppnås genom användning av en specifik kanal, såsom en styrkanal. När en mobilenhet är i vilande tillstànd eller tomgångstillstánd utan att något samtal pågår övervakar den styrkanalen. Om ett an- rop göres kommunicerar den mobila enheten och stationen initialt med varandra över styrkanalen. Stationen dedi- cerar en av de andra kanalerna för samtalet och överför denna dedicering till den mobila enheten över styrkana- len. Själva samtalet (dvs tal- eller datakommunikationen) fortsätter sedan över stationen och den mobila enheten som använder den dedicerade kanalen (med den mobila en- heten i det aktiverade tillståndet). Omfattningen av kom- munikationen över styrkanalen är ringa och denna kanal kan därför delas mellan ett stort antal mobila enheter utan särskild svårighet. 10 15 20 25 30 35 517 904 Kunskap om mobilplatser I varje praktiskt system är det nödvändigt att platsen för varje mobil enhet är känd, åtminstone ungefärligt, av både denna mobila enhet och det fasta systemet. Styrkanalen användes för upprätthållande av denna systemkännedom. Varje basstation sänder identifikationsinformation på sin styrka- nal och varje mobil enhet övervakar styrkanalen. (De mobila enheterna gör detta på periodisk basis för att minimera kraftkonsumptionen i tomgångstillstånd.) Varje mobilenhet övervakar styrkanalen för att iden- tifiera en cell, vilken avger styrsignaler med tillräck- lig styrka. (En mobilenhet kan givetvis befinna sig på ett ställe, där 2 eller flera celler överlappar varandra, i vilket fall den väljer en av de möjliga cellerna.) Om den mobila enheten finner att styrsignalerna från den andra cellen är betydligt starkare än de från den cell, vari den befinner sig, ändrar den till denna nya cell.

Varje mobilenhet känner därför var den är i systemet, dvs i vilken cell den befinner sig.

En mobilenhet kan givetvis kopplas ur systemet, t ex som ett resultat av att den frànkopplas, eller på ett ställe, där den är skyddad från eller utanför det fasta systemets geografiska område. När en sådan mobilenhet in- kommer i systemet, dvs först detekterar signaler på styr- kanalen och upptäcker vilken cell den är i, sänder den en signal till det fasta systemet, annonserande sin närvaro i denna cell. Om den mobila enheten sedan rör sig till- räckligt långt bort från systemet sänder den på nytt en signal till det fasta systemet (via den lokala stationen) för uppdatering av det fasta systemet i dess nya posi- tion. Det fasta systemet vet därför var den mobila enhe- ten befinner sig.

I praktiken kan det vara lämpligt att gruppera cel- lerna i grupper i det fasta systemet med en mobil enhet informerande det fasta systemet om en förändring av uppe- hållsstället blott om den rör sig från en grupp av celler till en annan. (Denna gruppering kan matcha grupperingen 10 15 20 25 30 35 517 904 °;:= 4 av BTS i grupper av BSC eller BSS i grupper genom MSC.) Den mobila enheten kommer därför att veta vilken cell den befinner sig i men det fasta systemet känner blott till stället för den mobila enheten vad gäller ett område av ett flertal celler. par kommunicerar den med en specifik station men om den När sålunda den mobila enheten anro- mobila enheten anropas kan det fasta systemet bringa ett flertal stationer i sin tur försöka kommunicera med den mobila enheten.

En mobilenhet kan givetvis röra sig från en cell till en annan medan den är aktiverad, dvs ett samtal pågår. Systemet (antingen basstationen eller den mobila enheten) känner igen detta genom att konstatera, att sig- nalstyrkan eller kvaliteten mellan den mobila stationen och stationen faller under en acceptabel nivå. Systemet är normalt så konstruerat, att det tillåter den mobila enheten att välja en ny cell och koppla om sin länk från den nuvarande cellen till den nya cellen genom lämplig kommunikation över styrkanalen för bibehållande av det pågående samtalet. I detta fall är det fasta systemet givetvis medvetet om den mobila enhetens cellbyte även om förändringen sker inom en enda cellgrupp.

Frekvenstilldelningar Såsom noterats ovan använder varje specifikt system ett särskilt frekvensband, vilket band är uppdelat i ett stort antal distinkta frekvenskanaler. Dessa frekvenskana- ler måste fördelas bland de olika stationerna i systemet.

Det är givetvis nödvändigt att hålla isär upplänkkom- munikation från de mobila enheterna till stationerna och nedlänkkommunikation från stationerna till de mobila enhe- terna. I vissa typer av digitala system uppnås detta genom användning av olika tidsluckor i en enda frekvenskanal för upplänk- och nedlänkkommunikationerna. I analoga system och vissa andra typer av digitala system är frekvensbandet uppdelat i två separata underband för upplänk- och ned- länkkommunikationer. De båda underbandet har generellt identiska antal frekvenskanaler och fördelningen av frek- 10 15 20 25 30 35 517 904 ';:= 5 venskanalerna i de båda underbanden bland basstationerna är i allmänhet identiska. Vi kan sålunda generellt disku- tera saken i termer av ett enda frekvensband (dvs en enda sats frekvenskanaler) även om detta band i själva verket är uppdelat i separata upplänk- och nedlänkunderband.

För att maximera antalet frekvenskanaler i ett frek- vensband packas vanligen frekvenskanalerna tillräckligt tätt intill varandra med tanke på risken för interferens mellan till varandra gränsande frekvenskanaler. Det är därför nödvändigt att fördela frekvenskanalerna bland stationerna på ett sådant sätt, att ingen station har två till varandra gränsande frekvenskanaler.

Såsom noterats ovan kan varje station kommunicera med de mobila enheterna i sin cell, vilket är hur cellen definieras. Cellerna med systemets station överlappar varandra, varför det i själva verket inte finns några ställen, som inte ligger i åtminstone en cell. Detta innebär att det förekommer överlappningar mellan cellerna och att vissa ställen täckes av åtminstone 3 celler. Det är helt klart viktigt att minimera möjligheterna till interferens mellan till varandra gränsande celler och fördelningen av frekvenskanaler bland stationerna skall väljas i enlighet därmed.

Ett lämpligt sätt att göra detta är att i cyklisk sekvens uppdela frekvenskanalerna i ett lämpligt antal grupper, frekvenskanalerna 0, 12, 24 etc, grupp 1 har frekvenska- sàlunda med 12 grupper, av vilka grupp O har nalerna 1, 13, 25 etc osv. Grupperna kan sedan tilldelas stationerna så, att två till varandra gränsande celler inte har samma grupp.

Det enklaste och i ett avseende "ideala" cellmönst- ret kan vara hexagonalt, som blott erfordrar 3 grupper för undvikande av konflikt mellan till varandra gränsande celler. I praktiken kan emellertid cellstorlekarna vara mycket olika. Det är exempelvis önskvärt att matcha cell- storleken brett till den förväntade tätheten av mobila enheter (t ex genom lämpligt val av stationens sändaref- 10 15 20 25 30 35 517 904 ';:= 6 fekt). En stor cell kan sålunda omges av mer än 6 andra celler, och antalet grupper måste därför vara betydligt större än 3.

Cellstorleken och formen påverkas också av geogra- fiska faktorer, såsom backar, begränsningar där statio- som förorsakas av byggna- nerna kan befinna sig, oväsen, der tätt intill varandra etc. Det kan också förekomma små celler, vilka erfordras för täckning av skärmade områden i stora celler. Vissa av dessa faktorer kan på olika sätt påverka de olika frekvenskanalerna, varför cellstorleken kan variera i viss grad för de olika frekvenskanalerna.

Systemet kan även tidsmässigt överlappa, typiskt med tillsats av ytterligare basstationer för att klara av ökad trafik.

Ett enda stationsställe kan ha 2 eller flera antenn- arrangemang med olika täckningar. Logiskt, dvs funktio- nellt, kan ett sådant ställe betraktas fortsättningen att göra detta) som 2 eller flera dis- (och kommer i tinkta stationer, en för varje arrangemang, vardera med sin egen distinkta cell.

Tilldelningen av frekvenskanaler till stationer sker normalt av planeringsingenjörer, som använder sin kunskap och erfarenhet för att uppskatta cellerna storlekar och för uppnående av en god fördelning av grupperna bland cellerna. Tilldelningen av frekvenskanaler till stationer är ofta långt ifrån ideal. De aktuella cellstorlekarna skiljer sig sålunda normalt i viss grad från de uppskat- tade storlekarna och kan förändras som ett resultat av exempelvis nybyggnad. Cellstorleken för en specifik frek- venskanal runt en specifik station kan i själva verket skilja sig avsevärt från den uppskattade storleken eller medelstorleken av denna cell. Systemet kan också föränd- ras under tiden med förändringar av stationernas egenska- per och möjligen tillsats av nya stationer för att klara av tilltagande trafik.

Dessa effekter resulterar ofta i att de verkliga cellerna skiljer sig från de uppskattade cellerna. Så- 10 15 20 25 30 35 517 904 ":= 7 lunda kan en cell sträcka sig bortom en del av den upp- skattade gränsen men inte nå en annan del av den uppskat- tade gränsen och det kan förekomma ett avskärmat område eller "hål" däri och ett isolerat område kan förekomma bortom dess huvudgräns som ett resultat av signalsprid- ning eller -hopp.

Effekten av detta är att reducera kapaciteten och kvaliteten av systemets service. Dessutom är givetvis proceduren att uppdela frekvenskanalerna i grupper, vilka sedan tilldelas olika stationer, en konservativ teknik, avsedd att minimera interferensmöjligheterna och det kan mycket väl vara så, att en specifik frekvenskanal (eller ett flertal frekvenskaneler) i själva verket kan tillde- las flera stationer.

Det är därför önskvärt att ha någon metod för över- vakning eller mätning av funktionen, aktuell eller poten- tiell, av systemet i termer av cellstorlek, frekvenska- nalfördelning bland basstationer, interferens mellan frekvenskanaler etc. A Nuvarande teknik Systemfunktionen kan mätas medelst en testmobilen- het, vilken transporteras genom regioner av intresse. En testmobilenhet är ett slags mobilenhet, som specialise- rats för teständamål och opereras vanligen av en utbildad tekniker. Den kan exempelvis köras längs specifika vägar eller runt speciella områdens gränser. När den rör sig kan den försöka kommunicera med olika närbelägna statio- ner över olika frekvenskanaler. Detaljerad information kan sålunda samlas om hur transmissionsegenskaperna för olika stationer och olika frekvenskanaler varierar inom det område som korsas. Den kan sedan användas för juste- ring av olika egenskaper av systemet (fördelningen av frekvenskanalerna mellan de olika stationerna) för att förbättra systemfunktionen.

Denna teknik har vissa nackdelar. Testmobilenheten, som specialiserats för testningsändamàl, är relativt dyr.

Mera signifikant utföres normalt processen av tränade 10 15 20 25 30 35 517 904 a; u n n a oo 8 tekniker, involverande hög yrkesskicklighet, tid ochi arbete och är därför mycket dyrbar.

Det generella ändamålet med uppfinningen är att tillhandahålla en förbättrad metod för övervakning och mätning av ett mobiltelefonsystemsprestationsförmåga_ Sammanfattning av uppfinningen Såsom beskrivits ovan är de för systemet tillgäng- liga frekvenskanalerna fördelade mellan stationer på ett sådant sätt, att cellerna för en specifik frekvenskanal är isolerade från varandra - så att säga separata "öar" Dessa öar omges av en "sjö", vari kommunikation sker på andra frekvenskanaler. (Det är möjligt att två sådana öar tillfälligtvis kan överlappa varandra, i vilket fall om en mobilenhet i överlappningsområdet erhåller den därtill dedicerade frekvenskanalen, systemet upptäcker att kvali- teten av länken till den mobila enheten är oacceptabel och därför förändrar frekvenskanalen).

Svårigheten med uppfinningen ligger i att för en station välja en frekvenskanal, som inte är tilldelad denna station eller någon närbelägen station (är åtskild från dessa frekvenskanaler), och sända meddelanden på denna frekvenskanal till mobila enheter i eller nära dess cell för att sålunda bestämma den potentiella täckningen och interferensen från denna cell i närbelägna celler.

(Stationer är närbelägna om deras celler överlappar var- andra och en mobilenhet, som rör sig mellan dessa båda celler, kan överlämnas direkt mellan de båda stationer- na.) Den valda frekvenskanalen kan benämnas testkanal (dvs den valda frekvenskanalen), och meddelanden sända på densamma testmeddelanden. De vid denna process använda mobila enheterna är normalt vanliga mobila abonnentenhe- ter, ehuru givetvis speciella testmobilenheter kan använ- das, om så önskas.

Eftersom testfrekvensen är avskild från den aktuella stationen och alla dess grannar skall mycket ringa brus förekomma på testkanalen, varför god täckningsuppskatt- ning av cellen därför kan erhållas. När väl uppskatt- 10 15 20 25 30 35 517 904 9 ningen gjorts kan beslutet tagas om tilldelning av ytter- ligare frekvenskanaler till cellen (och givetvis till andra celler på basis av liknande uppskattningar för dessa celler).

Det finns olika möjligheter för utförande av den aktuella proceduren, beroende på huruvida systemet är ett analogt eller digitalt system och om den mobila enheten vilar eller är aktiv.

Med en overksam mobilenhet kommer den mobila enheten att övervaka styrkanalen med avseende på meddelanden från basstationen. För utförande av testet sänder stationen ett meddelande till den mobila enheten på styrkanalen, identi- fierande testkanalen och med en anhållan om att den mobila enheten skall övervaka ett meddelande på denna frekvenska- nal. Den mobila enheten kommer då att övervaka detta med- delande, registrera signalstyrkan och -kvaliteten och rap- portera denna information tillbaka till basstationen.

Rapporteringen tillbaka av denna information från den mobila enheten till basstationen kan ske antingen via styrkanalen eller via testkanalen. Generellt är det tro- ligen att föredra att använda testkanalen av två skäl.

För det första kan basstationen övervaka signalstyrkan och -kvaliteten, så att kvaliteten av kommunikationen på testkanalen kan bestämmas i både upplänks- och nedlänks- riktningarna. För det andra kan närbelägna basstationer också övervaka testkanalen med avseende på signalstyrkan, så att möjligheten till interferens med sådana närbelägna basstationer från mobila enheter, som använder testkana- len, kan bedömas. (Detta ger också en indikation på den interferens, som kan förekomma från en närbelägen cell i mobiler i den aktuella cellen.) Basstationen kan be den mobila enheten att i sin rapport inkludera om den också är i några närbelägna cel- ler. Detta tillåter bedömning av potentiella kommunika- tionsegenskaper av testkanalen för specifika kommunika- tionsegenskaper av testkanalen för specifika gränsområden av cellen. 10 15 20 25 30 35 517 904 10 Det fasta systemet kan vara medveten om stället för den mobila enheten blott inom ett område, som betjänas av grupp basstationer, i vilket fall den basstation, som ut- fört testet, först måste upptäcka om den mobila enheten är belägen i dess cell.

Användningen av en mobilenhet i overksamt tillstànd på detta sätt kan erfordra en signifikant justering med avse- ende på dess operation, eftersom den inbegriper inställning av densamma i vad som effektivt är ett aktivt tillstånd.

Processen kan istället använda aktiva mobila enhe- ter. Användningen av aktiva mobila enheter har den förde- len, att en aktiv mobilenhet definitionsmässigt befinner sig i cellen av den basstation som utför testet. Ringa eller ingen modifikation av de mobila enheternas opera- tion synes vidare inte erfordras.

I detta fall är stället för den mobila enheten redan känt och kommunikation mellan basstationen och den mobila enheten förekommer redan. Det är givetvis önskvärt att undvika olämplig interferens med denna kommunikation.

Detta kan uppnås genom att basstationen kopplar om kommu- nikationen från den aktuella frekvenskanalen till test- kanalen och koppar den tillbaka pà nytt efter det att en tillräcklig tid för testkanalens kommunikationsegenskaper bedömts. åstadkommande av en acceptabel kommunikationsnivå kopplas (Om testkanalen visar sig vara olämplig för systemet om till en annan frekvenskanal eller någon annan basstation på normalt sätt.) I ett digitalt system kan varje frekvenskanal ha ett stort antal signaler i respektive tidsluckor och en av tidsluckorna användes normalt för permanent synkronise- ring av signaler (tillsammans med andra signaler av styr- typ). I ett sådant system övervakar den mobila enheten typiskt många frekvenskanaler med avseende på signalkva- liteten (ehuru den kan kommunicera på blott en enda frek- venskanal åt gången, dvs den frekvenskanalen, som tillde- las densamma). Om den mobila enheten är overksam bibehål- ler den blott en intern frekvenskanalkvalitetslista för 10 15 20 25 30 35 517 904 ll säg de 6 starkaste frekvenskanalerna men när den blir aktiv användes denna listas innehåll för upptagning av en lämplig frekvenskanal för efterföljande kommunikation.

(Detta är i kontrast till ett analogt system, där varje frekvenskanal har ett enda system, så att, om en signal förekommer på en frekvenskanal denna kanal användes.) När den väl är aktiv uppdaterar den regelbundet basstationen med den sin frekvenskanalkvalitetslista.

I ett sådant system kan basstationen helt enkelt sända på testkanalen och be den mobila enheten att rap- portera tillbaka sin frekvenskanalkvalitetslista. Test- signalen kan i detta fall helt enkelt utgöras av en ge- nerering av permanenta synkroniseringssignaler för denna frekvenskanal i den lämpliga tidsluckan. Om testkanalen förekommer i den lista, som rapporteras tillbaka från den mobila enheten vet basstationen också om hur denna frek- venskanals nedlänkskvalitet är och om den inte förekommer i listan vet basstationen om att testkanalens nedlänks- kvalitet är sämre än den av den sista, i listan förekom- mande frekvenskanalen.

Om de mobila enheterna övervakar samtliga möjliga frekvenskanaler resulterar detta i att basstationen sam- lar information om testkanalen från alla aktiva mobila enheter i sin cell.

De mobila enheterna kan emellertid övervaka blott ett begränsat antal frekvenskanaler, som definieras av en I detta fall måste bas- stationen välja vilka mobila enheter den önskar använda frekvenskanallista i varje mobil. för att testa testkanalen och instruera dessa mobila en- heter att inkludera testkanalen i sina listor över för övervakning avsedda frekvenskanaler. (Basstationen kan återställa frekvenskanallistorna efter testet genom att instruera mobilerna att stryka testkanalen från sina frekvenskanallistor).

Såsom just noterats uppdaterar en aktiv mobilenhet regelbundet basstationen med sin frekvenskanalkvalitets- lista. Om de mobila enheterna rör sig till ett ställe, 10 15 20 25 30 35 517 904 12 där två eller flera celler överlappar varandra kommer denna lista att börja inkludera frekvenskanaler från gränsstationer. Basstationen kan därför identifiera mo- bilenheter i i synnerhet gränsomráden av cellen och genom att välja sådana mobila enheter kan den sålunda bedöma testkanalens signalegenskaper för dessa områden. (Bassta- tionen kan exempelvis utföra testet när de mobila enhe- terna kommer in i eller lämnar sin cell för att sålunda samla information för överlappningsomrâdets båda gränser till granncellen.) Såsom diskuterats ovan kan det vara önskvärt att basstationen omkopplar kommunikation från den aktuella frekvenskanalen till testkanalen, så att testkanalens upplänksegenskaper kan bedömas. Om det gäller en digital kan detta selektivt ske i så att den mobilenhet, vilken är aktiv, beroende av platsen för den mobila enheten, potentiella interferensen av upplänken med specifika grannceller kan bedömas.

Genom ackumulering av testresultat över många mobila enheter och över tiden kan systemet bestämma den generel- la kommunikationskvaliteten och täckningen av varje cell.

Basstationens effekt kan ökas till ett värde över den normala nivån för testmeddelanden, så att om testkanalen kan tänkas förorsaka interferens risken för detektering av sådan interferens ökar. Det kan på samma sätt vara möjligt att bringa den mobila enheten att sända meddelanden på testkanalen med en effekt, som överstiger den normala.

Cellstorleken, belastningen eller kravet av de mobila enheterna i cellen och platserna av de mobila enheterna i cellen kan förändras periodiskt, t ex vid olika tillfällen under dagen. Information kan samlas med hjälp av den ak- tuella tekniken vid specifika kalendertillfällen och använ~ das för att utveckla cykliska frekvenstilldelningsmönster_ Koncentriska celler Föreliggande uppfinning är förutom att vara tillämpbar på cellulära system, såsom generellt diskuterats ovan, också speciellt tillämpbar på koncentriska cellsystem. 10 15 20 25 30 35 517 904 -= ' - l3 I cellulära system generellt är, såsom diskuterats ovan, cellerna geografiskt åtskilda, ehuru de givetvis överlappar varandra vid kanterna. Det är emellertid möjligt att en liten cell helt och hållet är upptagen i en stor cell, antingen för att fylla i ett avskärmat område eller tillhandahålla extra kapacitet för detta hela område, såsom nämnts ovan. Ett koncentriskt cellsys- tem är ett ytterligare utökande av denna princip.

Om kravet på ett ordinärt, cellulärt system närmar sig eller överstiger dess kapacitet är standardlösningen att tillföra ytterligare celler mellan förekommande cel- ler. Men om en betydande del av kravet uppstår tätt in- till en basstation kan man istället använda en koncent- risk cell. En förekommande basstation uppgraderas för detta ändamål genom att den tilldelas ytterligare frek- venskanaler, som redan tilldelats grannbasstationer.

Detta kan givetvis tänkas resultera i interferens mellan basstationen och grannbasstationerna. Genom lämpligt val av frekvenskanaler och en eventuell begränsning av den effekt, graderade basstationen kan emellertid effekten på grannbas- som användes för dessa frekvenskanaler av den upp- stationerna bli ringa. Det område, som täckes av den nya frekvenskanalen från den uppgraderade basstationen blir givetvis relativt litet p g a verkan av interferens från grannbasstationerna och eventuella effektrestriktioner.

De nya frekvenskanalerna täcker därför ett relativt litet område in basstationens huvudcell och är givetvis centrerade på basstationen. Detta område kan därför anses vara en separat cell, vilken är koncentrisk med huvudcel- (funktio- av vilka en använder den len och basstationen kan anses vara två logiskt nellt) ursprungliga satsen frekvenskanaler och den andra använ- distinkta basstationer, der de nya frekvenskanalerna.

Den koncentriska cellen blir därför generellt betyd- ligt mindre än den motsvarande normala cellen. Om en mo- bilenhet i den normala cellen ligger inom eller inkommer i den lilla, koncentriska cellen uppsättes anropet nor- noaoo 10 15 20 25 30 35 517 904 a u o o uno-nn o 14 malt med eller tages över av den koncentriska basstatio- nen från huvudbasstationen. Begäran i huvudbasstationens cell uppdelas sålunda eller delas mellan huvudbasstatio- nen och den koncentriska basstationen.

Ehuru den koncentriska cellens effekt kan hållas låg för att minimera dess interferenseffekter på närbelägna celler är en viss interferens detta oaktat osannolikt och begränsad effekt kommer också att begränsa den koncent- riska cellens storlek. Det kan därför vara fördelaktigt att göra granncellen till koncentrisk cell också för den aktuella frekvenskanalen, så att två koncentriska celler, som delar samma frekvenskanal är åtskilda en betydande sträcka. En tillämpning av denna princip resulterar gene- rellt i att systemets frekvenskanaler i stort uppdelas i två klasser, varvid de i en ena klassen användes för nor- mala celler och de i den andra klassen användes för kon- centriska celler. En frekvenskanal, som användes för nor- mala celler kan blott användas för en relativt liten pro- portion av dessa celler eftersom den inte får användas för granncellerna och en frekvenskanal, som användes för de koncentriska cellerna kan användas i mycket större proportion av dessa celler.

Föreliggande uppfinning kan givetvis användas för bedömning av den sannolika täckningen av normalcellerna i ett sådant system. För bedömning av täckningen av sådana normalceller användes de ovan diskuterade procedurerna.

Den kan dessutom användas för att bedöma den sanno- lika täckningen av de koncentriska cellerna i ett sådant system och bedöma den sannolika täckning som de koncent- riska cellerna kommer att ha om ett existerande system, som använder standardceller, modifieras för introduktion av koncentriska celler. Vad gäller koncentriska celler måste proceduren förfinas något mera p g a att bestäm- ningen av den koncentriska cellens storlek enklast är att betrakta som en tvåstegsprocess. Storleken av den motsva- rande normalcellen bestämmes först. Kommunikationen med de mobila enheterna i en stor del av denna normalcells 10 15 20 25 30 35 517 904 15 ytterområden är emellertid inte möjlig under användning av den koncentriska basstationen, eftersom dessa områden utsättes för interferens från granncellerna. Dessa ytter- områden måste sålunda avlägsnas från normalcellen för er- hållande av den koncentriska cellen.

För bedömning av den sannolika täckningen av en kon- centrisk cell måste sålunda täckningen av den motsvarande normalcellen först erhållas. För mobilenhet i normalcel- len sändes då testsignaler på testkanalen till den mobila enhet från varje grannbasstation i tur och ordning och den koncentriska cellens basstation och grannbasstationen övervakar båda den mobila enhetens gensvar. Om den mobila enheten detekterat grannbasstationens testsignal befinner den sig i grannkanalens normala cell och därför utanför den koncentriska cellen av basstationen, vars koncent- riska cell bedömes.

Liksom vid normala celler bestämmer bedömningen av de koncentriska cellerna inte deras geografiska utsträck- ning. Den tillåter emellertid bestämning av deras stor- lek, där storleken mätes som medeltalet av de mobila en- heterna i cellen.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Ett utföringsexempel på ett mobiltelefonsystem en- ligt föreliggande uppfinning skall nu beskrivas under hänvisning till ritningarna, på vilka fig l visar ett parti av ett cellulärt mobilkommuni- kationssystem, fig 2 visar en sats frekvenskanallistor för olika enheter i det i fig l visade systemet och fig 3 visar ett förenklat logiskt arrangemang av en basstation.

Beskrivning av ett föredraget utförande Fig l visar ett parti av ett cellulärt mobilkommuni- kationssystem. Fyra basstationer BSl till BS4 visas till- sammans med sina celler. Stationens BSl cellgräns visas sålunda vid 10 och indikeras också av den brutna pilen från BSl till denna gräns. Dessa celler överlappar var- 10 15 20 25 30 35 517 904 16 andra längs kanterna på det visade sättet, så att det finns få eller inga punkter som inte ligger i åtminstone en cell. En enda mobilstation MSl visas på ett ställe i stationernas BSl och BS2 celler. Basstationerna är över fasta länkar samtliga kopplade till en drift- och under- hållscentral (OMC), vilken styr systemet generellt och basstationerna i synnerhet.

Såsom diskuterats ovan är den exakta utsträckningen av cellerna något luddig och högre effekt kan erfordras för effektiv kommunikation nära en cellgräns, varvid den exakta positionen av gränsen kan variera för olika frek- venskanaler osv.

Varje basstation har ett minne som innehåller en lista över frekvenskanaler, som är tilldelade denna kanal. Fig 2 visar dessa listor CHL för systemets olika enheter. Det framgår, att frekvenskanalerna tilldelats på basis av ovan beskrivna uppdelning men mindre avvikelser från denna basuppdelning har gjorts under tiden och så- lunda innefattar listan för stationen BS3 inte frekvens- kanalen 14 och listan för stationen BS4 innefattar frek- venskanalen 16 istället för frekvenskanalen 15.

Varje mobilenhet har också en liknande lista CHL, som innehåller de frekvenskanaler vilka denna mobila en- het skall övervaka (och som kan vara designerade för kom- munikation med denna mobila enhet). Listan för den mobila enheten MS1 visas.

Fig 3 visar ett förenklat logiskt arrangemang av en basstation. En sändarenhet 20 och en mottagarenhet 21 är kopplade till en antenn 22. Det finns ett flertal anrops- styrenheter 23 kopplade till sändar- och mottagarenheter- na och till en fast kommunikationslänk 24. Varje anrop som passerar stationen tilldelas var sin anropsenhet 23.

(Uppenbarligen kan ehuru dessa anropsenheter är logiskt separata många av deras funktioner multiplexeras bland de fysiska apparaterna.) Det finns också en styrenhet 25, vilken är kopplad till anropsenheterna 24, vilken inkluderar stationens 10 15 20 25 30 35 517 904 nu o o o u »n 17 frekvenskanallista CHL 26. Deras styrenhets funktioner inkluderar val varje gång ett anrop initieras av en frek- venskanal för detta anrop (och i ett digitalt system en lucka i denna frekvenskanal). Det har också samma funk- tioner när ett anrops kvalitet blir oacceptabelt och en frekvenskanalförändring erfordras.

Stationen innefattar också en testkanalenhet 30.

Denna har ett testkanalregister 31, som användes för att lagra en testkanalidentifierare. Frekvenskanallistorna CHL från frekvenskanallistminnena 26 i samtliga bassta- tioner överföres till OMC. OMC är också uppmärksam på stationerna geografiska platser och i synnerhet vilka som är grannar till vilka. OMC väljer en frekvens för testka- nalen för stationen BS1, vilken är skild från de frek- venskanaler, som användes av denna station och alla dess grannar. Testkanalen visas här som frekvenskanalen 10.

Denna testkanal överföres till testkanalregistret 31 i basstationen BSl. För att denna basstation skall kunna testa testkanalen ställes en statusenhet 32 i testkanal- enheten på aktivt tillstånd. Med lämpliga intervaller övervakar sedan testkanalenheten 30 anropsenheterna 23 för att söka efter en mobilenhet i det aktiva tillståndet och i ett område, där testkanalens kommunikationseffekti- vitet är av intresse. Överlappningsområdet av cellerna för BSl och BS2 kan sålunda vara av intresse. Testkanal- enheten söker därför efter en aktiv cell i detta område, säg den mobila enheten MS1 (vilken vi antar vara aktiv).

Testkanalenheten bringar sedan anropsenheten 23 att han- tera detta anrop för omkoppling från dess innevarande, designerade frekvenskanal till testkanalen. Såsom disku- terats ovan kan detta kräva att basstationen instruerar den mobila enheten MS1 att införa testkanalen i dess frekvenskanallista CHL (såsom visas i fig 2).

Den mobila enheten överför frekvenskanalkvalitets- listans innehåll till anropsstyrenheten 23. Denna enhet övervakar också kvaliteten av upplänksignalen från den mobila enheten till stationen. Testkanalenheten extrahe- 10 15 20 25 30 517 904 n» a o c n nu 18 rar de lämpliga komponenterna av denna information från anropsstyrenheten och registrerar den i ett loggminne 33.

När väl testkanalens anropskvalitet uppmätts kan den anropsenhet, som hanterar detta anrop, frigöras för att fortsätta anropet på normalt sätt (och återgå till en av de frekvenskanaler, som tilldelats stationen i dess sta- tionslista CHL, Samtidigt som OMC överför testkanalen till stationen om så önskas.

BSl överför den densamma till lämpliga grannstationer, såsom stationen BS2, och ställer deras statusenheter i övervakningstillstånd. I detta tillstånd bringar statio- nen BS" testkanalenhet sin mottagarenhet att övervaka testkanalen och denna testkanalenhet registrerar resulta- ten av övervakningen i sitt loggminne.

En station BSl är sålunda aktiv i testkanalen och vissa grannstationer, såsom BS2, är i övervakningstill- stånd. Vid lämpligt tillfälle överföres innehållen i de aktiva och övervakande basstationernas loggminnen 33 till OMC för analys.

Av denna information framgår, att OMC exempelvis kan bestämma medelvärdet av alla mätningarna på testkanalen från basstationen BS2, vägda med mottagningseffekt, för erhållande av en kopplingskoefficient mellan stationernas BS1 och BS2 celler. Kopplingskoefficienterna mellan andra cellpar kan likaså erhållas, vilket resulterar i en mat- ris av kopplingskoefficienter. På grund därav kan storle- ken av interferensen i systemet beräknas genom åstadkom- mande av en produkt av denna matris med en vektor, repre- senterande den frekvensplan, som anger vilka celler som använder samma eller varandra närbelägna frekvenskanaler.

På grund därav kan frekvenstilldelningarna optimeras genom minimering av produkten.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 517 904 u n o u v nu 19 PATENTKRAV

1. Sätt för att i ett mobiltelefonsystem, som har ett flertal basstationer, vilka var och en är tilldelad ett flertal frekvenskanaler, varvid tilldelningarna är sådana, att delning av potentiellt interfererande frek- venskanaler mellan närbelägna basstationer minimeras eller förebygges, testa användbarheten av potentiella frekvenskanaler för en basstation, varvid en testkanal väljes med en frekvens, som är skild från de frekvenska- naler, vilka är tilldelade basstationen och de närbelägna basstationerna, och basstationen sänder testmeddelanden på testkanalen till de mobila enheterna i eller nära sin cell och registrerar för analys de från de mobila enhe- terna returnerade resultaten.

2. Sätt enligt krav 1, vid vilket de närbelägna bas- stationerna övervakar meddelanden från de mobila enheter- na på testkanalen och registrerar alla resultat, som mot- tagits därifrån, för analys. 3

3. Sätt enligt krav 1, sändes till overksamma mobila enheter. vid vilket testmeddelandena

4. Sätt enligt krav 3, vid vilket den mobila enheten svarar på testkanalen.

5. Sätt enligt krav 3, vid vilket den mobila enheten svarar på styrkanalen.

6. Sätt enligt krav 3, vid vilket den mobila enhe- tens svar innefattar information om den befinner sig i någon av de närbelägna cellerna.

7. Sätt enligt krav 1, vid vilket testmeddelandena sändes till aktiva mobila enheter.

8. Sätt enligt krav 7, vid vilket basstationen kopplar om kommunikationen från den innevarande frekvenskanalen till testkanalen och kopplar tillbaka den efter en till- räcklig tid för bedömning av kommunikationsegenskaperna_

9. Sätt enligt krav 7 för ett digitalt system, i vilket frekvenskanalerna är uppdelade i tidsluckor och de mobila enheterna övervakar ett flertal frekvenskanaler 10 15 20 25 517 904 20 och sänder basstationen en frekvenskanalkvalitetslista avseende de starkaste frekvenskanalerna, varvid bassta- tionen bestämmer huruvida eller inte testkanalen är in- kluderad i den från den mobila enheten mottagna listan.

10. Sätt enligt krav 9 för ett system, vid vilket de frekvenskanaler, som övervakas av en mobilenhet, bestäm- mes av en frekvenskanallista i den mobila enheten, varvid basstationen kommenderar en temporär inkludering av test- kanalen i denna lista.

11. Sätt enligt krav 10, vid vilket basstationen väljer mobila enheter i beroende av inkluderingen i deras frekvenskanalkvalitetslista av frekvenskanaler, som till- delats specifika närbelägna basstationer.

12. Sätt enligt krav 8, vid vilket basstationen kopplar om kommunikationen från den innevarande frekvens- kanalen och tillbaka på nytt i beroende av stället för den mobila enheten i relation till specifika närbelägna basstationer.

13. Sätt enligt krav 1, vid vilket basstationens effekt ökas till en nivå över den normala nivån för test- meddelanden.

14. Sätt enligt krav 1, vid vilket den mobila enhe- tens effekt ökas till en nivå över den normala nivån för testmeddelanden.

15. Sätt enligt krav 1, vid vilket de registrerade resultaten analyseras i beroende av kalendertid.

16. Sätt enligt krav 1, vid vilket en koncentrisk cell aktiveras som gensvar på testmeddelanden och rela- terad analys.