FI105515B - Menetelmä kanavanvaihdon nopeuttamiseksi sekä solukkoradiojärjestelmä - Google Patents

Description

105515

Menetelmä kanavanvaihdon nopeuttamiseksi sekä solukkora-dioj ärj estelmä

Keksinnön kohteena on solukkoradiojärjestelmä, joka 5 käsittää kussakin solussa ainakin yhden tukiaseman, joka on yhteydessä alueellaan oleviin päätelaitteisiin, jotka tukiasemat käsittävät välineet mitata kunkin päätelaitteen suuntakulma ja etäisyys tukiasemaan nähden, välineet laskea kunkin päätelaitteen sijainti tukiaseman kuuluvuusalu-10 eella päätelaiteen suuntakulman ja etäisyyden perusteella, ja jotka päätelaitteet käsittävät välineet ylläpitää sitä lähellä olevien tukiasemien luetteloa, ja välineet mitata kanavanvaihtotarpeen selvittämiseksi signaalivoimakkuutta niiltä tukiasemilta, jotka ovat päätelaitteen ylläpitämäs-15 sä luettelossa.

Esillä oleva keksintö soveltuu käytettäväksi mitä tahansa monikäyttömenetelmää soveltavassa tiedonsiirtojärjestelmässä, mutta erityisesti koodijakomonikäyttöä hyödyntävässä solukkoradiojärjestelmässä. Koodijakomonikäyt-20 tö, CDMA (Code Division Multiple Access) on hajaspektri-tekniikkaan perustuva monikäyttömenetelmä, jota on viime aikoina ryhdytty soveltamaan solukkoradiojärjestelmissä aiempien FDMA:n ja TDMA:n ohella. CDMArlla on useita etuja verrattuna aiempiin menetelmiin, kuten esimerkiksi spekt-’· 25 ritehokkuus ja taajuussuunnittelun yksinkertaisuus. Eräs esimerkki tunnetusta CDMA-järjestelmästä on julkaisussa EIA/TIA Interim Standard: Mobile Station-Base Station Cotn-pability Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System, TIA/EIA/IS-95, July 1993, EIA/TIA IS-95, 30 joka otetaan tähän viitteeksi.

CDMA-menetelmässä käyttäjän kapeakaistainen datasig-naali kerrotaan datasignaalia huomattavasti laajakaistaisemmalla hajotuskoodilla suhteellisen laajalle kaistalle. Tunnetuissa koejärjestelmissä käytettyjä kaistanleveyksiä 35 on esimerkiksi 1,25 MHz, 10 MHz sekä 25 MHz. Kertomisen 105515 2 yhteydessä datasignaali leviää koko käytettävälle kaistalle. Kaikki käyttäjät lähettävät samaa taajuuskaistaa käyttäen samanaikaisesti. Kullakin tukiaseman ja liikkuvan aseman välisellä yhteydellä käytetään omaa hajotuskoodia, 5 ja eri käyttäjien signaalit pystytään erottamaan toisistaan vastaanottimissa kunkin käyttäjän hajotuskoodin perusteella .

Vastaanottimissa olevat sovitetut suodattimet tah-distuvat haluttuun signaaliin, joka tunnistetaan hajotus-10 koodin perusteella. Datasignaali palautetaan vastaanotti-messa alkuperäiselle kaistalle kertomalla se uudestaan lähetyksen yhteydessä käytetyllä hajotuskoodilla. Ne signaalit, jotka on kerrottu jollain toisella hajotuskoodilla, eivät ideaalisessa tapauksessa korreloi ja palaudu kapeal-15 le kaistalle. Täten ne näkyvät kohinana halutun signaalin kannalta. Järjestelmän hajotuskoodit pyritään valitsemaan siten, että ne olisivat keskenään korreloimattomia eli ortogonaalisia.

CDMA-solukkoradiojärjestelmässä on mahdollista siir-20 tosuunnassa tukiasemalta tilaajapäätelaitteille eli downlink- suunnassa käyttää ns. pilottikanavaa. Pilottikanava on tietyllä tunnetulla hajotuskoodilla lähetetty signaali, joka lähetetään käyttäen samaa taajuuskaistaa kuin millä sijaitsevat varsinaiset liikennekanavat, joista pilotti-·. 25 signaali voidaan erottaa vain hajotuskoodin perusteella.

Pilottisignaali on kaikkien solun alueella olevien tilaa-japäätelaitteiden tuntema ja kuuntelema kanava, jota käytetään esimerkiksi tehomittauksissa ja koherentin vaihere-ferenssin generoinnissa. Kukin järjestelmän tukiasema lä-30 hettää omaa pilottisignaaliansa, jonka perusteella tilaa-japäätelaitteet voivat erottaa eri tukiasemien lähetykset toisistaan.

Tyypillisessä matkapuhelinympäristössä tukiaseman ja päätelaitteen väliset signaalit etenevät useaa reittiä 35 lähettimen ja vastaanottimen välillä. Tämä monitie-ete- « 3 105515 neminen aiheutuu pääosin signaalin heijastumisista ympäröivistä pinnoista. Eri reittejä kulkeneet signaalit saapuvat vastaanottimeen eri aikoina erilaisen kulkuaikavii-veen takia. CDMArssa monitie-etenemistä voidaan käyttää 5 hyväksi signaalin vastaanotossa diversiteetin tavoin. CDMA-vastaanotinratkaisuna käytetään yleisesti monihaaraista vastaanotinrakennetta, jossa kukin eri haara on tahdistunut eri tietä edenneeseen signaalikomponenttiin. Kukin haara on itsenäinen vastaanotinelementti, jonka teh-10 tävänä on siis koostaa ja demoduloida yksi vastaanotettu signaalikomponentti. Perinteisessä CDMA-vastaanottimessa eri vastaanotinelementtien signaalit yhdistetään edullisesti, joko koherentisti tai epäkoherentisti, jolloin saadaan hyvätasoinen signaali.

15 CDMA-järjestelmissä voidaan myös soveltaa ns. pehme ää kanavanvaihtoa (soft handover), jossa liikkuva asema voi samanaikaisesti olla yhteydessä usean tukiaseman kanssa makrodiversiteettiä hyödyntäen. Liikkuvan aseman yhteyden laatu kanavanvaihdon aikana pysyy täten korkeana ja 20 käyttäjä ei havaitse katkosta yhteydessä.

Toisten yhteyksien halutulle yhteydelle aiheuttamat häiriöt näkyvät vastäanottimessa siis tasaisesti jakautuneena kohinana. Tämä pätee myös tarkasteltaessa signaalia vastaanottimissa havaittujen signaalien tulosuuntien mu-25 kaisesti kulma-avaruudessa. Toisten yhteyksien halutulle yhteydelle aiheuttamat häiriöt näkyvät vastaanottimessa siis jakautuneena myös kulma-avaruudessa, eli ne ovat verrattain tasaisesti jakautuneina eri tulosuuntiin.

CDMA:n suorituskykyä, jota voidaan mitata spektrite-30 hokkuuden avulla, on edelleen parannettu sektoroinnin avulla. Tällöin solu ön jaettu halutun kokoisiin sektorei-, hin, jota palvelevat suuntaavat antennit. Tällöin tuki-asemavastaanottimessä voidaan liikkuvien asemien toisilleen aiheuttamaa häiriötasoa pienentää merkittävästi. Tämä 35 perustuu siihen, että häiriöt ovat keskimäärin tasaisesti « 4 105515 jakautuneita eri tulosuuntiin, joita sektoroinnin avulla voidaan siis vähentää. Sektorointi voidaan luonnollisesti toteuttaa molemmissa siirtosuunnissa. Sektoroinnin tuoma kapasiteettihyöty on suhteessa sektoreiden lukumäärään.

5 Sektoroidussa solussa voidaan myös hyödyntää pehmeän kanavanvaihdon erityistä muotoa (softer handover), jossa liikkuva asema suorittaa kanavanvaihdon sektorista toiseen ollen yhteydessä molempiin sektoreihin samanaikaisesti. Vaikkakin pehmeä kanavanvaihto parantaa yhteyden laatua ja 10 sektorointi lisää järjestelmän kapasiteettia, liikkuvien asemien liikkumisesta seuraa väistämättä se, että ne suorittavat useita kanavanvaihtoja sektorista toiseen. Tämä kuormittaa tukiasemaohjaimen prosessointikapasiteettia. Useat pehmeät kanavanvaihdot aiheuttavat myöskin tilan-15 teen, jossa useat liikkuvat asemat ovat samanaikaisesti yhteydessä useampaan kuin yhteen (useimmiten kahteen) sektoriin, jolloin menetetään sektoroinnin tuomaa kapasiteet-tihyötyä liikkuvan aseman signaalin kuuluessa laajalla sektorilla.

20 CDMA-järjestelmien monikäyttöhäiriötä on pienennetty myöskin erilaisten tunnettujen monikäyttöhäiriöiden poistomenetelmien (IC, Interference Cancellation) ja usean käyttäjän samanaikaisen ilmaisun (MUD, Multi-User Detection) avulla. Näiden menetelmien avulla voidaan pienentää 25 parhaiten käyttäjän oman solun alueelta tulevia häiriöitä, ja täten parantaa järjestelmän kapasiteettia kaksinkertaiseksi verrattuna ilman häiriönpoistoa toteutettuun järjestelmään. Näillä menetelmillä ei kuitenkaan saada merkittävää parannusta tukiaseman kuuluvuusalueen kokoon. IC/MUD-30 tekniikat ovat lisäksi monimutkaisia toteuttaa, ja niitä onkin kehitelty ainoastaan siirtosuuntaan liikkuvalta asemalta tukiasemalle, ja vastakkainen siirtosuunta on samanlainen kuin perinteisessä CDMA-järjestelmässä.

Edelleen on kehitetty ns. SDMA (Space Division Mul-35 tiple Access)-menetelmä, jossa käyttäjät erotetaan toisis- 5 105515 taan sijainnin avulla. Tämä tapahtuu siten, että tukiasemassa vastaanottoantennien keiloja säädetään haluttuihin suuntiin liikkuvien asemien sijainnin mukaan. Tätä tarkoitusta varten käytetään adaptiivisia antenniryhmiä 5 eli vaiheistettuja antenneja sekä vastaanotetun signaalin käsittelyä, jonka avulla liikkuvia asemia seurataan.

SDMA:n hyväksikäytöllä CDMA:n yhteydessä saavutetaan useita etuja verrattuna aiempiin menetelmiin, kuten sekto-rointiin. Mikäli sektoroinnissa sektoreiden keiloja kavenit) netaan spektritehokkuuden kasvattamiseksi, kasvaa samalla suoritettavien kanavanvaihtojen määrä sektorista toiseen. Tämä puolestaan kasvattaa tukiasemaohjaimessa tarvittavaa laskentakapasiteettia liian suureksi.

Tunnetun tekniikan tasoa SDMA:ta sovellettaessa ha-15 vainnollistaa julkaisu A.F. Naguib, A. Paulraj: Performance Of CDMA Cellular Networks With Base-Station Antenna Arrays, Proc. International Zurich Seminar on Digital Communications, pp. 87 - 100, Zurich, Sveitsi, Maaliskuu 1994, joka otetaan tähän viitteeksi. SDMA:ssa vastaanote-20 taan signaali siis antenniryhmän avulla, ja digitaalisen signaalinkäsittelyn keinoin muokataan vastaanotettua signaalia siten, että vastaanottimen muokkauksen jälkeisten asteiden kannalta antennien suuntakuviot ovat halutun kaltaisia. Tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa vastaan-·.' 25 otetun signaalin muokkaus tapahtuu halutun signaalin signaali/häiriö-suhteen_____maksimoimiseksi. Vastaanotettua signaalia muokataan siis siten, että antenniryhmän suunta-kuvio minimoi muiden yhteyksien aiheuttamat häiriöt halutussa signaalissa. Edellä mainitun julkaisun mukaisessa 30 ratkaisussa suoritetaan kullekin havaitulle signaalikom-’ mm ponentille oma keilanmuokkaus, eli impulssivaste on tun nettava ennen muokkausta.

Tilaajapäätelaitteet suorittavat jatkuvasti tukiasemalta vastaanottamansa signaalin voimakkuuden mittauksia. 35 CDMA-järjestelmissä signaalin mittaus toteutetaan yleises- 6 105515 ti pilottisignaalin mittauksena. Päätelaitteen mittaus-kuormituksen vähentämiseksi kukin päätelaite pitää tunnetun tekniikan mukaisissa järjestelmissä listaa niistä tukiasemista ja vastaavista pilottisignaalien hajotuskoo-5 deista, jotka sijaitsevat päätelaitetta lähellä, ja jotka ovat mahdollisia kanavanvaihto- tai yhteydenmuodostuseh-dokkaita. Tätä listaa kutsutaan jatkossa mittauslistaksi. Päätelaitteet tarkkailevat suurimmalla prioriteetilla vain niiden tukiasemien pilottisignaaleita, jotka ovat tässä 10 mittauslistassa. Toissijaisesti mitataan muita havaittuja pilottisignaaleita.

Päätelaitteen liikkuessa kyseistä mittauslistaa täytyy luonnollisesti päivittää tarpeen mukaan. Päivitys on tunnetun tekniikan mukaisissa järjestelmissä suoritettu 15 päätelaitteen suorittaman pilottisignaalin voimakkuusmit- tauksen mukaan, eli jos päätelaitteen mittauksen perusteella havaitaan, että jonkin tukiaseman lähettämä pilotti vastaanotetaan riittävällä voimakkuudella, se lisätään mittauslistaan, ja vastaavasti jonkin tukiaseman signaalin 20 heiketessä se poistetaan listasta.

Nopean kanavanvaihdon mahdollistamiseksi mittauslis-tan tulisi olla mahdollisimman lyhyt ja käsittää vain ne tukiasemat, joiden alueelle päätelaite todennäköisesti saattaa joutua. Tällöin päätelaite suoriutuisi mittauksis-' 25 ta nopeasti. Samoin mittauslistan päivityksen tulisi olla nopeaa. Tämä pätee erityisesti sellaisissa järjestelmissä, joissa solun koot ovat verrattain pieniä verrattuna päätelaitteen liikkumisnopeuteen.

Tunnetulla tekniikalla toteutetuissa ratkaisuissa, 30 kuten jo mainitussa EIA/TIA IS-95:Ssä, mittauslistaa ylläpidetään vastaanotettujen signaalien mitattujen voimakkuuksien perusteella. Tällöin listaa ei saada kovin lyhyeksi, jotta olennaisia tukiasemia ei jäisi ulkopuolelle. Tästä johtuen kanavanvaihdon nopeus ei ole paras mahdol-35 linen erityisesti pieniä mikrosoluja ajatellen.

7 105515

Tunnetun tekniikan mukaista ratkaisua havainnollistetaan kuviossa 1, jossa on kuvattu järjestelmää, joka käsittää joukon tukiasemia 164 - 168, joiden kuuluvuus-alueet on sektoroitu kukin kolmeen sektoriin, ja tilaaja-5 päätelaitteen 102, joka on tukiaseman 167 alueella ja siihen yhteydessä sektorissa 162. Tilaajapäätelaite vastaanottaa paitsi oman tukiasemasektorin 162 signaalin myös muiden ympäröivien sektoreiden signaaleita. Tyypillisesti kunkin päätelaitteen lista käsittää useimmat ympäröivät 10 sektorit, kuten kuvion 1 esimerkissä sektorit 150 - 160, joiden signaaleja päätelaite jatkuvasti tarkkailee.

Keksinnön tarkoituksena onkin mahdollistaa lyhyen mittauslistan ylläpito, jossa listassa ovat vain ne tukiasemat, joiden alueelle päätelaite todennäköisimmin 15 siirtyy. Keksinnön tarkoituksena on edelleen mahdollistaa päätelaitteen nopeat kanavanvaihdot tukiasemalta toiselle.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä solukkoradiojärjestelmällä, jolle on tunnusomaista, että järjestelmän päätelaitteet käsittävät välineet päivittää 20 kunkin päätelaitteen ylläpitämää lähellä olevien tukiasemien luetteloa kunkin päätelaitteen sijainnin perusteella.

Keksinnön kohteena on lisäksi menetelmä kanavanvaihdon luotettavuuden parantamiseksi solukkoradiojärjestel-mässä, joka järjestelmä käsittää kussakin solussa ainakin 25 yhden tukiaseman, joka on yhteydessä kuuluvuusalueellaan oleviin tilaajapäätelaitteisiin, jotka tukiasemat mittaa-vat kunkin päätelaitteen etäisyyden ja niiltä vastaanotetun signaalin suuntakulman tukiasemaan nähden, ja jotka tukiasemat laskevat kunkin päätelaitteen sijainnin tuki-30 aseman kuuluvuusalueella., päätelaitteen suuntakulman ja etäisyyden perusteella, ja jotka päätelaitteet mittaavat kanavanvaihtotarpeen selvittämiseksi signaalivoimakkuutta niiltä tukiasemilta, jotka ovat päätelaitteen ylläpitämässä sitä lähellä olevien tukiasemien luettelossa. Keksinnön 35 mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että kunkin pää- 8 105515 telaitteen ylläpitämää lähellä olevien tukiasemien luetteloa päivitetään kunkin päätelaitteen lasketun sijainnin perusteella.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla on mahdollista pi-5 tää mittauslista kullakin päätelaitteella mahdollisimman lyhyenä ja täten mahdollistaa nopeat mittaukset ja kanavanvaihdot solusta toiseen. Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan hyötyä erityisesti ympäristössä, jossa usean mikrosolun alueella on myös ns. sateenvarjosolu no-10 peasti liikkuvia päätelaitteita varten. Sateenvarjosolu voidaan toteuttaa adaptiivisella antenniryhmällä ja tällöin keksinnön mahdollistaman nopean mittauksen ansiosta päätelaite voi mitata mikrosolujen voimakkuuksia myös ollessaan yhteydessä makrosoluun ja tarvittaessa suorittaa 15 joustavan kanavanvaihdon mikrosoluun.

Keksinnön ensimmäisessä edullisessa toteutusmuodossa lähetettävän ja vastaanotetun signaalin prosessointi suoritetaan digitaalisesti kantataajuudella, jolloin signaalin vaiheistuksella antennikeilat voidaan suunnata suoraan 20 haluttuihin suuntiin. Keksinnön toisessa edullisessa toteutusmuodossa signaalin vaiheistus suoritetaan analogisesti, jolloin aikaansaadaan joukko kiinteitä antennikei-loja, joiden joukosta valitaan vastaanottoon ja lähetykseen ne keilat, jotka aikaansaavat parhaimman yhteyden.

: ' 25 Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 havainnollistaa jo selostettua esimerkkiä tekniikan tason mukaisesta tavasta muodostaa mittauslista, kuvio 2 erästä keksinnön mukaista solukkoradiojär-30 jestelmää sekä signaalin monitie-etenemistä päätelaitteen ja tukiaseman välillä, kuvio 3a havainnollistaa signaalin monitie-etenemisen aiheuttamaa hajoamista aika-tasossa, kuvio 3b havainnollistaa signaalin monitie-etenemi-35 sen aiheuttamaa hajoamista tulokulma-tasossa,

= I

kuvio 4 havainnollistaa erästä mahdollisuutta tu kiaseman antennien keilan suuntaamiseksi liikkuvaa asemaa kohti, 9 105515 kuvio 5 esittää erästä mahdollista adaptiivisen an-5 tenniryhmän toteutusta, kuvio 6 havainnollistaa kulmatoisteen toteutusta keksinnön mukaisessa solukkoradiojärjestelmässä, kuviossa 7a havainnollistetaan erästä esimerkkiä mittauslistan määrityksestä keksinnön mukaisessa järjes-10 telmässä, kuviossa 7b havainnollistetaan toista esimerkkiä mittauslistan määrityksestä keksinnön mukaisessa järjestelmässä, kuviossa 7c havainnollistetaan sateenvarjosolua mik-15 rosoluympäristössä, kuvio 8 esittää keksinnön mukaisen vastaanottimen erästä mahdollista rakennetta lohkokaavion avulla, kuvio 9 havainnollistaa esimerkkiä yksittäisen kana-vaelementin rakenteesta lohkokaavion avulla, 20 kuvio 10 havainnollistaa esimerkkiä keksinnön mukai sen solukkoradiojärjestelmän tilaajapäätelaitteen rakenteesta lohkokaavion avulla, kuvio 11 havainnollistaa toista mahdollista esimerkkiä keksinnön mukaisesta vastaanottimesta lohkokaavion • ' 25 avulla, kuvio 12 havainnollistaa toista esimerkkiä yksittäisen kanavaelementin rakenteesta ja kuvio 13 havainnollistaa tarkemmin esimerkkiä yksittäisen kanavaelementin rakenteesta.

30 Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja vas taanotinta kuvataan tarkemmin käyttäen esimerkkinä CDMA-järjestelmää siihen kuitenkaan rajoittumatta, sillä keksintö soveltuu käytettäväksi myös muiden monikäyttö-menetelmien yhteydessä, kuten alan ammattimiehelle on sel-35 vää oheisen selostuksen perusteella.

10 105515

Kuviossa 1 havainnollistetaan erästä keksinnön mukaista solukkoradiojärjestelmää. Järjestelmä käsittää tukiaseman 100, ja tilaajapäätelaitteen 102, joka on radioyhteydessä tukiaseman 100 kanssa. Tukiasema on digitaa-5 lisiä siirtolinjoja 189 käyttäen yhdistetty tukiasemaohjaimeen 188, josta on edelleen yhteys 190 järjestelmän muihin osiin ja kiinteään verkkoon.

Tyypillistä solukkoradiojärjestelmässä tapahtuvaa lähetetyn signaalin monitie-etenemistä havainnollistetaan 10 myös kuviossa 2. Solukkoradiojärjestelmille on tyypillistä, että liikkuvat asemat ovat radioaaltojen heijastavien ja sirottavien pintojen ympäröimiä. Tällaisia pintoja saattavat olla esimerkiksi rakennukset ja luonnon muodostamat seinämät kuten vuoret ja kukkulat. Liikkuvat asemat 15 tyypillisesti lähettävät ympärisäteilevällä antennikuviol-la. Kuviossa on havainnollistettu muutamia liikkuvasta asemasta lähteneitä säteitä 112, 114, 116. Liikkuvaa asemaa 102 lähellä olevat pinnat 104, 108 heijastavat lähetetyn signaalin, joka täten saapuu useaa eri reittiä tu-20 kiaseman 100 antenniin niiden keskinäisen viiveen ollessa kuitenkin verraten pieni. Kauempana olevat heijastavat pinnat, kuviossa 106, kuten suuremmat rakennukset ja vuoret, aikaansaavat signaalikomponentteja 114, jotka saapuvat tukiasemaan 100 useita, joskus jopa kymmeniä mik-• : 25 rosekunteja myöhemmin. Maastossa saattaa myös olla esteitä 110, jotka estävät suoran yhteyden liikkuvan aseman ja tukiaseman välillä.

Kuviossa 3a havainnollistetaan esimerkkiä signaalin monitie-etenernisen aiheuttamasta signaalikomponenttien 30 hetkellisestä viivästymisestä aikatasossa tukiasemavas-taanottimessa. Kaavamaisessa kuviossa vaaka-akselilla 200 on aika ja pystyakselilla 202 vastaanotetun signaalin teho. Kuvion 2a esimerkissä tukiasemavastaanotin on havainnut kolme signaalikomponenttiryhmää 204, 206, 208, jotka 35 ovat saapuneet eri aikoina vastaanottimeen ja joista 11 105515 komponentti 208 on muita merkittävästi enemmän viivästynyt .

Kuten kuvion 2 esimerkkitilanteesta huomataan, saapuvat eri signaalikomponentit paitsi eri aikaan, myös eri 5 suunnista. Voidaan siis sanoa, että signaali hajoaa paitsi aika- myös kulma-avaruudessa, jota jälkimmäistä voidaan kuvata signaalin saapumiskulmalla (AoA, Angle of Arrival). Kuviossa 3b havainnollistetaan esimerkkiä signaalin monitie-etenemisen aiheuttamasta hetkellisestä jakautumi-10 sesta saapumiskulman funktiona tukiasemavastaanottimessa. Kuvion 3b pystyakselilla 202 on vastaanotetun signaalikom-ponentin teho ja vaaka-akselilla 210 on saapumiskulma. Kuvion 3b esimerkissä signaalikomponentit 212, 214 saapuvat kahdesta suunnasta.

15 Yleensä suurikokoisissa, ns. makrosoluissa, joissa tukiasema-antennit sijaitsevat korkealla, signaalikomponentit saapuvat antenniin vain muutamalla eri saapumiskulmalla, jotka tavallisesti ovat liikkuvan aseman ja tukiaseman välisen suoran säteen lähistöllä. Pienissä mikro-20 soluissa, joissa tukiasema-antennit ovat yleensä rakennusten kattojen alapuolella, havaitaan signaalikomponenttien saapumiskulmissa huomattavasti suurempaa hajontaa, koska tukiasemat ovat liikkuvien asemien lailla useiden lähellä olevien heijastuspintojen ympäröimiä.

• 25 Edellä monitie-etenemistä on kuvattu siirtosuunnassa liikkuvalta asemalta tukiasemalle. On luonnollisesti selvää, että vastaava ilmiö tapahtuu myös vastakkaisessa siirtosuunnassa tukiasemalta liikkuvalle asemalle. Voidaan myös todeta, että monitie-reitit ovat pääsääntöisesti sym-30 metrisiä kumpaankin suuntaan, koska sironta ja heijastuminen eivät ole suuresti taajuudesta riippuvia. On kuitenkin huomattava, että signaalin nopea häipyminen ovat eri siirtosuunnissa toisistaan riippumattomia. Täten, jos tukiasema havaitsee saapumiskulmassa a0 liikkuvalta asemal-35 ta saapuneen signaalikomponentin, niin lähettämällä sig- 12 105515 naali samalla kulmalla a0 johtaa signaalin liikkuvan aseman suuntaan nopeita häipymisiä lukuunottamatta.

Yllä olevan perusteella voidaan siis todeta, että solukkoradiojärjestelmille tyypillinen monitie-etenevä ym-5 päristö johtaa tukiasemilla signaalin vastaanottoon, joka signaali on jakautunut ajassa useaan eri tavoin viivästyneeseen komponenttiin ja kulma-avaruudessa useasta eri suunnasta saapuvaan komponenttiin. Molemmat jakaumaprofii-lit vaihtelevat ajan myötä, koska tilaajapäätelaitteet 10 liikkuvat, mutta vaihtelu on verraten hidasta, eli parin sekunnin luokkaa, ja profiileihin voidaan tahdistua ja niitä voidaan seurata.

Vastaanotetuille signaalikomponenteille on siis ominaista yllä kuvatun kaltainen useampidimensioisuus, jota 15 yllä on havainnollistettu aika-kulma-avaruudella, eli (α,τ)-avaruudella, ja jota dimensioisuutta voidaan keksinnön mukaisessa tukiasemassa hyödyntää vastaanotettavan signaalin ilmaisun parantamiseksi. Keksinnön mukaisessa menetelmässä vastaanotetusta signaalista siis etsitään 20 useampidimensioisesta signaaliavaruudesta parhaimmat sig- naalikomponentit, joiden perusteella vastaanotinta voidaan ohjata siten, että havaitut komponentit voidaan edullisesti yhdistää ja ilmaista. Signaalin laadun mittana voidaan yksinkertaisimmillaan käyttää vastaanotettua teho-• 25 tasoa, mutta myös muita mittoja voidaan hyödyntää, kuten signaalikohinasuhdetta.

Keksinnön mukaisessa vastaanottimessa hyödynnetään adaptiivista antenniryhmää, joka on useasta eri elementistä koostuva antenniryhmä. Kuviossa 5 havainnollistetaan 30 adaptiivisen antenniryhmän erästä mahdollista toteutusta, jota voidaan soveltaa keksinnön ensimmäisen edullisen toteutusmuodon yhteydessä. Antenniryhmä käsittää L kappaletta antennielementtejä 400, 402, 404, jotka voivat olla esimerkiksi ympärisäteileviä antenneja. Kuhunkin antenni-35 elementtiin on kytketty radiotaajuusosat 406, 408, 410, 13 105515 jotka muuntavat vastaanotetun signaalin väli taajuudelle ja näytteistävät signaalin (I,Q)-komponentteihin tunnetun tekniikan mukaisesti. Saadut kompleksiset näytteet kerrotaan seuraavaksi vastaavilla kompleksisilla painokertoi-5 millä wif jossa i = kertojissa 412, 414, 416. Näin kerrotut näytteet 422, 424, 426 viedään summaimen 418 kautta edelleen vastaanottimen muihin osiin.

Kompleksiset painokertoimet valitaan jonkin, yleensä adaptiivisen algoritmin mukaan siten, että aikaan-10 saadaan halutun muotoinen antennikuvio. Kyseistä tapaa muokata vastaanotettua signaalia voidaan kutsua signaalin digitaaliseksi vaiheistamiseksi, sillä se tapahtuu kanta-taajuudella digitalisoidulle signaalille, mutta sen ansiosta vastaanotettu signaalin antennivahvistus voidaan 15 suunnata haluttuihin suuntiin. Antenniryhmä sinänsä voi käsittää joko suuntaavia tai ympärisäteileviä antenniele-menttejä. Vaiheistamalla eri antenneista saatua signaalia ja yhdistämällä vaiheistetut signaalit saadaan aikaan eräänlaiset virtuaaliset antennikeilat haluttuihin suun-20 tiin. Vastaavaa käsittelyä voidaan tehdä myös lähetettävälle signaalille, jolloin voidaan aikaansaada kulloinkin haluttu säteilykuvio.

Kuviossa 4 havainnollistetaan, kuinka antenniryhmäl-lä, joka muodostuu tasavälisestä lineaarisesta ryhmästä, 25 joka käsittää neljä elementtiä 300, 302, 304, 306, aikaansaadaan voimakas suunnattu keila 310 tulokulmalla a kohti liikkuvaa asemaa 308. Lisäksi muodostuu joukko pienempiä sivukeiloja 312-316. Tämä suuntaavuus voidaan siis toteuttaa signaalin vaiheistuksella ilman, että antennit sinänsä 30 olisivat suuntaavia.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa vastaanottimen kokemaa monikäyttöhäiriötä supistetaan kulma-avaruudessa suunnatuilla antennikeiloilla, jotka aikaansaadaan uuden-tyyppisen aika-kulma-diversiteettiä soveltavan vastaanot-35 timen avulla. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa voidaan 14 105515 vastaanotetusta signaalista mitattuja tulokulmia käyttää hyväksi myös lähetyssuunnassa, jolloin yhteyden laatu paranee molemmissa siirtosuunnissa.

Seuraavassa selostetaan ensin keksinnön ensimmäistä 5 edullista toteutusmuotoa, jossa sovelletaan signaalin digitaalista vaiheistusta CDMA-järjestelmässä.

Tukiasemalla käytettävä aika-kulma-diversiteetiä soveltava vastaanotin käsittää digitaaliset vastaanotinvä-lineet, jotka pystyvät seuraamaan vastaanotettuja signaali) likomponentteja kaksiulotteisessa (α, τ)-avaruudessa ja demoduloimaan halutut signaalikomponentit. Ennen demoduloimista vastaanotetuille digitalisoiduille signaalinäytteil-le suoritetaan vaiheistus, jonka avulla ohjataan vastaanotetun signaalin antennivahvistus haluttuihin signaalin 15 tulosuuntiin. Edullisessa toteutusmuodossa vaiheistamalla aikaansaadut antennikeilat ovat ennalta määrätyn muotoisia keiloja, joiden muodon määräävät siis painokertoimet ja antennigeometria. Sanotut kertoimet voidaan helposti laskea kullekin suurimman vahvistuksen kulmalle, jos antenni-20 keilan muoto sinänsä pysyy vakiona. Täten vaiheistuksen säätö voi tapahtua nopeasti, koska se riippuu vain yhdestä parametrista eli tulokulmasta a.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ei tarvitse soveltaa tunnettuja monimutkaisia tulokulman estimointiteknii-: 25 koita, kuten MUSIC, tai adaptiivisia algoritmeja, kuten LMS ja DMI. Vaikkakin viimeksi mainitut algoritmit mahdollistavat laskea vastaanotettavalle signaalille optimaalinen keilamuoto siten, että halutun signaalin signaaliko-hinasuhde voidaan maksimoida kohdistamalla antennikuvion 30 nollakohdat häiriölähteisiin päin, tämä ei CDMA:n yhteydessä ole tarpeellista, sillä kuten aiemmin on kuvattu, häiriösignaali on CDMA.-ssa jakautunut kohinan kaltaiseksi ilman selkeitä häiriölähdesuuntia. Täten tasan jakautuneessa häiriöympäristössä on riittävää, että ennalta mää-35 rätyn muotoisten antennikeilojen suurimman vahvistuksen i 15 105515 kulmat ohjataan niihin suuntiin, joista vastaanotetaan parhaimmat signaalikomponentit. Tämä mahdollistaa yksinkertaisemman vastaanotintoteutuksen verrattuna tunnettuun tekniikkaan.

5 Keksinnön mukaisessa menetelmässä vastaanotin etsii siis haluttuja signaalikomponentteja (α,τ)-avaruudessa.

Tämä tapahtuu ristikorreloimalla vastaanotettua hajaspekt-risignaalia halutun hajotuskoodin kanssa ja vertaamalla saatuja mittaustuloksia annettuihin kynnysarvoihin. Etsin-10 tä voidaan käsittää antennikeilan pyyhkäisynä annetun alueen yli ja samalla suorittaen kanavan impulssivasteen mittauksen ja kustakin suunnasta vastaanotetun päätelaitteiden signaalienergian keräyksen. Vastaanotin havaitsee siis, mistä suunnasta ja millä koodivaiheella vastaanote-15 taan parhaimmat signaalit, ja allokoi tarvittavan määrän demodulointivälineitä tahdistumaan ja vastaanottamaan kyseisiä signaalikomponentteja. Vastaanotetut demoduloidut signaalikomponentit voidaan edullisesti yhdistää vastaan-ottimessa. Parhaiden signaalikomponenttien etsintää suori-20 tetaan jatkuvasti ja tarvittaessa demodulaattorivälineiden allokointia muutetaan.

Vastaanottimella on siis koko ajan tieto siitä, mistä suunnista vastaanotetaan parhaimmat signaalikomponentit liikkuvilta asemilta. Tätä tietoa voidaan myös käyttää hy-' 1 25 väksi keksinnön mukaisessa tukiasemalaitteistossa siirto- suunnassa tukiasemalta liikkuvalle asemalle. Tämä voi tapahtua esimerkiksi siten, että lähetinvastaanottimen kontrolleri ilmoittaa lähetinyksikölle ne suunnat, joissa on ;

havaittu merkittävät signaalikomponentit. Lähetinyksikkö 30 voi vaiheistaa adaptiivisella antenniryhmällä lähetettävää signaalia siten, että antennikeilojen suurimman vahvistuksen kulmat osoittavat haluttuihin suuntiin. Lähetyskeiloja voi olla yksi tai useampia, ja niiden lukumäärä voi myös F

olla vastaanotinkeilojen lukumäärästä poikkeava.

35 Tällä menetelmällä saavutetaan huomattavaa häiriön- 16 105515 poistoa myös siirtosuunnassa tukiasemalta liikkuvalle asemalle. Lähetyksessä käytettävä antenniryhmä voi olla sama kuin vastaanotettaessa käytettävä antenniryhmä. Se voi myös olla erillinen antenniryhmä. Signaalin vaiheistus ta-5 pahtuu samoin kuin vastaanotettaessa painokertoimien avulla.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa tukiasemat mittaa-vat päätelaitteen etäisyyden tukiasemasta, joka mittaus voidaan suorittaa alan ammattimiehelle tunnetuilla tavoil-10 la, esimerkiksi yhteydellä havaitun kulkuaikaviiveen perusteella. Mitatun etäisyyden ja adaptiivisten antennien avulla saatavan signaalin tulosuunnan perusteella tukiasema laskee päätelaitteen sijainnin kuuluvuusalueella.

Tämän sijainnin perustella voidaan paremmin arvioida 15 niitä tukiasemia, joiden alueille päätelaite todennäköisimmin siirtyy.

Keksinnön ensimmäisen edullisen toteutusmuodon mukaisessa ratkaisussa tukiasemassa signaalin lähetyksessä ja vastaanotossa käytettävien antennikeilojen suuntia 20 poikkeutetaan mitattujen haluttujen suuntien a* ympäristössä pieniä kulmamääriä ΔαTäten aikaansaadaan kulmatois-tetta signaalissa, jonka toisteen avulla voidaan pienentää häipymän todennäköisyyttä varsinkin silloin, kun liikkuva asema on paikoillaan.

* 25 Menetelmää havainnollistetaan kuviossa 6, jossa tu kiasema 100 lähettää signaalia liikkuvalle asemalle 102 kahta keilaa 580, 582 käyttäen, jotka kuvion esimerkissä heijastuvat kahdesta maastoesteestä 584, 586. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa tukiasema poikkeuttaa kumpaakin 30 antennikeilaa haluttujen suuntien ympäristössä tietyillä kulmilla ΔαΑ ja Aaj# jolloin antennikeilat siis kulkevat , ajoittain eri reittejä 588a - 588b ja vastaavasti 590a -590b. Poikkeutusta suoritetaan jatkuvasti annetulla taajuudella, jolloin liikkuvan aseman vastaanottamassa sig-35 naalissa syntyy haluttuja vaihteluita, joilla pitkän häi- i 17 105515 pyraän todennäköisyyttä voidaan pienentää. Vaihtelun avulla saadaan häipymisstatistiikkaa satunnaistettua, jolloin kanavakoodauksen ja interliivauksen avulla pystytään torjumaan häipymien vaikutukset paremmin.

5 Sovellettaessa ratkaisua liikkuvan aseman signaalin vastaanotossa poikkeutetaan siis signaalin vastaanotossa käytettävien antennikeilojen suuntakulmia mitattujen haluttujen suuntien ympäristössä pieniä kulmamääriä Δα*.

Tällöin aikaansaadaan tässä siirtosuunnassa pieniä halutit) tuja vaihteluita vastaanotettuun signaaliin. Vastaanotetun signaalin tehotasoihin ei suoritetulla poikkeutuksella ole merkitystä, koska käytännössä antennikeilat ovat yleensä huomattavasti leveämpiä kuin käytetyt poikkeutuskulmat.

Esimerkkinä mainittakoon mahdollisista antennikeilojen 15 leveyden suuruusluokasta 10 astetta ja poikkeamiskulmasta yksi aste. Luonnollisesti käytetyt antennikeilojen leveydet ja poikkeutuskulmat vaihtelevat sovelluksesta tapauksesta riippuen.

Tukiasema seuraa päätelaitteelta tulevan signaalin 20 saapumiskulman muutoksia, ja samoin päätelaitteen ja tukiaseman välisen kulkuäikaviiveen muutoksia, ja voi näistä parametreista estimoida päätelaitteen sijainnin ja liikesuunnan. Saapumiskulman ja viiveen mittaukset voidaan toteuttaa tasaisin välein, suodattaa mittaustulokset ja • 25 näin saatujen arvojen perusteella ennustaa jotain tunnet tua ennustusalgoritmia käyttäen päätelaitteen tulevaa

käyttäytymistä. ------- I

Päätelaitteen sijainnin ja liikesuunnan perusteella saadaan hyvinkin tarkka arvio siitä, minkä tukiaseman alu-30 eelle päätelaite on siirtymässä, jolloin mittauslista voidaan pitää erittäin lyhyenä ilman, että yhteyden laatu olisi vaarassa katketa epäonnistuneen tukiasemavalinnan takia. :

Keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa luotetta-35 vamman kanavanvaihdon erityisesti mikrosoluissa kadunkul- 18 105515 matilanteessa, jossa päätelaite siirtyy kadun kulman ympäri siirtyen samalla kuuluvuusalueelta toiselle. Tällaisessa tilanteessa päätelaite kokee hyvin nopean signaalitason vaihtumisen, tyypillisesti 15- 20 dB joko ylös- tai alas-5 päin. Keksinnön mukaisella menetelmällä päätelaitteen sijainnin perusteella voidaan kadunkulmallanne ennakoida.

Mittauslistan päivityspäätös voidaan tyypillisesti tehdä tukiasemaohjaimessa 188 ja välittää tieto päätelaitteelle 102, joka päivittää omaa listaansa sanotun ohjaukio sen perusteella.

Kuviossa 7a havainnollistetaan erästä esimerkkiä tilanteesta, jossa solukkojärjestelmän päätelaite 102 on tukiaseman 167 alueella sektorissa 162, ja tukiasemassa sovelletaan keksinnön mukaista adaptiivisia antenniryhmä-15 tekniikkaa. Tukiasema 167 seuraa päätelaitetta 102 yhdellä tai useammalla liikkuvalla antennikeilalla 183. Edellä kuvatuilla menetelmillä tukiasema 167 on määrittänyt päätelaitteen 102 sijainnin ja liikesuunnan, ja päätelaitteen mittauslistaksi voidaan määrittää vain ne sektorit, joille 20 päätelaitteen 102 voidaan olettaa siirtyvän. Kuvion 7a mukaisessa tilanteessa oletettuja sektoreita ovat 181 ja 182. Vaikka päätelaite todennäköisesti vastaanottaa signaalia myös sektorista 184, niin sijaintinsa perusteella sen ei oleteta siirtyvän sen sektorin alueelle.

• 25 Kuviossa 7b havainnollistetaan toista esimerkkiä tilanteesta, jossa solukkojärjestelmän päätelaite 102 on tukiaseman 167 alueella sektorissa 162, ja tukiasemassa sovelletaan keksinnön mukaista adaptiivisia antenniryhmä-tekniikkaa. Tukiasema 167 seuraa päätelaitetta 102 yhdellä 30 tai useammalla liikkuvalla antennikeilalla 183. Vastaavasti kuin edellä, tukiasema 167 on määrittänyt päätelaitteen 102 sijainnin ja liikesuunnan, ja päätelaitteen mittaus-listaksi voidaan jälleen määrittää vain ne sektorit, joille päätelaitteen 102 voidaan olettaa siirtyvän. Kuvion 7b 35 mukaisessa tilanteessa oletettuja sektoreita on vain 181.

19 105515

Sijaintinsa ja liikesuuntansa perusteella päätelaitteen 102 ei oleteta siirtyvän esimerkiksi sektoriin 182.

Kuviossa 7c havainnollistetaan esimerkkiä solukkora-diojärjestelmästä, joka käsittää tilaajapäätelaitteen 102, 5 joukon verrattain pieniä mikrosoluja 251 - 254 sekä mik-rosolujen kanssa päällekkäin sijaitsevan ns. sateenvar-josolun 255. Tällainen toteutus on useasti alueilla, joissa tarvitaan suurta liikennekapasiteettia, joita mik-rosolut tarjoavat, ja joissa lisäksi tarvitaan palvelua 10 nopeasti liikkuville päätelaitteille, joka palvelu toteutetaan suurella sateenvarjosolulla useiden mikrosolusta toiseen kohdistuvien kanavanvaihtojen välttämiseksi.

Kuviossa esitetty sateenvarjosolu 255 on toteutettu keksinnön mukaisella tavalla siten, että tukiasemassa 100 15 käytetään vaiheistettuja antenniryhmiä, joiden avulla aikaansaadaan päätelaitteen suuntaan osoittavia antennikei-loja 250. Keksinnön mukaisella menetelmällä päätelaitteen 102 mittauslistaan voidaan ottaa mukaan niitä mikrosoluja, joiden tiedetään sijaitsevan samalla alueella kuin mitä 20 päätelaite sijaitsee. Tukiasemaa 100 ohjaava tukiasemaohjain (ei esitetty kuviossa) on tietoinen sateenvarjosolun alueella olevista mikrosoluista ja voi päivittää päätelaitteen mittauslistaa päätelaitteen sijainnin ja liikesuunnan perusteella siten, että lista käsittää samalla • 25 alueella olevat mikrosolut.

Keksinnön mukaista mittauslistan päivitysmenetelmää voidaan myös soveltaa siten, että mittauslistassa olevat tukiasemat asetetaan prioriteettijärjestykseen päätelaitteen sijainnin ja liikesuunnan perusteella.

30 Seuraavassa kuvataan keksinnön ensimmäisen toteutus- muodon mukaisen vastaanottimen rakennetta. Kuviossa 8 havainnollistetaan erään k^sinnön mukaisen vastaanottimen rakennetta lohkokaavion avulla. Vastaanotin käsittää an-tenniryhmän 500, joka koostuu L:stä erillisestä antenni-35 elementistä. Antenniryhmä voi olla lineaarinen, planaa- 20 105515 rinen (2-dimensioinen) tai ympärisäteilevä. Antenniryhmä 500 vastaanottaa monitie-edenneen useasta eri suunnasta ja eri tavoin viivästyneen signaalin kultakin liikkuvalta asemalta kullakin L:llä elementillä, suorittaa esivahvis-5 tuksen, muuntaa signaalin välitaajuudelle ja digitalisoi kaikki L signaalia. Näin saadut L digitaalista kompleksista I,Q-näytettä 514 viedään kanavaelementtien 504, 506, 508 sisäänmenoon.

Jokaista aktiivista tukiaseman kanssa yhteydessä 10 olevaa liikkuvaa asemaa palvelee yksi kanavaelementti, joka suorittaa digitaalista signaalinkäsittelyä sekä vastaanotetulle että lähetettävälle signaalille, kuten tullaan myöhemmin tarkemmin selostamaan. Jokainen kanavaelementti käsittää (α, τ)-vastaanottimen ja vastaavan lähetti-15 men. Digitaaliset signaalin vaiheistuksen avulla toteutetut antennikeilan muokkaustoiminnot sekä lähetys- että vastaanottosuunnassa suoritetaan kanavaelementissä.

Vastaanottosuunnassa kanavaelementti suodattaa signaalin kulma-avaruustasossa, demoduloi vastaanotetut sig-20 naalikomponentit, ja yhdistää ne toisteyhdistelijässä ja lopuksi dekoodaa liikkuvalta asemalta vastaanotetun ja yhdistetyn signaalin. Näin saadut käyttäjän databitit viedään edelleen kantataajuusyksikölle 510, joka välittää ne edelleen verkon muihin osiin.

: ' 25 Lähetyssuunnassa käyttäjän databitit saapuvat verkon muista osista kantataajuusyksikölle 510, joka välittää ne oikealle kanavaelementille 504-508, jossa ne koodataan, moduloidaan hajotuskoodilla, ja suoritetaan lähetettävän signaalin vaiheistus, joka määrää lähetettävien antenni-30 keilojen suunnat. Näin saadut L signaalia viedään antenni-ryhmän 502 kullekin L:lle elementille. Käytännössä vastaanotto- ja lähetysantenniryhmät 500, 502 voivat olla joko erilliset tai toteutettu samalla fyysisellä an-tenniryhmällä, joissa lähetys- ja vastaanottosuunnat on 35 erotettu sopivalla duplex-suodatuksella.

i 21 105515 Lähetysantenniryhmässä 502 kultakin kanavaelementilta tulleet kullekin antennielementille tarkoitetut signaalit muunnetaan, siirretään analogiseen muotoon ja radiotaajuudelle ja lähetetään antennielementtien kautta.

5 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa voi lähetin- ja vastaanotinantenniryhmissä luonnollisesti olla eri määrä antennielementtejä, vaikka yllä olevassa selostuksessa on yksinkertaisuuden vuoksi kuvattu molempiin ryhmiin sama lukumäärä L elementtiä. Kuviossa on myös esitetty ohjaus-I 10 lohko 512, joka ohjaa laitteen eri yksiköiden toimintaa, kuten kanavayksiköiden allokointia eri yhteyksille tukiasemaohjaimelta tulevien viestien mukaisesti.

Kuviossa 9 havainnollistetaan keksinnön ensimmäisen toteutusmuodon mukaisen vastaanottimen kanavaelement in ra-15 kennetta lohkokaavion avulla. Kanavaelementti käsittää yhden tai useampia digitaalisia vastaanotinyksiköitä 600, 602, joista kuvioon on piirretty kaksi, yhden tai useampia etsijäyksiköitä 604, joista kuviossa on esitetty yksi, diversiteettiyhdistelijän 608, jonka sisäänmenossa on vas-20 taanotinyksiköiltä tuleva signaali, dekooderin 610, jonka sisäänmenoon on kytketty diversiteettiyhdistelijän 608 ulostulossa näkyvä signaali, ja ohjainvälineet 612. Anten-niryhmältä saapuvat L digitaalista kompleksista I,Q-näy-tettä 514 viedään kaikkien digitaalisten vastaanotinyksi-• 25 köiden 600, 602 ja etsijäyksiköiden 604 sisäänmenoon.

Mikäli keksinnön mukaista ratkaisua sovelletaan lähetin-vastaanottimessa, niin keksinnön mukainen lähetinvastaan-otin käsittää myös kooderin 614 sekä digitaalisen lähe-tysyksikön 606.

30 Tarkastellaan ensin digitaalisen etsijäyksikön 604 toimintaa kuvioon 9 viitaten. Etsijäyksikön tehtävänä on, kuten tavanomaisessa RAKE-vastaanottimessa, etsiä vastaanotetusta signaalista haluttuja signaalikomponentteja. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa uudentyyppinen etsijäyksikkö 35 jatkuvasti tutkii vastaanotettua signaalia (α, τ)-avaruu- 22 105515 dessa etsien käyttökelpoisia signaalikomponentteja ja ilmoittaa niiden parametrit, eli tulokulman (AoA, Angle of Arrival) ja viiveprofiilin, ohjainvälineille 612, joka puolestaan allokoi tarvittavan määrän vastaanotinyksikköjä 5 parhaimpien komponenttien demoduloimiseksi. Keksinnön mukainen vastaanotin voidaan toteuttaa luonnollisesti myös siten, että kanavaelementti ei käsitä erillisiä ohjainvä-lineitä 612, vaan etsijäyksikkö 604 välittää tiedon seurattavista signaalikomponenteista suoraan vastaanotinhaa-10 roille 600, 602.

Etsijäyksikkö käsittää välineet 634 antenniryhmän radiotaajuusosilta tuodun signaalin vaiheistamiseksi, ja välineet 636 havaita käsittääkö vaiheistusvälineiden 634 ulostulosta saatava signaali annetulla viiveellä vastaan-15 otettua signaalikomponenttia ja mitata sanotun signaali- komponentin laatu. Etsijäyksikkö käsittää edelleen välineet 638 ohjata sanottuja vaiheistusvälineitä 634 ja mittausvälineitä 636 siten, että vastaanotetun signaalin tulosuunnat ja viiveet saadaan mitattua.

20 Välineet 634 antenniryhmän radiotaajuusosilta tuodun signaalin vaiheistamiseksi voidaan toteuttaa esimerkiksi jo aiemmin kuvatulla kuvion 5 kaltaisella laitteistolla, joka käsittää signaalin kertomisen kompleksisilla kertoimilla Wi (i=l,..,L), joiden kertoimien avulla voidaan mää-25 rätä, mikä signaalin tulokulma näkyy vaiheistusvälineiden ulostulosignaalissa vahvistettuna. Kukin kertoimien kombinaatio vastaa tiettyä antennikeilakombinaatiota, kuten aiemmin on kuvattu. Vaiheistusvälineitä (634) ohjataan välineillä 638 siten, että kaikki signaalin oleelliset tulo-30 suunnat saadaan tutkittua.

Vaiheistusvälineiden ulostulossa näkyy siis signaali, joka vastaa kulloinkin annetusta suunnasta vastaanotettua signaalia välineiden 638 ohjauksen perusteella. Mittausvälineet 636 suorittavat vaiheistusvälineiden ulos-35 tulossa kulloinkin näkyvälle signaalille eri viiveillä 23 105515 mittauksen, jonka tarkoituksena on siis havaita eri lailla viivästyneet signaalikomponentit. Kulloinkin mitattava viive asetetaan sanotuilla välineillä 638. Mittausvälineissä suoritetaan välineiden sisäänmenossa olevalle sig-5 naalille hajotuksen purku, kompleksisen signaalienergian mittaus ja neliöinti, esimerkiksi kanavan koherenssiajan ylitse, ja saadun mittaustuloksen vertailu annettuun kynnysarvoon. Niiden mitattujen signaalikomponenttien, joiden voimakkuus on suurempi kuin annettu kynnysarvo, paramet-10 rit, eli tulokulma, viive ja teho, ilmoitetaan kanavaele-mentin ohjausvälineille 612.

Välineet 638 ohjaavat siis vaiheistusvälineiden 634 ja mittausvälineiden toimintaa. Välineet 638 vastaavat tavanomaisessa RAKE-vastaanottimen etsijähaarassa olevaa 15 tahdistumissilmukkaa, vaikkakin keksinnön mukaisessa ratkaisussa välineiden toiminta on uudenlaista. Haluttujen signaalikomponenttien etsintä (α,τ)-avaruudesta voidaan toteuttaa välineiden 638 ohjaamana monella tavalla. Kuten aiemmin jo todettiin, signaalin tehon mittaus voidaan kor-20 vata jollain muulla signaalin laadun mittauksella.

Antenniryhmällä vastaanotettua digitalisoitua signaalia voidaan vaiheistaa yaiheistusvälineissä 634 askeleittain siten, että suurimman vahvistuksen suuntakulmaa muutetaan annetuin kulmavälein. Mahdollisista tulosuunnis-25 ta valitaan siis edustava joukko tulokulmia ajf jotka sijaitsevat halutuin kulmavälein toisistaan, ja kullekin tulosuunnalle suoritetaan useita energiamittauksia eri viiveen arvoilla, jolloin saadaan viiveprofiili xk kyseisille tulosuunnille.

30 Toinen tapa on ohjata mittausvälineet 636 ensin mit taamaan vastaanotetun signaalin viiveprofiili xk esimerkiksi suuntaamattomalla antennikuviolla. Täten havaitaan ne mahdolliset viiveet, joilla vastaanotetaan signaalikompo-nentteja. Tämän jälkeen ohjataan vaiheistusvälineitä 634 35 pyyhkäisemään kapea suuntaava keila eri suuntakulmien yli 24 105515 samalla ohjaten mittausvälineitä mittaamaan sanotuilla ensimmäisessä mittauksessa havaituilla viiveen arvoilla. Täten saadaan eri viiveellä saapuneiden komponenttien tulosuunnat Oij .

5 Havaittujen signaalikomponenttien parametrit ilmoi tetaan siis kanavaelementin ohjausvälineille 612. Ohjaus-välineet allokoivat vastaanotinelementit 600, 602 vastaanottamaan ja demoduloimaan parhaimpia havaittuja signaali-komponentteja ilmoittamalla vastaanotinelementille sig-10 naalikomponentin tulosuunnan ja viiveen. Kuten jo mainittiin, vastaanotinelementtien ohjaus voi tapahtua myös suoraan etsijäyksiköltä 604 ilman erillisiä ohjausvälineitä.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kanavaelementti käsittää ohjausvälineet 612 laskea päätelaitteen etäisyys 15 tukiasemaan nähden, joka etäisyys voidaan laskea kulkuai-kaviiveen perusteella. Vastaavasti lasketaan myös päätelaitteen sijainti signaalin suuntakulman ja etäisyyden avulla. Lasketut tiedot siirretään tukiasemaohjaimelle 188, joka huolehtii mittauslistan päivityksestä tai vaih-20 toehtoisesti ohjausvälineissä 612 voidaan myös määrittää mittauslistan päivitystarve.

Tarkastellaan seuraavaksi digitaalisen vastaanotin-yksikön 600, 602 toimintaa kuvioon 9 viitaten. Vastaan- otinyksikön tehtävänä on, kuten tavanomaisessa RAKE-/· 25 vastaanottimessa, vastaanottaa ja demoduloida annettu signaalikomponentti. Oletetaan, että kanavaelementin ohjausvälineet 612 ovat allokoineet vastaanotinyksikön vastaanottamaan tiettyä signaalikomponenttia, jonka parametrit ovat tulokulma Oj ja viive tk.

30 Vastaanotinyksikkö 600, 602 käsittää seurantaväli neet 624, 632, joille kanavaelementin ohjausvälineet 612 välittävät tiedon seurattavan signaalikomponentin vaiheesta ja tulosuunnasta. Seurantavälineet ohjaavat vastaanotinyksikön ensimmäisiä vaiheistusvälineitä, joiden si-35 säänmenona on antenniryhmältä saatava digitalisoitu sig- 25 105515 naali. Vaiheistusvälineet 618, 626 ovat rakenteeltaan samankaltaiset kuin etsijäyksikössä olevat vaiheistusvälineet 634. Seurantavälineet asettavat ohjausyksiköltä saamansa tulokulmatiedon öj perusteella kompleksiset paino-5 kertoimet (i=l,..,L) siten, että vaiheistusvälineiden ulostulossa näkyy halutusta tulosuunnasta tuleva signaali. Tämä voidaan siis käsittää haluttuun suuntaan osoittavana vastaanotinantennikeilana, jolla on ennalta määrätty muoto .

10 Vastaanotinyksikkö 600, 602 käsittää edelleen demo- dulointivälineet 620, 628, joiden sisäänmenossa on vai- heistusvälineiltä 618, 626 saatava signaali. Seurantavälineet 624, 632 ohjaavat demodulointivälineet tahdistumaan annetulla viiveellä Tk saapuvaan signaalikomponenttiin. 15 Demodulointivälineissä signaalille suoritetaan hajotuskoo- dauksen purku ja demodulointi tunnetun tekniikan mukaisesti käyttäen koodivaiheena annettua tk:ta. Saadut symbolit viedään viivetiedon kera kanavaelementin muihin osiin.

Vastaanotinyksikkö 600, 602 käsittää edelleen toiset 20 vaiheistusvälineet 622, 630, joiden sisäänmenossa on an-tenniryhmältä saatava digitalisoitu signaali. Toisten vaiheistusvälineiden ulostulosignaali viedään seurantavälineille 624, 632. Seurantavälineet ohjaavat toisten vai heistusvälineiden toimintaa mitaten niiden avulla vastaan-25 ottimelle allokoidun signaalikomponentin sen hetkisten parametrien (aj(tk) ympäristöä, tarkoituksena havaita vastaanotetun signaalikomponentin tulosuunnan ja viiveen mahdolliset muutokset. Tähän tarkoitukseen toiset vaiheistus-välineet käsittävät ensimmäisten vaiheistusvälineiden kal-30 täiset kompleksiset kertojat signaalin vaiheistamiseksi sekä etsijäyksikössä sijaitsevan mittausvälineiden 636 kaltaiset välineet impulssivasteen mittaamiseksi. Mikäli seurantavälineet havaitsevat toisten vaiheistusvälineiden avulla halutun signaalikomponentin tulosuunnassa tai 35 viiveessä Tk muutoksia, ne päivittävät sanotut tiedot en- 26 105515 simmäisille vaiheistusvälineille ja demodulointivälineil-le.

Tunnetussa tekniikassa on esitetty useita tapoja, joilla seurantavälineet 624, 632 voidaan toteuttaa hajas-5 pektrijärjestelmässä, kuten esimerkiksi Early-Late-portit, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisessa ratkaisussa. Nämä piirit estimoivat koodin ajastusvirheen suorittamalla kaksi energiamittausta annetulla aikaerolla, joka ero Δτ tyypillisesti on murto-osa hajotuskoodin chippiajasta sen 10 hetkisen asetuspisteen xk ympäristössä. Energiamittaukset suoritetaan toisten vaiheistusvälineiden 622, 630 mittausvälineillä, joista saadaan nimellisen asetuspisteen Tk tarvitsema korjaustieto viiveen muuttuessa.

Vastaavasti voidaan seurata signaalin saapumiskulman 15 ofj muutoksia toisten vaiheistusvälineiden avulla. Voidaan esimerkiksi suorittaa annetulla viiveellä tk kaksi tai useampia energiamittauksia antennikeiloilla, joita on poikkeutettu vaiheistuksen avulla kulman Δα verran molempiin suuntiin sen hetkisestä saapumiskulmasta aj. Käytetyn 20 poikkeaman Δα suuruus on tyypillisesti murto-osa antenni- keilan leveydestä.

Täten seurantavälineet 624, 632 ohjaavat toisilla vaiheistusvälineillä 622, 630 suoritettavia energiamit tauksia, jotta koko ajan voitaisiin vastaanottaa signaalia 25 suurimmalla mahdollisella energialla. Seurantavälineet päivittävät tiedot muuttuneista parametreista (aj,Tk) ensimmäisille vaiheistusvälineille ja demodulointivälineille sekä myös kanavaelementin ohjausvälineille 612, jotta tietoa voitaisiin tarvittaessa käyttää hyväksi lähetyssuun-30 nassa.

Yllä kuvattua vastaanotetun signaalin maksimointia voidaan verrata tavanomaisissa järjestelmissä hyödynnettyyn vastaanotinantennidiversiteettiin, jossa signaali vastaanotetaan kahdella tai useammalla toisistaan usean 35 vastaanotetun signaalin aallonpituuden suuruisella etäi- 27 105515 syydellä sijaitsevalla antennilla. Keksinnön mukaisessa vastaanottimessa, jos saapumiskulmalla ofj vastaanotettu signaali joutuu syvään ja pitkään häipymistilanteeseen, muuttamalla vastaanottokeilan kulmaa pienen kulman Δα ver-5 ran todennäköisesti poistaa häipymää. Täten ei tarvita kahta erillistä toisistaan annetun etäisyyden päässä sijaitsevaa antennia.

Yllä kuvatun poikkeutuksen ansiosta voidaan ohjaus-välineissä 612 myös laskea päätelaitteen 102 liikesuunta, 10 ja käyttää tätä tietoa hyväksi mittauslistaa päivitettäessä.

Kanavaelementin diversiteettiyhdistelijän 608 ja dekooderin 610 toiminta on samankaltainen kuin tunnetun tekniikan mukaisissa diversiteettivastaanottimissa. Yhdis-15 telijä 608 yhdistää eri vastaanotinelementeiltä saapuvat symbolijonot ottaen huomioon ja kompensoiden niiden erilaiset viiveet Tk, mahdollisesti painottaen eri symboli-jonoja niiden signaalikohinasuhteiden mukaisesti maksi-misuhdeyhdistelyn saavuttamiseksi. Näin saatu yhdistelty 20 symbolijono viedään dekooderille 610, joka dekoodaa symbolit käyttäjän databiteiksi, suorittaen sitä ennen yleensä lomituksen purun. CDMA-sovelluksissa käytetään yleensä vahvaa konvoluutiokoodausta, jolle paras ilmaisumenetelmä on pehmeän päätöksen antava Viterbi-algoritmi.

• 25 On selvää, että esitetyn kaltaista kanavaelementtiä voidaan myös käyttää yhteydenmuodostuskanavan tarkkailuun ja vastaanottoon. Tällöin käytetyt vastaanottosuunnan an-tennikeilat ovat leveämpiä antennikuvioltaan, ollen esimerkiksi 120 astetta leveitä, koska yhteydenmuodostusvies-30 tejä lähettävien liikkuvien asemien tarkkaa sijaintia ei tunneta.

Tarkastellaan seuraavaksi digitaalisen lähetysyksi-kön 606 toimintaa kuvioon 9 viitaten. Käyttäjän databitit viedään ensin kooderille 614, joka koodaa bitit tyypilli-35 sesti konvoluutiokoodilla ja suorittaa lomituksen kooda- 28 105515 tuille symboleille. Saadut lomitetut symbolit viedään ha-jaspektrimodulaattorille 642, joka suorittaa tavanomaisen moduloinnin. Yllä kuvatut toiminnat voidaan kaikki suorittaa tunnetun tekniikan mukaisesti.

5 Esillä olevassa keksinnössä lähetinyksikkö käsittää kuitenkin välineet 644, 640 ohjata ja vaiheistaa lähetettävää signaalia digitaalisesti vasteellisena vastaanotetulle signaalille. Keksinnön mukaisessa lähetinyksikössä välineet 644 lähetyskeilan säätämiseksi saavat sisään-10 menona kanavaelementin ohjausvälineiltä 612 tiedon liikkuvan aseman signaalin vastaanotossa käytetyistä tulosuunnista eri vastaanotinyksiköissä 600, 602. Lisäksi ohjain-välineet 612 voivat ilmoittaa muut etsijäyksikön 604 havaitsemat signaalin tulosuunnat, joita kaikkia ei siis 15 välttämättä hyödynnetä signaalin vastaanotossa.

Lähetinyksikön välineet 644 lähetyskeilan säätämiseksi ohjaavat vaiheistusvälineitä 640, jotka laskevat ennalta määrätyistä keilanmuodostusfunktioista JxL kompleksista painokerrointa wi;j (i* 1, . . .L; j= 1, . . . , J) , joilla 20 aikaansaadaan J antennikeilaa L:n antennielementin avulla. Antennikeilojen suunnan ja lukumäärän lisäksi välineet 644 ohjaavat vaiheistusvälineitä 640 kertomalla kullakin keilalla käytettävän lähetystehon, jonka välineet 644 saavat kanavaelementin ohjausvälineiltä 612.

' 25 Vaiheistusvälineiden 640 rakenne voi olla aiemmin vastaanottosuunnassa kuvattujen vaiheistusvälineiden 618, 626, 634 kaltainen. Vaiheistusvälineissä modulointiväli neiltä 642 tulleet lähetettävän signaalin digitoidut (I,Q)-näytteet kerrotaan siis L:llä kappaleella komplek-30 sisia painokertoimia, jossa L on siis antennielementtien lukumäärä, seuraavasti:

J

v = Σ g w ,i = l,...,L

1 ] 1] J-i 35 jolloin saadaan L kompleksista näytejonoa antenniryhmälle.

i 29 105515

Kompleksisessa kertolaskussa käytetään myös reaalista skaalauskerrointa g.j (j=l,...,J), joka saadaan säätöväli-neiltä 644 ja jota voidaan käyttää kunkin antennikeilan itsenäiseen tehonsäätöön. Säätövälineet 644 kertovat myös 5 käytettävän taajuuden, jotta painokertoimet w£j saadaan asetettua oikein.

Välineet 644 lähetyskeilan säätämiseksi ohjaavat vaiheistusvälineitä 640 kanavaelementin ohjausvälineiltä tulevan informaation perusteella. Säätö voidaan suorittaa 10 monin tavoin parametreja otj ja g-j (j=l,...,J) eri tavoin muuntamalla. Esimerkiksi joillakin antennikeiloilla käytettävää lähetystehoa voidaan itsenäisesti säätää, tai joidenkin antennikeilojen suuntakulmaa a, muuttaa annetun kulman Δα verran, tai käytettyjen antennikeilojen lukumää-15 rää voidaan muuttaa. Näillä toimenpiteillä voidaan kompensoida radiotiellä tapahtuvia signaalin laadun huononemisia, kuten häipymiä.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa lähetysyksikössä 606 säätövälineet 644 voivat poikkeuttaa yhden tai useam-20 man käytetyn antennikeilan suuntaa pieniä määriä Δα annetun suuntakulman a, ympäristössä. Tällaisen poikkeutuksen ansiosta voidaan pienentää todennäköisyyttä, että liikkuva asema olisi pitkiä aikoja syvässä häipymässä. Koska antennikeilan suuntakulma värisee jatkuvasti nimellisen suunta-25 kulman α.> ympärillä, ei radiotiellä edennyt signaali kulje jatkuvasti samaa reittiä.

Keksinnön mukaisen solukkoradiojärjestelmän erästä mahdollista tilaajapäätelaitetta havainnollistetaan lohko-kaavion avulla kuviossa 10 vastaanotinpuolen kannalta. 30 Päätelaite käsittää luonnollisesti myös lähetinpuolen, mutta se on jätetty selkeyden takia esittämättä, koska keksinnön kannalta lähetihtoiminnot voidaan toteuttaa alan ammattimiehelle tunnetuilla tavoilla. Päätelaite käsittää antennin 250, jolla vastaanotettu signaali viedään 35 radiotaajuusosille 251, jotka vahvistavat signaalia ja 30 105515 muuntavat sen väli taajuuden e. Radiotaajuusosien 251 ulostuloon on kytketty muunninvälineet 252, jotka muuntavat signaalin digitaaliseen muotoon.

Muunninvälineiltä 252 signaali viedään joukolle kor-5 relaattoreita 254, 255, joissa lasketaan korrelaatio vastaanotetun signaalin ja halutun hajotuskoodin kanssa, jolloin halutulla hajotuskoodilla kerrotut signaalit palautuvat alkuperäiselle kaistalleen demodulointia varten. Muunninvälineiltä 252 signaali viedään myös etsijäkorrelaatto-10 rille 253, jonka tehtävänä on etsiä vastaanotetusta signaalista halutulla hajotuskoodilla lähetettyjen signaali-komponenttien vaiheet. Päätelaite käsittää edelleen yhdis-telyvälineet 256, jotka edullisesti yhdistelevät vastaanotetut signaalikomponentit koherentisti tai epäkoherentis-15 ti. Yhdistelyvälineiltä signaali 258 viedään edelleen päätelaitteen muihin osiin.

Päätelaite käsittää myös ohjausvälineet 257, jotka ohjaavat laitteen toimintaa. Ohjausvälineet 257 on tyypillisesti toteutettu signaaliprosessorin avulla. Etsijäkor-20 relaattori 253 ilmoittaa löytämänsä signaalikomponenttien viiveet ja voimakkuudet ohjausvälineille 257 ja vastaan-otinkorrelaattoreille 254, 255, jotka tahdistuvat voimakkaimpiin signaaleihin. Etsijäkorrelaattori 253 suorittaa myös mittauslistaan kuuluvien tukiasemien signaalien mit-25 tauksen. Ohjausvälineet 257 päivittävät mittauslistaa tukiaseman välittämän ohjauksen perusteella.

Seuraavassa selostetaan keksinnön toista edullista toteutusmuotoa, jossa sovelletaan vastaanotetun signaalin analogista vaiheistusta CDMA-järjestelmässä.

30 Kuviossa 11 havainnollistetaan esimerkkiä keksinnön toisen edullisen toteutusmuodon mukaisesta laitteistosta lohkokaavion avulla. Laitteisto käsittää vastaanottosuun-nassa annetun lukumäärän L antennielementtejä 700-704, ja lähetyssuunnassa joukon antennielementtejä 772-776. Lähe-35 tinvastaanottimessa lähetin- ja vastaanottoantennit voivat 31 105515 olla samoja, jolloin käytetään duplex-suodatusta erottamaan eri siirtosuunnat toisistaan. Kuviossa on esitetty eri antennielementit eri siirtosuunnille. Antenniele-menttien muodostama ryhmä voi olla lineaarinen, planaari-5 nen (2-dimensioinen) tai ympärisäteilevä. Antenniryhmä vastaanottaa monitie-edenneen useasta eri suunnasta ja eri tavoin viivästyneen signaalin kultakin liikkuvalta asemalta kullakin L:llä elementillä.

Antennielementit on kytketty RX-matriisiin 706, joka 10 suorittaa antennielementeillä vastaanotetulle analogisessa muodossa olevalle signaalille vaiheistuksen siten, että matriisin ulostulossa 708 on K kappaletta signaaliulostu-loja, joista kukin ulostulo vastaa tiettyyn, etukäteen määrättyyn signaalin tulosuuntaan osoittavan antennikeilan 15 vastaanottamaa signaalia. Matriisi voidaan toteuttaa tunnetun tekniikan mukaisilla ratkaisuilla, kuten esimerkiksi Butler-matriisilla, joka on toteutettu passiivisilla 90° hybrideillä ja vaiheen siirtäjillä. Matriisilla 706 luotujen antennikeilojen lukumäärä K ei välttämättä ole sama 20 kuin antennielementtien lukumäärä L.

Antennikeilat aikaansaadaan siis vastaanottosuun-nassa vaiheistamalla antenneilla vastaanotettua signaalia ja lähetyssuunnassa vaiheistamalla antenneilla lähetettävää signaalia. Käytetyt antennikeilat ovat vakioita ja ’ 25 niiden suuntia ei voi muuttaa. Antennikeilojen lukumäärä riippuu matriisin 706 toteutuksesta, ja ne voidaan laittaa halutun kulmavälein toisistaan ja halutun kapeiksi.

Matriisin ulostulosignaalit 708 viedään tarvittaessa joukolle vähäkohinaisia vahvistimia 710, jotka kompen-30 soivat kaapelivaimennuksia ja muita häviöitä. Näin vahvistetut L signaalia viedään radiotaajuusosille 712-716, jot-,ka suorittavat kullekin signaalille alassekoituksen väli-taajuudelle ja tarvittavat suodatukset. Radiotaajuusosat voidaan toteuttaa tunnetun tekniikan mukaisella tavalla. 35 Välitaajuiset signaalit viedään seuraavaksi muunnin- 32 105515 välineille 718-722, jotka muuntavat analogisen signaalin digitaalisiksi näytteiksi. Muunnos voidaan suorittaa tunnetun tekniikan mukaisilla tavoilla kaupallisesti saatavilla komponenteilla. Tyypillisesti välineissä suoritetaan 5 kompleksinen näytteistys I- ja Q-komponenteiksi.

Muunninvälineiden 718, 720, 722 ulostulosignaalit 724, 726, 728 viedään edelleen joukolle kanavaelementtejä 738, 740, 742 kutakin kanavaelementtiä edeltävän RX-kytki-men 732, 734, 730 kautta. Kaikki muuntimien ulostulosig-10 naalit 730 viedään kaikille RX-kytkimille. Kullakin RX-kytkimellä on siis K-kappaletta sisäänmenoja ja yksi tai useampia ulostulosignaaleja, jotka viedään vastaavalle ka-navaelementille. RX-kytkimen tehtävänä on johtaa halutun antennikeilan vastaanottama signaali kanavaelementin halu-15 tulle komponentille kanavaelementiltä tulevan ohjauksen mukaisesti.

Yllä kuvattu vastaanotinrakenne voidaan luonnollisesti toteuttaa myös siten, että mainituista osista (an-tennielementit 700-704, vahvistimet 710, radiotaajuusosat 20 712-716 ja muunninvälineet 718-722) yhdet tai useammat si jaitsevat joko yhteen integroituina tai erikseen. Yksityiskohdiltaan toteutus tällöin vaihtelee, kuten alan ammattimiehelle on selvää, esimerkiksi siten, että jos radiotaajuusosat sijaitsevat antenniryhmän yhteydessä, ei ,5 25 vahvistimia 710 välttämättä tarvita.

Tarkastellaan seuraavassa keksinnön toisen toteutus-muodon mukaisen vastaanottimen kanavaelementin rakennetta ja toimintaa kuviossa 12 esitetyn lohkokaavion avulla. Kanavaelementti käsittää yhdet tai useammat välineet 804, 30 806, 808 signaalin demoduloimiseksi, joista välineistä kuvioon on piirretty kolme, yhden tai useampia etsijäyksi-köitä 802, joista kuviossa on esitetty yksi, diversiteet-tiyhdistelijän 608, jonka sisäänmenossa on vastaanotin-yksiköiltä tuleva signaali ja dekooderin 610, jonka si-35 säänmenoon on kytketty diversiteettiyhdistelijän 608 ulos- i 33 105515 tulossa näkyvä signaali.

RX-kytkimen 732 sisäänmenoissa In#l - In#K on siis muunninvälineiltä 718-722 tulevat K signaalia 730. Kanava-elementti 738 käsittää siis etsijäyksikön 802, jonka teh-5 tävänä on suorittaa moniulotteisesta signaaliavaruudesta parhaiden signaalikomponenttien etsintä, kuten ensimmäisen toteutusmuodon etsijäyksikköä kuvattaessa on selostettu. Esillä olevassa toteutusmuodossa etsijäyksikkö 802 etsii RX-kytkimen sisäänmenoista, joista kukin vastaa siis tie-10 tystä suunnasta tulevaa signaalikomponenttia, parhaimmat signaalikomponentit mittaamalla viiveprofiilin kustakin RX-kytkimen sisäänmenosta. Viiveprofiilin mittaus voidaan suorittaa tavanomaisen RAKE-vastaanottimen etsijähaaran tavoin. Mittauksen tuloksena etsijäyksikkö saa siis sel-15 ville parhaimpien signaalikomponenttien tulosuunnat ja viiveet. Etsijäyksikkö ohjaa demodulointivälineet 804, 806, 808 tahdistumaan parhaimpiin komponentteihin antamalla kullekin demodulointivälineelle tiedon halutun komponentin viiveestä ja ohjaamalla RX-kytkimeltä kyseisen 20 suunnan signaalin vastaavalle demodulointivälineelle.

Demodulointivälineet 804, 806, 808 demoduloivat siis annetun signaalin ja seuraavat signaalin viiveen ja tulosuunnan muutoksia tarvittaessa siirtyen vastaanottamaan uutta antennikeilaa RX-kytkimen avulla. Demodulointiväli-‘ 25 neiden ulostulosignaalit viedään toisteyhdistelijälle 608, joka edullisesti yhdistelee demoduloidut symbolit ja ilmaisee lähetetyn informaation. Toisteyhdistelijän ulostulosignaali viedään edelleen dekoodausvälineille 610, joka purkaa symbolien lomituksen ja dekoodaa informaatiojonon. 30 Edellä kuvattu vastaanotinrakenne toteuttaa siis keksinnön mukaisen ratkaisun analogisen vaiheistuksen avulla. Vastaanotossa vaiheistuksen avulla aikaansaadaan joukko (K-kappaletta) kiinteitä antennikeiloja, joiden vastaanottamista signaalikomponenteista valitaan demodu-35 loitaviksi ne, jotka ovat voimakkuudeltaan parhaimpia.

34 105515 Päätelaitteen liikkuessa ja signaalin tulosuuntien täten muuttuessa vaihdetaan demoduloitavaksi aina sen antenni-keilan signaali, joka antaa parhaimman signaalivoimakkuu-den.

5 Toisen edullisen toteutusmuodon mukaisessa laitteis tossa lasketaan yksikössä 802 päätelaitteen etäisyys tukiasemasta esimerkiksi kulkuaikaviiveen avulla ja päätelaitteen sijainti lasketun etäisyyden ja käytetyn antenni-keilan perusteella tunnetun suuntakulman avulla. Tämän 10 tiedon perusteella voidaan päätelaitteen mittauslistan päivitystarvetta arvioida.

Tarkastellaan seuraavaksi keksinnön toisen edullisen toteutusmuodon lähetinratkaisua aluksi kuvioon 12 viitaten.

15 Käyttäjän databitit viedään ensin kooderille 614, joka koodaa bitit tyypillisesti konvoluutiokoodilla ja suorittaa lomituksen koodatuille symboleille. Saadut lomitetut symbolit viedään hajaspektrimodulaattorille 642, joka suorittaa tavanomaisen moduloinnin. Yllä kuvatut toi-20 minnat voidaan kaikki suorittaa tunnetun tekniikan mukaisesti .

Esillä olevassa keksinnössä lähetintoteutus käsittää edelleen välineet 802 ohjata ja lähetettävän signaalin analogista vaiheistusta vasteellisena vastaanotetulle sig-* 25 naalille. Etsijäyksiköllä 802 on suorittamiensa mittausten perusteella siis tiedossaan suuntakulmat ja niitä vastaavat antennikeilat, joista vastaanotetaan parhaimmat sig-naalikomponentit. Etsijäyksikkö on siis allokoinut joukon demodulointivälineitä vastaanottamaan sanottuja komponent-30 teja. Käytännön toteutuksessa lähetyspuolen ohjaus voi tapahtua etsijäyksikössä tai erillisessä ohjausyksikössä. Yksinkertaisuuden vuoksi tässä on kuvattu vain ensimmäistä vaihtoehtoa siihen kuitenkaan rajoittumatta. Keksinnön mukainen ajatus on molemmissa vaihtoehdoissa kuitenkin 35 sama. Kuten aiemmin on kuvattu, keksinnön mukaisessa rat- 35 105515 kaisussa havaittuja hyvän signaalitason käsittäviä tulosuuntia käytetään hyväksi lähetettäessä signaalia vastakkaiseen siirtosuuntaan.

Tarkastellaan lähetinosan toteutusta seuraavassa 5 kuvion 11 avulla. Lähetin käsittää annetun lukumäärän L antennielementtejä 772, 774, 776, jotka voivat siis olla samoja kuin vastaanottosuunnassa olevat antennielementit. Antenni element it on kytketty TX-matriisiin 770, jonka tehtävänä on analogisesti vaiheistaa lähetettävää signaalia 10 eri antennielementeille siten, että suuntakuvion pääkeila osoittaa haluttuun suuntaan. TX-matriisiin sisäänmenossa on K-kappaletta signaalia 756, jotka on saatettu analogiseen muotoon D/A-muuntimissa 758-762 ja muunnettu radiotaajuudelle ja vahvistettu radiotaajuusosissa 764-768. Ku-15 ten vastaanotinpuolen kuvauksen yhteydessä jo mainittiin, yllä kuvatut komponentit voidaan käytännössä toteuttaa usealla tavalla joko yhdessä tai erikseen, kuten alan ammattimiehelle on selvää.

TX-matriisi vaiheistaa sisäänmenossa olevat K-sig-20 naalia siten, että antenneilta saadaan K:hon eri suuntaan antennikeilat, joiden suunnat ovat kiinteitä ja jotka yh-- dessä kattavat halutun alueen. Toteutukseltaan TX-matriisi i 770 on RX-matriisin 706 kaltainen, ja voidaan toteuttaa esimerkiksi Butler-matriisilla, joka on toteutettu passii-25 visilla 90° hybrideillä ja vaiheen siirtäjillä. Matriisilla 770 luotujen antennikeilojen lukumäärä K ei välttämättä ole sama kuin antennielementtien lukumäärä L.

Kultakin kanavaelementiltä 738, 740, 742 viedään moduloitu datasignaali ja etsijäyksiköltä saatava ohjaus 746 30 TX-kytkentämatriisille 744, jolta signaalit viedään edel-• ......

leen summainvälineille 754. Tarkastellaan kytkinmatriisin 744 ja summainvälineen 754 toimintaa tarkemmin kuvion 13 avulla.

TX-kytkentämatriisi käsittää kutakin kanavayksikköä 35 vastaavan TX-kytkimen 900, 902, 904, joiden sisäänmenona 36 105515 on kanavayksiköltä tuleva lähetettävä moduloitu datasig-naali ja kanavayksikön etsijäyksiköltä tuleva ohjaussignaali 746, 748, 750. TX-kytkimen ulostulossa on K-kappa-letta lähtöjä 746a-746i, eli yhtä monta kuin on lähetysan-5 tennikeiloja. Kunkin TX-kytkimen tehtävänä on reitittää kanavaelementiltä tuleva signaali oikeisiin lähetyskei-loihin summattavaksi muilta kanavaelementeiltä tulevien samaan keilaan menevien signaalien kanssa kanavaelementiltä tulevan ohjauksen perusteella. TX-kytkin ohjaa sisään-10 tulevan datasignaalin yhteen tai useampaan ulostuloon Txout#l - Txout#K, riippuen kanavaelementiltä tulevasta ohjauksesta, eli siitä mihin antennikeiloihin signaali on tarkoitettu. Kukin lähtö on kvadratuurinen ja signaali-tasolla painotettu digitaalinen näyte.

15 Kukin kytkimen lähtö 746a-746i viedään yhteen summausvälineen 745 K:stä summaimesta 906-910. Kukin sum-raain summaa eri kanavayksiköltä lähtöisin olevat annetulle antennikeilalle tarkoitetut datasignaalit digitaalisesti keskenään. Tarvittava bittimäärä lähtevää näytettä kohden 20 saadaan kaavasta 2*(log(n) + m), missä n on summainten sisäänmenojen (kanavayksiköiden) lukumäärä, log kaksikantainen logaritmi ja m on näytteiden bittilukumäärä.

TX-kytkimien ulostulot 756a-756c viedään kukin vastaavalle muunninvälineelle 758-762 ja edelleen antenneille 25 analogisen vaiheistusmatriisin kautta, kuten aiemmin on kuvattu.

Etsijäyksikkö 802 ohjaa valitsee lähetyksessä käytettävät antennikeilat mittaamansa informaation perusteella .

30 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten ·' oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

35 Antennikeilojen suuntausta voidaan esimerkiksi käyt- 37 105515 tää sekä vertikaalisessa että horisontaalisessa suunnassa, jolloin yllä kuvattu (α,τ)-avaruus voidaan käsittää (α,β,τ)- avaruutena, jossa a käsittää vertikaalisen kulman, β horisontaalisen kulman ja τ viiveen.

5 Eräs mahdollisuus on myös hyödyntää koherentteja, epäkoherentteja tai differentiaalisesti koherentteja modulaatio- ja demodulaatiomenetelmiä kanavaelementeissä. Esimerkiksi koherentin demoduloinnin mahdollistamiseksi liikkuvassa asemassa tukiasema voi sisällyttää ylimääräisen 10 hajotuskoodatun signaalin ilman datamodulointia jokaiseen antennikeilaan vaihereferenssiksi. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää tunnettuja referenssisymboleita samaan tarkoitukseen.

Eräs keksinnön toteutusvaihtoehto on myös keskittää 15 kanavaelementtien digitaalisia vaiheistusvälineitä 618-634 yhteiseen vaiheistusvälinelohkoon, joka palvelee kaikkia kanavaelementtejä.

Claims (15)

38 105515

1. Menetelmä kanavanvaihdon luotettavuuden parantamiseksi solukkoradiojärjestelmässä, joka järjestelmä kä- 5 sittää kussakin solussa ainakin yhden tukiaseman (100), joka on yhteydessä kuuluvuusalueellaan oleviin tilaajapää-telaitteisiin (102), jotka tukiasemat (100) mittaavat kunkin päätelaitteen (102) etäisyyden ja niiltä vastaanotetun signaalin 10 suuntakulman tukiasemaan nähden, ja jotka tukiasemat laskevat kunkin päätelaitteen sijainnin tukiaseman kuuluvuusalueella päätelaitteen suuntakulman ja etäisyyden perusteella, ja jotka päätelaitteet mittaavat kanavanvaihtotar-15 peen selvittämiseksi signaalivoimakkuutta niiltä tukiasemilta, jotka ovat päätelaitteen ylläpitämässä sitä lähellä olevien tukiasemien luettelossa, tunnettu siitä, että kunkin päätelaitteen (102) ylläpitämää lähellä ole-20 vien tukiasemien luetteloa päivitetään kunkin päätelaitteen lasketun sijainnin perusteella.

2. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tukiasemat (100) lähettävät ja vastaanottavat päätelaitteiden (102) signaalit useasta ele- 25 mentistä koostuvan antenniryhmän (500, 700-704, 772-776) avulla vaiheistaen vastaanotettavaa ja lähetettävää signaalia siten, että antenniryhmästä saatava vahvistus on suurimmillaan halutuissa suunnissa.

3. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av att basstationerna (100) avlänkar vinkein för an-tennlobernas största förstärkning i omgivningen för termi-nalanordningens (102) förmodade riktningsvinkel och att 35 terminalanordningens rörelseriktning beräknas med hjälp av den av basstationen använda avlänkningen av antennloberna 43 105515 och att i uppdateringen av det av respektive termina-lanordning upprätthällna registret för närbelägna bassta-tioner beaktas terminalanordningens rörelseriktning.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n -30 n e t t u siitä, että tukiasemat (100) poikkeuttavat an- tennikeilojen suurimman vahvistuksen kulmaa päätelaitteen (102) oletetun suuntakulman ympäristössä, ja että päätelaitteen liikesuunta lasketaan tukiaseman käyttämän anten-nikeilojen poikkeutuksen avulla, ja että kunkin päätelait-35 teen ylläpitämän lähellä olevien tukiasemien luettelon i 39 105515 päivityksessä otetaan huomioon päätelaitteen liikesuunta.

4. Förfarande enligt patentkrav 1, känneteck-5 nat av att i det av respektive terminalanordning (102) upprätthällna registret för närbelägna basstationer halls vid var och en tidpunkt endast de basstationer, till vilkas omräde terminalanordningen uppskattas kunna förflyttas pä basis av sin position. 10 5. Förfarande enligt patentkrav 3, känneteck- nat av att terminalanordningens (102) rörelseriktning be-räknas pä basis av den frän terminalanordningen mottagna signalens riktningsvinkel och ändringar i signalens för-dröjning. 15 6. Förfarande enligt patentkrav 5, känneteck- nat av att terminalanordningens (102) kommande position estimeras pä basis av den frän terminalanordningen mottagna signalens riktningsvinkel och ändringar i signalens fördröjning. 20 7. Förfarande enligt patentkrav 1, känneteck- nat av att basstationerna (100) sänder information om re spektive terminalanordnings position pä sitt omräde till ett basstationsstyrdon (188), som via basstationerna (100) uppdaterar den av terminalanordningarna upprätthällna bas-: 25 stationslistan.

4. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin päätelaitteen (102) ylläpitämässä lähellä olevien tukiasemien luettelossa pidetään 5 kunakin ajan hetkenä vain niitä tukiasemia, joiden alueille päätelaitteen arvioidaan pystyvän sijaintinsa perusteella siirtymään.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päätelaitteen (102) liikesuunta 10 lasketaan päätelaitteelta vastaanotetun signaalin suuntakulman ja signaalin viiveen muutosten perusteella.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päätelaitteen (102) tulevaa sijaintia estimoidaan päätelaitteelta vastaanotetun signaalin 15 suuntakulman ja signaalin viiveen muutosten perusteella.

7. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tukiasemat (100) lähettävät tiedon kunkin alueellaan olevan päätelaitteen sijainnista tukiasemaohjaimelle (188), joka päivittää päätelaitteiden yl- 20 läpitämää tukiasemalistaa tukiasemien (100) kautta.

8. Förfarande enligt patentkrav 1, känneteck-nat av att pä basis av terminalanordningens (100) position stalls de basstationer, som finns i det av respektive terminalanordning upprätthällna registret för närbelägna 30 basstationer, i prioritetsordning i enlighet med till vil-ken basstations omräde terminalanordningen sannolikt förflyttas .

8. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päätelaitteen (100) sijainnin perusteella kunkin päätelaitteen ylläpitämässä lähellä olevien tukiasemien luettelossa olevat tukiasemat asetetaan 25 prioriteettijärjestykseen sen mukaisesti, minkä tukiaseman alueelle päätelaite todennäköisesti siirtyy.

9. Förfarande enligt patentkrav 1, känneteck-nat av att i cellulärradiosystemet är basstationernas 35 celler indelade i sektorer och att respektive terminalanordning mater signalstyrkan ur de sektorer som är upp- 44 105515 räknade i det av terminalanordningen upprätthällna regist-ret.

9. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että solukkoradiojärjestelmässä tukiasemien solut on sektoroitu, ja että kukin päätelaite mit- 30 taa signaalinvoimakkuutta niistä sektoreista, jotka on lueteltu päätelaitteen ylläpitämässä luettelossa.

10. Förfarande enligt patentkrav 1, känneteck-n a t av att cellulärradiosystemet omfattar pä varandra be- 5 lägna mikroceller (251 - 253) och paraplyceller (255), vilka paraplyceller är förverkligade med hjälp av fasade antenngrupper och att det av terminalanordningen (102) upprätthällna registret för närbelägna basstationer i an-slutning tili paraplycellen omfattar mikrocellbasstatio-10 ner.

10. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että solukkoradiojärjestelmä käsittää päällekkäisiä mikrosoluja (251 - 253) ja sateenvar- 35 josoluja (255), jotka sateenvarjosolut on toteutettu vai- 40 105515 heistetuilla antenniryhmillä, ja että sateenvarjosoluun yhteydessä olevan päätelaitteen (102) ylläpitämä lähellä olevien tukiasemien luettelo käsittää mikrosolutukiasemia.

11. Cellulärradiosystem, som i varje cell omfattar ätminstone en basstation (100) som är i förbindelse med terminalanordningarna (102) pä sitt omräde, vilka basstationer omfattar 15 medel (612, 802) att mätä respektive termina- lanordnings riktningsvinkel och avständ i förhällande tili basstationen, medel (612, 802) att beräkna respektive termina-lanordnings position pä basstationens hörbarhetsomräde pä 20 basis av terminalanordningens riktningsvinkel och avständ, och vilka terminalanordningar omfattar medel (257) att upprätthälla ett register over basstationer i dess närhet och medel (253) att, för att klargöra behovet av ka-; 25 nalbyte, mätä signalstyrkan ur de basstationer, som finns i det av terminalanordningen upprätthällna registret, kännetecknat av att systemets terminalanordningar omfattar medel (257) att pä basis av respektive termina-lanordnings position uppdatera det av respektive termina-30 lanordning upprätthällna registret over närbelägna basstationer.

11. Solukkoradiojärjestelmä, joka käsittää kussakin 5 solussa ainakin yhden tukiaseman (100), joka on yhteydessä alueellaan oleviin päätelaitteisiin (102), jotka tukiasemat käsittävät välineet (612, 802) mitata kunkin päätelaitteen suuntakulma ja etäisyys tukiasemaan nähden, 10 välineet (612, 802) laskea kunkin päätelaitteen si jainti tukiaseman kuuluvuusalueella päätelaitteen suuntakulman ja etäisyyden perusteella, ja jotka päätelaitteet käsittävät välineet (257) ylläpitää sitä lähellä olevien tukiasemien luetteloa, ja 15 välineet (253) mitata kanavanvaihtotarpeen selvittä miseksi signaalivoimakkuutta niiltä tukiasemilta, jotka ovat päätelaitteen ylläpitämässä luettelossa, tunnettu siitä, että järjestelmän päätelaitteet käsittävät välineet (257) päivittää kunkin päätelaitteen ylläpi-20 tämää lähellä olevien tukiasemien luetteloa kunkin päätelaitteen sijainnin perusteella.

12. Cellulärradiosystem enligt patentkrav 11, kännetecknat av att basstationerna omfattar medel (612) att beräkna terminalanordningens rörelseriktning ge- 35 nom att mätä och beräkna medelvärdet för den frän terminalanordningen mottagna signalens styrka i olika vinklar av • i 45 105515 antennloben pä bada sidor av terminalanordningens förmoda-de riktningsvinkel.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen solukkoradiojärjestelmä, tunnettu siitä, että tukiasemat käsittävät välineet (612) laskea päätelaitteen liikesuunta mit- : 25 taamalla ja keskiarvoistamalla päätelaitteelta vastaanote tun signaalin voimakkuus eri antennikeilan kulmilla päätelaitteen oletetun suuntakulman molemmilta puolilta.

13. Cellulärradiosystem enligt patentkrav 11, kännetecknat av att basstationerna omfattar medel 5 (612) att sända information ora varje terminalanordnings position och rörelseriktning pk sitt omräde tili ett bas-stationsstyrdon (BSC) och medel (606) att sända respektive terminalanordnings uppdaterade basstationslista tili mot-svarande basstation pä basis av en order fran basstations-10 styrdonet.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen solukkoradiojärjestelmä, tunnettu siitä, että tukiasemat käsittä- 30 vät välineet (612) lähettää tieto kunkin alueellaan olevan päätelaitteen sijainnista ja liikesuunnasta tukiasemaohjaimelle (BSC), ja välineet (606) lähettää kunkin päätelaitteen päivitetty tukiasemalista vastaavalle päätelaitteelle tukiasemaohjaimelta tulevan käskyn perusteella.

14. Cellulärradiosystem enligt patentkrav 11, kännetecknat av ätt systemet omfattar basstationer (167), vilkas hörbarhetsomrade är indelat i flera sektorer (158, 160, 162), och att terminalanordningarna (102) upp- 15 rätthäller en lista över sektorerna, vilkas effekt de mä-ter.

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen solukkoradiojär- i 41 105515 jestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää tukiasemia (167), joiden kuuluvuusalue on jaettu useaan sektoriin (158, 160, 162) , ja että päätelaitteet (102) ylläpitävät listaa sektoreista, joiden tehoa ne mittaavat.

15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen solukkoradiojär- jestelmä, tunnettu siitä, että solukkoradiojärjestelmä käsittää päällekkäisiä mikrosoluja (251 - 253) ja sateenvarjosoluja (255), jotka sateenvarjosolut on toteutettu vaiheistetuilla antenniryhmillä, ja että sateen-10 varjosoluun yhteydessä olevan päätelaitteen (102) ylläpitämä lähellä olevien tukiasemien luettelo käsittää mik-rosolutukiasemia. 105515 42 Ϊ. Förfarande för förbättring av säkerheten vid kanalbyte i ett cellulärradiosystem, vilket system i varje 5 cell omfattar ätminstone en basstation (100) som är i för-bindelse med abonnentterminalanordningar (102) inom sitt hörbarhetsomräde, vilka basstationer (100) mäter respektive termina-lanordnings (102) avständ och en frän dem mottagen signals 10 riktningsvinkel i förhällande tili basstationen, och vilka basstationer beräknar respektive terminalanordnings position pä basstationens hörbarhetsomräde pä basis av terminalanord-ningens riktningsvinkel och avständ 15 och vilka terminalanordningar för att klargöra be- hovet av kanalbyte mäter signalstyrkan ur de basstationer, som finns i det av terminalanordningen upprätthällna re-gistret för närbelägna basstationer, kännetecknat av att 20 det av respektive terminalanordning (102) upprätt hällna registret för närbelägna basstationer uppdateras pä basis av den beräknade positionen för respektive terminalanordning . , . 2. Förfarande enligt patentkrav 1, känneteck- 25 nat av att basstationerna (100) sänder och mottar termi-nalanordningarnas (102) signaler med hjälp av en av flera element bestäende antenngrupp (500, 700-704, 772-776), varvid signalen som mottas och sänds fasas sä att för-stärkningen som erhälls frän antenngruppen är som störst i ·. 30 önskade riktningar.

15. Cellulärradiosystem enligt patentkrav 11, kännetecknat av att cellulärradiosystemet omfattar pä varandra belägna mikroceller (251 - 253) och paraplyceller 20 (255), vilka paraplyceller är förverkligade med hjälp av fasade antenngrupper, och att det av terminalanordningen (102) upprätthällna registret för närbelägna basstationer i anslutning tili paraplycellen omfattar mikrocellbassta-tioner. ; 25 30