SE519211C2 - Förfaranden för att initiera omkonfiguration av en cell avseende antalet signaleringskanaler i förhållande till antalet trafikkanaler - Google Patents

Description

15 20 25 519 211 2 Antalet signaleringskanaler överdimensioneras ofta för att undvika spänning. Det finns sätt att avhjälpa korta perioder av sådan spänning genom att använda en tra- fikkanal såsom en signaleringskanal. Detta medför dock användandet av en hel tid- lucka i stället för endast en del av en tidlucka.

Vissa celler bär mer signaleringstrafik än andra. Celler vid gränsen av ett posi- tionsområde (Location Area - LA) behöver flera sådana kanaler än andra celler.

Detta orsakas av att när en mobil terminal passerar en LA-gräns beordras den att in- formera nätet om sin nya position. Detta görs med hjälp av en signaleringskanal och orsakar därför hög belastning på dessa kanaler. Celler med mycket SMS-trafik be- höver också flera signaleringskanaler än andra celler. Hänsyn måste tas till dessa faktorer när antalet signaleringskanaler dimensioneras.

När spänning inträffar på signaleringskanaler kan nya samtal som behöver signale- ringskanaler för att kunna kopplas upp, använda en trafikkanal, dvs. en hel tidlucka.

Spärrning av signaleiingskanaler är därför mycket oönskad. Detta gör att en opera- tör måste överdimensionera antalet signaleringskanaler. Eftersom en cell alltid till- delas ett fast antal kanaler (trafik + signalering) medför detta färre kanaler som kan användas som trafikkanaler för överföring av nyttolast. Detta påverkar operatörens intäkter allvarligt.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att konfigurera om en cell i ett cellulärt mobilradiosystem automatiskt och dynamiskt med nya eller färre signaleringskana- ler vid behov.

Ett annat syfte med uppfinningen är att utföra en automatisk omkonfiguration för en kortare tid, för att hantera de snabba variationema i signaleringstrafiken. 10 15 20 25 519 211 3 Dessa och andra syften uppfylls enligt den föreliggande uppfinningen på det sätt som framgår av de bifogade kraven.

En fördel med uppfinningen jämfört med omkonfigurationer enligt den kända tekni- ken, är att omkonfiguration antingen från en trafikkanal till en signaleringskanal el- ler omvänt görs endast i situationer där signaleringskanaler behövs eller inte behövs och att onödig omkonfiguration av en cell därför kan undvikas.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Den föreliggande uppfinningen kommer att beskrivas i mer detalj med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: figur 1 visar ett förenklat diagram av ett antal celler i ett cellulärt mobilradiosystem; figur 2 visar en förstorad del av det i figur l visade diagrammet, med mobilstationer och basstationer; figur 3 är ett flödesdiagrarn av en utföringsfonn av den föreliggande uppfmningen enligt öka-villkoret; figur 4 är ett flödesdiagrain av en annan utföringsform av den föreliggande uppfin- ningen enligt minska-villkoret; figur 5 är ett flödesdiagram av en ytterligare utföringsfonn av den föreliggande upp- finningen enligt minska-villkoret; Detaljerad beskrivning av utfóringsformer Figur 1 visar allmänt celler i ett cellulärt mobilradiosystem enligt känd teknik. Varje cell har ett bestämt antal eller en grupp radiokanaler innefattande trafikkanalema n n n n n a n u s Q . a ø o vv 10 15 20 25 30 519 211 4 och de dedicerade styrkanalema. En eller flera celler kan sarnrnanställas så att de ut- gör ett så kallat positionsområde (location area - LA).

När en mobil abonnent kommer in i ett sådant positionsområde måste han registrera sig. Detta sker med användning av en dedicerad styrkanal, t.ex. i GSM-systemet den så kallade stand-alone dedicerade styrkanalen (Stand-alone Dedicated Control Channel - SDCCH). Uppfinningen är emellertid inte begränsad till SDCCH men kan användas när en dedicerad styrkanal skall bildas från en trafikkanal och omvandlas tillbaks till en trafikkanal.

Figur 2 visar i mer detalj cellerna i figur 1 och även basstationerna B 1-B4 som be- tjänar de fyra cellema Cl, C2, C3 och C4. Cellema Cl och C3 befinner sig utmed gränsen av det i figur 1 visade positionsområdet LA.

En mobil terminal M1 befinner sig utanför positionsornrådet LA men förflyttar sig i riktning mot cellen Cl och måste därför registrera sig när den kommer in i det nya positionsområdet. För detta ändamål måste en dedicerad styrkanal finnas tillgänglig.

En annan mobil terminal M2 är registrerad i positionsområdet LA och förflyttar sig i cellen C4, men inte i närheten av gränsen av positionsornrådet LA.

I ett GSM-system används den stand-alone dedicerade styrkanalen SDCCH av den mobila terrninalen när den skickar eller mottar ett Short Message Service- (SMS-) meddelande. En samtalsuppkoppling som syftar till att koppla upp en vanligt tal- eller dataförbindelse använder i de flesta fall också en dedicerad styrkanal som sig- naleringskanal för en kort tid.

Om ett större antal mobila terminaler rör sig mot gränsen av positionsområdet LA är det viktigt att ett tillräckligt antal av sådana styrkanaler kan finnas tillgängliga i gränscellerna, i figur 2 cellema Cl och C3. n ø Q c o a e u u n u - nu 10 15 20 25 519 211 5 Operatörer behöver konfigurera varje cell med det antal signaleringskanaler som kan förväntas användas. Detta görs vanligtvis utgående från erfarenhet om trafiksi- tuationen och beteendet i cellen. Genom den föreliggande uppfinningen blir det inte kritiskt att dimensionera cellen med detta antal signaleringskanaler.

Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas i första hand med hänvisning till GSM-system. Såsom ovan nänmts, används i sådana system SDCCH-kanalen som dedicerad styrkanal. En tidlucka kan innehålla 8 (eller 4) SDCCH-subkanaler och kallas därför en SDCCH/8 dedicerad styrkanal, som således innehåller 8 subkanaler.

En subkanal (motsvarande en signaleringskanal) kallas här en SDCCH-subkanal.

Förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen fungerar endast för tidluckor som innehåller en SDCCH/8.

Uppfinningsidén innehåller två delar.

En del kallas öka-villkoret och innebär konfigurationen av en trafikkanal till en sig- naleringskanal genom att dynarniskt öka antalet signaleringskanaler. I detta exempel är signaleringskanalen en SDCCH/8.

Den andra delen kallas minska-villkoret och innebär omkonfigurationen av en SDCCH/8 tillbaks till en trafikkanal.

Utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen.

Figur 3 är ett flödesdiagram av öka-villkoret. Det består av en slinga med i huvud- sak tre villkor såsom visat i blocken 1, 2 och 3. 10 20 25 519 211 6 I det följande kallas en dedicerad styrkanal för en SDCCH-subkanal. En trafikkanal TCH vilken upptar en hel tidlucka kan därmed konfigureras till 8 st. SDCCH- subkanaler.

I ett första skede, block l i figur 3, undersöks huruvida antalet lediga (dvs. som inte utnyttjas för tillfället) SDCCH-subkanaler är lika med eller lägre än en pararneter SLEVEL. Denna parameter definierar antalet kvarvarande lediga subkanaler när ett försök görs att konfigurera om en trafikkanal till en SDCCH-subkanal i en cell. Som ett exempel kan denna nivå sättas mellan O och 2.

Parametern SLEVEL kan också ha värdet CONG. Detta betyder att detta delvillkor är uppfyllt varje gång en förbindelse misslyckas med att allokera en SDCCH- subkanal på grund av spänning. Förbindelsen kan i stället allokera en TCH för sig- nalering om funktionen ”Omedelbar tilldelning på TCH” (”Immediate assignment on TCH”) är aktiverad (se nedan).

Om svaret är ”Nej” görs ingenting och processen går tillbaks till ”Start” efter en viss tid som bestäms av klockan i systemet.

Om svaret är ”J a”, vilket betyder att antalet SDCCH-subkanaler är mindre än eller lika med parametern SLEVEL, görs en undersökning av trafikkanalerna enligt block 2. Antalet lediga trafikkanaler måste vara större än ett visst tröskelvärde TLEVEL, t.ex. 4. TLEVEL och SLEVEL kan sättas godtyckligt av operatören men kan inte sättas till mer än antalet trafikkanaler.

Om något villkor i blocket 2 är uppfyllt, ”Ja”, görs en tredje undersökning enligt blocket 3. Det undersöks då om antalet redan definierade kanaler SDCCH/8 är mindre än det maximala antalet kanaler SDCCH/8 som tillåts konñgureras i cellen. 10 15 20 25 30 519 211 7 Om villkoret avseende det tillåtna antalet kanaler SDCCI-I/8 i cellen är uppfyllt, full- följs slingan, block 4 och en omkonfiguration av en trafikkanal TCH till en signale- ringskanal SDCCH/8 startas.

Med dessa tre villkor, vilka alla måste vara uppfyllda, kan spänning reduceras.

Det är inte nödvändigt att utföra de olika delvillkoren enligt block 1, 2 och 3 i exakt den ordningsföljd som anges i figur 3.

Efter att någon omkonfiguration har utförts (SDCCI-I/8 lagts till eller tagits bort) vilken leder till en konfiguration bestående av flera sådana styrkanaler än den ur- sprungliga SDCCH-konfigurationen i cellen, startas en övervakningsprocedur. Syf- tet är att avgöra huruvida den tillagda SDCCI-I/8 används eller om den skall konfi- gureras tillbaks till en trafikkanal TCH igen. På detta sätt försöker metoden enligt uppfinningen aktivt att konfigurera tillbaks till den ursprungliga SDCCH- konfigurationen. Vilken tid det tar att nå den ursprungliga konfigurationen beror på antalet SDCCH/8 som tidigare lagts till av tjänsten, värdet på parametern STIME och SDCCH-trafiknivån. Parametern STIME definierar minimitiden som går innan en omkonfiguration av en SDCCH/S till en TCH startas. i.

Kriteriet att ta bort en SDCCH/S har form av en så kallad ”leaky bucket”-algoritm, såsom framgår av figurerna 4 och 5.

Figur 4 är ett flödesdiagrain av niinska-villkoret i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Först undersöks, i block 1, huruvida antalet SDCCH/S-kanaler är större än den ur- sprungliga konfigurationen. Om svaret är ”Nej” har ingen verklig ökning av signale- ringskanalema skett. n n v 0 « ø u u o v | . ø u ø nu 10 15 20 25 519 211 8 Om svaret är ”Ja” startas en räknare med ett värde lika med värdet av parametem STIME. Därefter görs en kontroll, t.ex. var tredje sekund, för att se hur många ledi- ga SDCCH-subkanaler som finns kvar i cellen. Räknaren räknas sedan ned enligt blocken 3, 4 i figur 4 eller räknas både ned och upp enligt stegen, block 3, 4 respek- tive 8, 9 enligt figur 5.

Enligt figur 4 räknas räknaren ned med t.ex. 3 steg om det totala antalet SDCCH- subkanaler i cellen är högre än 8+SLEVEL (”J a” i block 3) vilket innebär att SDCCH-trafikbelastriingen är lägre än nivån som initierade den senaste omkonfigu- rationen och att en SDCCH/8 kan tas bort. Värdet 3 i detta fall kommer av att kon- trollen endast görs var tredje sekund, såsom nämnts ovan. Parametern STIME anges alltså i sekunder. De lediga SDCCH-subkanalema behöver inte finnas i samma tid- lucka för att detta villkor skall vara uppfyllt.

Om det totala antalet lediga SDCCH-subkanaler i cellen är lägre än 8+SLEVEL (”Nej” i blocket 3 i figur 4), vilket innebär att SDCCH-trafikbelastningen är högre än den nivå som initierade den senaste omkonfigurationen, görs en fördröjning på t.ex. 3 sekunder innan undersökningen enligt block 3 görs igen. Fördröjningen enligt block 7när inte nödvändig, den beror på lasten i processorema i basstationsstyrorga- net.

Räknaren ökas aldrig så att den blir högre än sitt ursprungsvärde, dvs. STIME.

När räknaren når noll (block 5, ”J a”) startas en omkonfiguration av en SDCCH/8 till en trafikkanal TCH.

I det i figur 5 visade flödesdiagrammet har ett ytterligare villkor lagts till, block 8 och 9. : u | | o s n | c o c :o 10 15 20 25 519 211 9 Om det totala antalet lediga SDCCH-subkanaler i cellen är mindre än 8+SLEVEL (”J a” i block 8 i figur 5), vilket innebär att SDCCH-trafikbelastningen är högre än nivån som orsakade den senaste omkonfigurationen, räknas räknaren i stället upp med 12 (block 9). Räknaren ökas dock aldrig så mycket att den blir högre än sitt ur- sprungsvärde, dvs. STIME.

Om det totala antalet lediga SDCCH-subkanaler i cellen är exakt 8+SLEVEL (”Nej” i block 8) ändras inte räknaren överhuvudtaget.

När räknaren når noll (block 5, ”J a”) startas en omkonfiguration av en SDCCH/8 till en trañkkanal TCH på samma sätt som i utföringsformen i figur 4. Här behövs inte heller fördröjningen på 3 sekunder (block 7), utan kan ha ett annat värde eller värdet noll.

Genom öka- och minska-villkoren kan de ovan nänmda problemen avseende det optimala antalet signaleringskanaler/trafikkanaler undvikas. Med detta menas att problemen avseende spänning och överdimensionering av signaleringskanalema åtminstone kan reduceras. Samma kriterium måste uppfyllas för varje kanal SDCCH/S som skall läggas till i cellen. Kanalerna SDCCH/8 läggs till en i taget upp till maximiantalet av SDCCH/S-kanaleri cellen (se block 3).

Omkonfiguration av kanaler.

När en tidlucka vilken för tillfället används för en trafikkanal TCH konfigureras om så att den används för en SDCCH/8 görs detta utan att störa den pågående trafiken.

Detta betyder att eventuell TCH-trafik på den tidlucka som valts ut att överföra SDCCH/8-subkanalen överlämnas till en ledig TCH på en arman tidlucka. På sam- ma sätt görs en omkonfiguration av en SDCCI-I/8 till en trafikkanal TCH också utan att störa pågående trafik. Eventuell SDCCH-trafik på en tidlucka som skall konfigu- 10 15 519 211 10 reras om för att överföra en TCH överlämnas därför till lediga SDCCH-subkanaler på samma eller andra tidluckor.

Omedelbar tilldelning på trafikkanal TCH .

Under en omkonfiguration, när en SDCCH/S läggs till i en cell, är det möjligt att ytterligare begäran om SDCCH-subkanaler mottas. Några av dessa förbindelser kan då uppleva spärrning. För att avhjälpa problemet med spänning på SDCCH i dessa fall kan en TCH användas för en signaleringskanal (omedelbar tilldelning på TCH- funktionen, engelska: ”Immediate assignment on TCH feature”) Detta innebär att förbindelser som upplever spärrning på SDCCH kan använda en ledig TCH för uppkopplingssignaleringen innan tillägget av en annan SDCCH/S har lyckats i cel- len.

Omedelbar tilldelning på TCH-funktionen kan också vara användbar i händelse av spärming på SDCCH när inga nya SDCCH/8 får konfigureras (Lex. om maximian- talet av SDCCH/8 redan har konflgurerats i cellen eller det finns för få lediga TCH- kanaler).

Claims (6)

10 15 20 25 30 519 211 11 u n n n ~ n o o ø . n I n nn Patentkrav

1. Förfarande för att initiera omkonfiguration av en cell i ett cellulärt mobilradio- system vari varje cell innefattar ett tillåtet och ursprungligt antal dedicerade styr- kanaler (SDCCH), vilka används för signalering och ett antal trafikkanaler (TCH) och där en trañkkanal kan omvandlas till en signaleringskanal (SDCCH/8) inne- fattande ett antal av nämnda styrkanaler SDCCH, vilket förfarande innefattar följande steg: a) det undersöks (l; fig. 3) huruvida antalet lediga dedicerade styrkanaler (SDCCH) är lägre än en bestämd första nivå (SLEVEL) i en cell, och om så är fallet, b) undersöks (2) huruvida antalet lediga trafikkanaler (TCH) är större än en bestämd andra nivå (TLEVEL), och om så är fallet, c) undersöks (3) huruvida antalet lediga signaleringskanaler (SDCCH/S) är lägre än ett tillåtet antal av sådana kanaler (SDCCH/8) och om så är fallet, d) omkonfigureras en trafikkanal till en signaleringskanal (SDCCH/S).

2. Förfarande enligt krav 1, vari nämnda nivå (TLEVEL) i steg b) är ett godtyckligt tal lägre än antalet trafikkanaler (TCH) i cellen.

3. Förfarande enligt krav 2, vari nämnda nivå (TLEVEL) i steg b) anger antalet sändare/mottagare i nämnda cell.

4. Förfarande för att initiera omkonfiguration av en cell i ett cellulärt mobilradio- system vari varje cell innefattar ett tillåtet antal dedicerade styrkanaler (SDCCH) vilka används för signalering och ett antal trafikkanaler (TCH) och vari en signale- ringskanal (SDCCH/8) innehåller flera (8) av nänmda dedicerade styrkanaler (SDCCH) använda som subkanaler och kan omvandlas till en trafikkanal (TCH), innefattande följande steg: a) det undersöks (1, fig. 4) om antalet signaleringskanaler (SDCCH/8) i en cell är högre än ursprungskonfigurationen av sådana kanaler 10 15 20 519 211 12 b) antalet lediga subkanaler (SDCCH) i förhållande till en viss nivå (8+SLEVEL) undersöks (3, fig. 4), vilken nivå är större än nämnda antal lediga dedicerade styrkanaler (SDCCH); c) om antalet sådana subkanaler (SDCCH) är högre än den ursprungliga konfigure- ringen initieras en tidgivning (2, 4; fig. 4), vilken tidgivning minskas med ett visst antal steg om antalet lediga subkanaler överskrider nänmda nivå (8+SLEVEL), och om tidgivningen har nått ett visst värde (5, 6) konfigureras en signaleringskanal (SDCCH/8) tillbaks till en trafikkanal, medan om d) antalet sådana subkanaler (SDCCH) är lägre än nämnda nivå (8+SLEVEL), upp- repas steg c) efter en viss fördröjning.

5. Förfarande enligt krav 4, vidare innefattande steget att e) det undersöks huruvida antalet lediga subkanaler (SDCCH) är lägre än nämnda nivå (8+SLEVEL), och om svaret är ”Ja” räknas tidgivaren upp med ett bestämt g antal steg.

6. Förfarande enligt krav 4, vidare innefattande steget att e) det undersöks huruvida antalet lediga subkanaler (SDCCH) är lägre än värdet av nämnda tillåtna antal av sådana kanaler och om svaret är ”Nej”, vilket innebär att antalet är lika med närrmda tillåtna antal, utförs steg c).