SE519308C2 - Cellulärt mobilkommunikationssystem och metod i sådant system - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 519 308 2 mobilstationen vanligen genererar trafik och statistik svarar på anrop. Med hjälp av denna virtuellt skapas för var mobilstation ett trafikområde. Anrop till därefter ut i det virtuella Eftersom det mobilstationen sänds trafikområdet. virtuella trafikområdet är mindre än det tidigare definierade trafikområdet sänds anropet i färre celler och därmed minskas den totala risken för anrop att spärras. Ett problem med den förslagna lösningen är att det är krävande att insamla, uppdatera och bearbeta statistik för var ingående mobilstation i mobilkommunikationssystemet. Lösningen är därför svår att införa. Ett ytterligare ett problem med lösningen är statistiken kan medföra intrång i den personliga integriteten.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning angriper ett problem att i ett mobilkommunikationssystem, utan medel att samla statistik för var mobilstation, minska risken att anropssignaler spärras från utsändning.

Ett annat problem är att det kan dröja lång tid innan mobilstationen nås av anropet. Detta problem hör samman med de första. Vanligtvis kan det första problemet reduceras på bekostnad av det andra och tvärt om.

Ytterligare ett annat problem är att en ny metod att sända ut anropssignaler inte får vara svår att införa i befintliga mobilkommunikationssystem.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är således att begränsa utsändning av anropssignal till ett mindre antal celler med fortsatt stor sannolikhet att den anropade mobilstationen hör anropet.

Problemet löses enligt föreliggande uppfinning med ett cellulärt mobilkommunikationssystem och en metod i ett 10 15 20 25 30 519 308 3 sådant system i vilket systemets celler indelas i två klasser. Anropssignalering sker företrädesvis i första klassens celler.

Enligt en aspekt av uppfinningen tilldelas en cell första klass ifall cellen har hög kapacitet att sända anropssignaler. Enligt en annan aspekt av uppfinningen tilldelas en cell första klass ifall en stor andel svar på anrop förekommer i cellen.

Uppfinningen användes t ex i kombination med gruppering av celler i trafikområden. Mobilkommunikationssystemet registrerar inom vilket trafikområde vardera mobilstation befinner sig. När ett anrop skall sändas till en viss mobilstation, sänds det först till första klassens celler inom det trafikområde som registrerats för nwbilstationen.

Svarar inte mobilen inom en viss tid sänds därpå anropen ut i fler celler, exempelvis alla inom trafikområdet.

En fördel med uppfinningen är att färre anropssignaler behöver sänds ut för att mobilstationen skall nås av ett. På så vis används mindre radiokapacitet för att sända anrop.

Denna radiokapacitet kan i stället användas för annan radiotrafik.

Med föreliggande uppfinning ökar sannolikheten att en mobilstation, som befinner sig i en cell med låg kapacitet att sända anrop, verkligen nås av ett anrop. I cellen sänds endast en mindre andel av anropen ut, nämligen sådana anrop som är avsedda för mobilstationer som med stor sannolikhet Eftersom befinner sig i en cell med låg anropskapacitet. endast en mindre del av anropen behöver sändas i dessa celler minskas risken för spärr i dem.

Uppfinningen har fördelen att väsentliga trunkationsvinster kan göras genom att de begränsade antalet kanaler som finns för utsändning av anropssignaler fördelas så att en större grupp mobilstationer lyssnar till en större gemensam resurs 10 15 20 25 519 308 4 för utsändning av anropssignaler. Därmed minskas risken för spärr. Denna lösning och fördel är möjlig därför att cellstrukturen numera i hög grad är hierarkisk. Det innebär bl a att maximalt tillåten (idle mode) Det är celler har olika högsta signalstyrka. Mobilstationer i vänteläge lyssnar företrädesvis i celler med hög signalstyrka. således större chans att en mobilstation svarar i en cell som är hög i den hierarkiska strukturen.

Ytterligare en fördel är att det är enkelt att välja ut de celler som anropssignal först skall sändas i. Befintliga mobilkommunikationssystenx kan därför enkelt modifieras för att använda den uppfinningsenliga metoden.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritning.

FIGURBESKRIVNING Figur la visar en vy över noder och celler i ett känt mobilkommunikationssystem.

Figur lb visar samma mobilkommunikationssystem som figur la modifierat enligt uppfinningen.

Figur 2 visar en vy över en hierarkisk cellstruktur.

Figur 3 visar en vy över fördelningen av nwbilstationer i olika celler.

Figur 4 visar ett flödesschema över en uppfinningsenlig metod.

FÖREDRAGNA UmFöRINGsr-ommn I figur la visas en vy över ett känt GSM-nät PLMN, som användes för att åskådliggöra utföringsformer av 10 15 20 25 30 35 519 308 5 föreliggande uppfinning. Inledningsvis beskrives hur det redan kända GSM-systemet PLMN fungerar. GSM-nätet PLMN erbjuder nwbilstationer MSI-MS2 kommunikationstjänster inom ett geografiskt täckningsomràde. Det geografiska täckningsområdet är indelat i ett antal celler CI-C6. Varje cell Cl~C6 betjänas av en motsvarande radiobasstation BTSI- BTS6. Ett antal radiobasstationer BTSI-BTS6 ansluter till en gemensam basstationsväxel BSCI-BSC3. Ett antal basstationsväxlar BSCI-BSC3 ansluter till en gemensam växel MSCI, MSC2. I figur I a visas två växlar MSCI, MSC2 som har förbindelse med varandra och med en portväxel GMSC. Via portväxeln GMSC ansluter GSM-nätet PLMN till andra tele-nät PSTN, dessa är dock ej visade i figur I.

Via portväxeln GMSC tar GSM-nätet PLMN emot en begäran om att sätta upp en förbindelse med en första mobilstation MSI.

Portväxeln GMSC är försedd med ett register, ej visat i figur la. I information om vilken växeln MSCI, MSC2 som för registret finns tillfället betjänar den första mobilstationen MSI. I detta fallet är det en första växel MSCI som betjänar den första mobilstationen MSI. Portväxeln GMSC begär att den första växeln MSCI sätter upp den begärda förbindelsen med den första mobilstationen MSI.

Den första växeln MSCI har uppgift om i vilket trafikområde LA (Location Area) den första mobilstationen befinner sig.

Ett trafikområde utgörs av ett antal celler definierat att tillhöra detta område. I figur I utgörs trafikområdet LA av alla fem celler Cl-C5 som är anslutna till den första växeln MSCI. De fem cellerna Cl-C5 som utgör trafikomrádet LA är Iinjemarkerade. Det finns inte information onx vilken cell som den första mobilstationen MSI befinner sig. För att kontakta den första mobilstationen MSI beordrar den första växeln MSCI de anslutna basstationsväxlarna BSCI-BSC2 att sända ut anropssignal P (Page) avsedd för mobilstationen MSI i de fen cellerna Cl-C5 som utgör trafikområdet LA. Anropet P besvaras PA av den första mobilstationen MS i en första 10 15 20 25 30 519 308 6 cell Cl som den befinner sig inom. Det fortsatta signaleringen med den första mobilstationen MSl sker därefter via den första radiobasstationen BTSl som betjänar den första cellen Cl.

Det kan förekomma att den första mobilstationen MSl lämnat trafikområdet LA utan att detta registrerats av GSM-nätet inte svarar på hela GSM-nätet PLMN. Ifall den första mobilstationen MSl anropet sänds därför ett nytt anrop ut i PLMN.

Det är en förenklad bild över cellstrukturen soul visas i figur l. I reella system är inte cellgränser tydliga, visa områden täcks av mer än en cell samtidigt som glipor finns i täckningen. Dessutom. har celler Cl-C6 olika storlek. Vid uppbyggnad av ett GSM-nät PLMN är geografisk täckning viktigt, och cellstrukturen liknar den i figur l. Efter en tid behövs större trafikkapacitet och nätet byggs därefter ut med en cellstruktur som oftast beskrives som hierarkisk.

Med detta avses att inonl en befintlig cell, som. har hög placering av basstationens antenn, byggs nya mindre celler.

I figur 2 visas en macrocell MacC som har sin antenn högt placerad och ett vitt täckningsområde. Inom macrocellen MacC har byggts två microceller MicC. Microcellerna MicC har mindre täckningsomràde än. macrocellen MacC och tar mindre teletrafik.

I figur 3 visas en förenklad cellstruktur med ett antal mobilstationer ojämt fördelade över cellerna. Detta skall illustrera att olika celler betjänar olika många mobilstationer.

Var cell Cl-C6, MacC-MicC har en viss uppsättning radiokanaler till förfogande. Antalet radiokanaler varierar mellan cellerna Cl-C6, MacC, MicC och skall stå i proportion till behovet i var cell Cl-C6, MacC, MicC. Kapaciteten att sända anrop varierar också mellan cellerna Cl-C6, MacC, 10 15 20 25 30 519 308 7 MicC. Cellerna Cl-C6, MacC, MicC kan vara utrustade med en eller fler anropskanaler (Paging CHannel PCH), dessutom kan anropskanalens kapacitet att sända anrop variera. Denna ojämna fördelning av kapaciteten att sända anrop avspeglar ej ett behov, utan är en en kompromiss mellan behovet att använda radikanalerna för anrop och behovet annan trafik.

MacC, När radiokanalerna fördelas på många celler Cl-C6, MicC i en hierarkisk cellstruktur ökar andelen anropskanaler men måste ändå hållas begränsad till förmån för antalet trafikkanaler. I synnerhet i celler med få kanaler, t ex pico- och Hdcroceller, används en stor andel av kanalerna för att sända anrop.

I cellerna Cl-C6, finns således en viss sända anrop E* och. denna kapacitet varierar Cl-C6, MacC, MicC. Enligt det MacC, MicC, kapacitet att mellan de olika cellerna tidigare sättet kända sättet sänds anrop P ut i alla celler Cl-C6, MacC, MicC inom trafikområdet LA. Ifall antalet anrop under en tidsperiod överstiger kapaciteten att sända anrop P spärras en del från sändning. Detta inträffar först i celler Cl-C6, var cell Cl-C6, MacC, MicC med låg kapacitet att sända anrop P. För MacC, MicC finns en buffert där anrop kan lagras viss tid i väntan på att sändas. Ett anrop P tas bort från. bufferten utan att sändas ifall det sparats en viss tid. Det innebär att i celler Cl-C6, MacC, MicC med låg kapacitet kommer en del anrop ej att sändas. I fall den första mobilstationen MSI befinner sig i en sådan cell Cl- C6, MacC, MicC komer den inte att nås av det avsedda anropet P.

I figur lb visas samma mobilkommunikationssystem som i figur la. Utav de fem cellerna Cl-C5 som utgör trafikområdet visas dock tre celler Cl, C3, tre celler Cl,C3, C5 streckmarkerade. Detta för dessa C5 tilldelats en första klass enligt en metod nedan. 10 15 20 25 30 519 308 8 Enligt en uppfinningsenlig metod indelas cellerna Cl-C6, MacC, MicC i en första och en andra klass, Ml. Bl a de tre cellerna Cl, C2, C5 i figur lb tilldelas se figur 4 steg första klass.

Anropet P till den första mobilstationen MSl sänds först ut i de tre cellerna Cl, C3, C5, som tillhör den första klassen inom trafikområdet LA, enligt ett följande steg M2. Erhålls inte svar från den första mobilstationen MSl på anropet, dvs nej på frågan i steg M3, går ett nytt anrop ut inom hela trafikområdet LA, enligt ett steg M5.

Erhålls inget svar på detta anrop, dvs nej på frågan i steg M6, sänds ett nytt anrop ut i hela GSM-nätet PLMN till den första mobilstationen MSl, enligt ett steg M7.

Erhålls inget svar heller på detta anrop, dvs nej på frågan enligt steg M8, avbryts försöket till uppkoppling enligt ett steg M9.

Om däremot den första mobilstationen MSl svarar på något av anropen, dvs ja på någon av frågorna i stegen M3, M6 eller M8, fortsätter uppkopplingen av en förbindelse med den första mobilstationen MS1 på tidigare känt sätt. Detta innebär att den fortsatta signaleringen sker i den cell Cl- C6, som den första mobilstationen MSl svarade.

Enligt en utföringsform indelas cellerna Cl-C6, i en första och en andra klass enligt steget Ml baserat på vardera cells Cl-C6, Således tilldelas celler med två anropskanaler klass 1 och celler med en anropskanal klass 1. kapacitet att sända anrop P.

Enligt en alternativ utföringsform insamlas statistik över antalet svar på anrop P som förekommit i vardera cell Cl- C6,. Celler Cl-C6, med hög svarsfrekvens tilldelas klass l tilldelas klass 2. Den statistiken visar t ex hur svaren fördelar sig över tiden på medan övriga celler insamlade 10 15 20 25 30 519 308 9 dygnet och klassindelningen varieras över tiden på motsvarande sätt.

I utföringsformerna ovan har cellerna indelats i två Det är självklart möjligt att dela in cellerna i Ifall grupper. fler grupper. svar inte erhålls efter sändning av anrop i första gruppen sänds anrop ut i andra gruppen och därpå i tredje osv. I de flesta fall är dock indelningen i två grupper lämplig därför att det får inte gå altför lång tid innan mobilstationen nås av anropet.

Denna alternativa utföringsform är särskilt lämpad att användas i mobilkommunikationssystem PLMN som fördelar radioresurserna i beroende av trafikbehovet. En fördel med mobilradiosystem som fördelar spektrat baserat på CDMA- principen är att kapaciteten att ta radiotrafik inte är fixt fördelad på cellerna, utan varieras efter behov. Att fördela utsändning fördelaktigt i ett CDMA~system. av anrop enligt föreliggande metod är därför För andra system som på att det finns en bygger frekvensplanering finns metoder i vilket systemet själv Sådana metoder kallas ibland ACAA eller DCAA fördelar kanaler adaptivt.

(Adaptive Channel Allocation) (Dynamic Channel Allocation). De kända metoderna bygger på att de radiokanaler en cell har tillgång till väljs av mobilkommunikationssystemet PLMN i beroende av bl a trafikbehovet i cellen och tillgången av radiokanaler med låg interferrens. Föreliggande uppfinning, att företrädesvis sända ut anrop i celler med hög kapacitet/ stor svarsfrekven, användes med fördel i ett system som använder ACAA eller DCA. till de Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad ovan beskrivna och på ritningen visade utföringsformerna, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 30 c nav 519 308 PATENTKRAV

1. Metod i. ett cellulärt mobilkommunikationssystem (PLMN), k ä n n e t e c k n a d av indelning av mobilkommunikations- systemets celler (Cl-C6) i minst två klasser varvid en anropssignal (P) till en viss mobilstation (MSl) först sändes j. celler (Cl,C3,C5) tilldelade en första av nämnda två klasser och, ifall svar från mobilstationen (MSl) ej erhålles, (C2,C5) sändes anrop (P) på nytt ut även i nämnda celler tilldelade en andra klass. (Cl-C6) är och varvid, registreras varvid nämnda celler (LA)

2. Metod enligt kravet l, indelade j. trafikområden inom vilket av nämnda trafikområden vardera mobilstation (MSl,MS2) befinner sig för att först sända en anropssignal avsedd för en viss mobilstation (MSl) i de nämnda första klassens celler som ingår i samma trafikområde som nämnda (MSl) mobilstation befinner sig.

3. Metod enligt kravet l eller 2 varvid nämnda celler (Cl- C6) tilldelas första klass i beroende av deras kapacitet att sända anropssignaler (P).

4. Metod enligt kravet 3 varvid nämnda celler (Cl-C6) tilldelas en av nämnda klasser i beroende av deras nivå i en hierarkisk cellstruktur.

5. Metod enligt kravet 4 varvid nämnda celler (Cl-C6) tilldelas första klass om de har hög nivå och andra klass om de har låg nivå i den hierarkiska cellstrukturen.

6. Metod enligt kravet 1 eller 2 varvid nämnda celler (Cl- C6) tilldelas första klass i beroende av' mängden svar på anrop inom vardera cell.

7. Cellulärt mobilkommunikationssystem (PLMN) k ä n n e t e c k n a d av, medel att registrera i vilken av två klasser ingående celler 10 519 308 ll tillhör, medel att först sända en anropssignal (P) till en viss mobilstation (MSl) i nämnda celler (Cl,C3,C5) tillhörande en första av nämnda två klasser, och medel att vid uteblivet svar från mobilstationen (MSl), (C2,C5) tilldelade en sända anrop (P) även i nämnda celler andra klass.

8. Cellulärt mobilkommunikationssystem (PLMN) enligt kravet 7 omfattande, minst en växel (MSC) med nämnda medel att registrera i vilken av två klasser ingående celler tillhör och med medel att styra nämnda sändning av anropssignal i nämnda celler tillhörande en första av nämnda två klasser.