FI97932C - Solukkoradioverkko, tilaajalaite solukkoradioverkkoa varten sekä menetelmä sijainnin päivityksen suorittamiseksi solukkoradioverkossa - Google Patents

Description

97932 Ί_

Solukkoradioverkko, tilaajalaite solukkoradioverkkoa varten sekä menetelmä sijainnin päivityksen suorittamiseksi solukkoradioverkossa 5 Keksintö liittyy solukkoradioverkkoon, jossa jokai nen solu lähettää yhtä tai useampaa sijaintialuetunnusta tai sellaisena käytettäväksi soveltuvaa tunnusta ja jossa on liikkuvia tilaajalaitteita, jotka kykenevät liikkumaan siten, että solukkoradioverkossa on tallennettuna tieto 10 liikkuvien tilaajalaitteiden sijainnista yhden tai useamman solun muodostaman sijaintialueen tarkkuudella. Keksintö liittyy myös tällaisessa solukkoradioverkossa käytettävään tilaajalaitteeseen sekä menetelmään tilaajalaitteen sijainninpäivityksen suorittamiseksi verkossa.

15 Solukkoradioverkossa tukiasemat lähettävät jatku vasti informaatiota itsestään ja ympäristöstään. Tällaiseen informaatioon voi liittyä esimerkiksi sijaintialue-tunnus, tukiasematunnus, tukiasematyyppi ja ns. naapuri -soluinformaatio. Ollessaan lukittuneena tietyn solun tu-20 kiasemaan liikkuva radioasema tarkkailee myös kyseisen tukiaseman lähettämän naapurisoluinformaation osoittamien tukiasemien lähetyksen laatua ja siirtyy jollekin näistä tukiasemista, jos nykyisen tukiaseman kuuluvuus heikkenee. Solukkoradioverkko tuntee liikkuvan radioaseman sijainnin 25 yleensä ns. sijaintialueen tarkkuudella, johon kuuluu sopiva määrä ennalta määriteltyjä soluja tukiasemineen. Tukiaseman lähettämä sijaintialueinformaatio kertoo liikkuvalle radioasemalle mihin sijaintialueeseen solu kuuluu. Liikkuvan radioaseman vaihtaessa solua saman sijaintialu-30 een sisällä sijainninpäivitystä solukkoradioverkkoon ei tarvita. Sen sijaan kun liikkuva radioasema uudelle tukiasemalle siirtyessään havaitsee sijaintialueen vaihtuvan, se käynnistää sijainninpäivityksen lähettämällä si-jainninpäivityspyynnön solukkoradioverkkoon. Tämän sijain-35 ninpäivityspyynnön seurauksena solukkoradioverkko tallen- '97932 2 taa tilaajarekistereinin liikkuvan radioaseman uuden si-jainnin.

Jos liikkuva radioasema tunnetaan vain sijaintialueen tarkkuudella, joudutaan liikkuvaa asemaa hakemaan tu-5 levän puhelun muodostamista varten kaikkien tähän sijaintialueeseen kuuluvien solujen kautta. Tämä aiheuttaa huomattavasti merkinantokuormitusta erityisesti radiotiellä, mutta myös radioverkossa keskuksen ja tukiasemien välillä. Tilaajahausta aiheutuva merkinannon määrä on siten suoraan 10 verrannollinen sijaintialueiden kokoon. Toisaalta sijaintialueen koon pienentäminen yllämainitun haitan välttämiseksi johtaa siihen, että liikkuva asema vaihtaa useammin sijaintialuetta, jolloin sijainninpäivitystiheys ja siihen liittyvä merkinanto kasvaa. Sijainninpäivityksen vähentä-15 miseksi on nykyisin pyrkimys suurempiin sijaintialueisiin.

Solukkoradioverkon yksittäisten käyttäjien liikku-miskäyttäytyminen voi vaihdella hyvin paljon. Toiset käyttäjät liikkuvat paljon yli tyypillisten sijaintialuerajo-jen, kun taas toiset käyttäjät oleskelevat pääsääntöisesti 20 hyvin pienellä osalla sijaintialuetta. Täten, sen sijaan, että käytettäisiin samoja sijaintialueita kaikille tilaajille, tilaajahaut olisi optimoitavissa ja sijainninpäivityksiin liittyvä merkinanto paremmin jaettavissa solukko-verkon eri osiin, jos sovellettaisiin eri kokoisia sijain-25 tialueita eri käyttäjille.

Keksinnön päämääränä on mahdollistaa erikokoisten sijaintialueiden joustava käyttö eri käyttäjille solukko-radioverkossa .

Tämä saavutetaan solukkoradioverkolla, jossa jokai-30 nen solu lähettää yhtä tai useampaa sijaintialuetunnusta tai sellaisena käytettäväksi soveltuvaa tunnusta ja jossa on liikkuvia tilaajalaitteita, jotka kykenevät liikkumaan siten, että solukkoradioverkossa on tallennettuna tieto liikkuvien tilaajalaitteiden sijainnista yhden tai useam-35 man solun muodostaman sijaintialueen tarkkuudella. Radio- 3 97932 verkolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että ainakin osassa solukkoradioverkkoa on vähintään kaksi hierar-kisesti järjestettyä loogista sijaintialuetasoa, joilla on keskenään erikokoiset sijaintialueet.

5 Keksinnön toinen piirre on tilaajalaite solukkora dioverkkoa varten, jossa solukkoradioverkossa jokainen solu lähettää yhtä tai useampaa sijaintialuetunnusta tai sellaisena käytettäväksi soveltuvaa tunnusta ja jossa on liikkuvia tilaajalaitteita, jotka kykenevät liikkumaan si-10 ten, että solukkoradioverkossa on tallennettuna tieto liikkuvien tilaajalaitteiden sijainnista yhden tai useamman solun muodostaman sijaintialueen tarkkuudella. Keksinnön mukaisesti tilaajalaitteelle on tunnusomaista, että se käsittää välineet sijaintialueinformaation vastaanottami-15 seksi solusta, joka sijaintialueinformaatio sisältää vähintään kahden hierarkisesti järjestetyn sijaintialuetason niiden sijaintialueiden sijaintialuetunnukset, joihin solu kuuluu; välineet sijaintialuetason valitsemiseksi; välineet sijainninpäivityksen suorittamiseksi, kun tilaajalai-20 te siirtyy sijaintialueelta toiselle valitulla sijain-tialuetasolla.

Keksinnön vielä eräs piirre on menetelmä sijainninpäivityksen suorittamiseksi solukkoradiojärjestelmässä, käsittäen vaiheet 25 säilytetään tietoa liikkuvan tilaajalaitteen si jainnista yhden tai useamman solun muodostaman sijaintialueen tarkkuudella, lähetetään jokaisessa solussa yhtä tai useampaa si-jaintialuetunnusta tai sellaisena käytettäväksi soveltuvaa 30 tunnusta, suoritetaan sijainninpäivitys päivittämällä mainittu tieto tilaajalaitteen sijainnista ainakin silloin kun tilaajalaite siirtyy soluun, jonka lähettämä sijaintialue-tunnus ei kuulu tilaajalaitteen nykyisen säilytetyn si-35 jaintitiedon määrittämään sijaintialueeseen. Menetelmälle 4 97932 on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että käytetään vähintään kahta hierarkisesti järjestettyä sijaintialuetasoa, joilla on keskenään erikokoiset sijaintialueet, ainakin osassa solukkoverkkoa, 5 lähetetään liikkuvalle tilaajalaitteelle kaikkien sijaintialuetasojen niiden sijaintialueiden tunnukset, joihin tilaajalaitteen nykyinen solu kuuluu, valitaan liikkuvalle tilaajalaitteelle sijainti-aluetaso , 10 suoritetaan liikkuvan aseman sijainninpäivitys, kun tilaajalaite siirtyy sijaintialueelta toiselle valitulla sijaintialuetasolla.

Keksinnön perusajatuksena on, että solukkoradioverkossa, tai ainakin osassa sitä, käytetään useita päällek-15 käisiä loogisia sijaintialuetasoja, jotka ovat hierarkisia sijaintialueiden kokoon nähden. Täten eri sijain-tialuetasoilla sijaintialuetiheys on erilainen, ts. toisilla sijaintialuetasoilla käytetään suuria sijaintialueita, kun taas vastaavasti toisilla sijaintialuetasoilla on 20 käytössä pienet sijaintialueet. Käyttäjät/päätelaitteet voidaan allokoida joko melko kiinteästi tietyille sijain-tialuetasoille tai päätelaite voi dynaamisesti valita kunakin hetkenä järkevän sijaintialuetason. Tilaajan haku voidaan kohdistaa järkevän kokoiselle alueelle tulevan 25 puhelun tapauksessa, koska päätelaitteen sijainti on päivitetty mahdollisimman tarkalle liikkuvalle asemalle sovellettavissa olevalle sijaintialuetasolle. Esimerkiksi paikallaan olevat tai vähän liikkuvat tilaaja-asemat voivat käyttää tiheitä sijaintialuekerroksia (pienet sijain-30 tialueet) ja nopeasti liikkuvat tilaaja-asemat väljempiä sijaintialuetasoja (suuret sijaintialueet). Koska keksinnössä voidaan soveltaa erikokoisia sijaintialueita eri käyttäjille/tilaaja-asemille ja eri sijaintialuetasojen sijaintialuerajat jakautuvat eri tavoin, samanaikaisesti 35 suoritettavien sijainninpäivitysten aiheuttaman signaloin- li 5 97932 nin määrää solukkoradioverkossa voidaan tasoittaa, koska sijainninpäivityksiä ei tehdä kaikille tilaaja-asemille samojen tukiasemien alueella. Tämä on merkittävä ominaisuus, kun keksintöä verrataan sijainninpäivitykseen nykyi-5 sissä solukkoverkoissa, joissa koko verkko on jaettu samalla tasolla oleviin sijaintialueisiin. Tällöin sijainninpäivitys suoritetaan kaikille verkon käyttäjille samoissa sijaintialueiden rajakohdissa, mikä aiheuttaa huomattavaa merkinantokuormitusta. Joissakin tapauksissa 10 saattaa olla edullista soveltaa keksinnön mukaisia useita sijaintialuetasoja vain osassa verkkoa, esim. vilkkailla alueilla, joissa on paljon signalointia, ja soveltaa muualla verkossa normaaliin tapaan yhtä sijaintialuetasoa.

Keksintöä selitetään suoritusesimerkkien avulla 15 viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 havainnollista erästä keksinnön mukaista solukkoradioverkkoa, ja kuvio 2 on erään keksinnön mukaisen tilaajalaitteen periaatteellinen lohkokaavio.

20 Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa minkä ta hansa solukkoradiojärjestelmän yhteydessä, kuten esimerkiksi digitaalinen GSM-matkapuhelinjärjestelmä, NMT (Nordic Mobile Telephone), DCS1800, PCN (Personal Communication Network), UMC (Universal Mobile Communication), UMTS 25 (Universal Mobile Telecommunication System), FPLMTS (Futu re Public Land Mobile Telecommunication System), jne.

Kuten on hyvin tunnettua, solukkoradioverkoissa verkon kattama maantieteellinen alue on jaettu pienempiin erillisiin radioalueisiin eli soluihin siten, että solussa 30 C ollessaan liikkuva radioasema MS kommunikoi verkon kanssa soluun sijoitetun kiinteän radioaseman eli tukiaseman BS kautta, kuten kuviossa 1 on havainnollistettu. Järjestelmään kuuluvat liikkuvat radioasemat MS voivat vapaasti liikkua järjestelmän alueella solusta toiseen. Solukkora-35 dioverkon tulee kuitenkin tuntea liikkuvan radioaseman MS

6 97932 sijainti voidakseen reitittää tulevat puhelut MS:lie tai muusta syystä hakea tätä. Tyypillisesti solukkoradioverkko tuntee MS:n sijainnin yhden tai useamman solun muodostaman alueen tarkkuudella, jota kutsutaan yleisesti sijaintialu-5 eeksi.

Solukkoverkon tukiasemat lähettävät jatkuvasti informaatiota itsestään tai ympäristöstään, kuten sijainti-aluetunnus LAI (Location Area Identifier), tukiasematunnus BSI (Base Station Identifier), tukiasematyyppi BSTI (Base 10 Station Type Identifier), sekä ns. naapurisoluinformaatio- ta. Soluun lukittunut MS tietää kyseisen tukiaseman BS lähettämän naapurisoluinformaation perusteella ne naapu-risolut, joiden tukiasemien lähetystä MS:n tulisi tarkkailla. Nykyisen tukiaseman BS kuuluvuuden heikentyessä MS 15 lukittuu parhaalle näistä tarkkailluista naapuritu- kiasemista. Tukiaseman sijaintialuetunnuksen perusteella MS tietää mihin sijaintialueeseen tukiasema BS kuuluu. Jos MS havaitsee sijaintialuetunnuksen LAI tukiasemaa BS vaihdettaessa muuttuvan, ts. sijaintialueen vaihtumisen, MS 20 käynnistää sijainninpäivityksen lähettämällä sijainnin- päivityspyynnön solukkoradioverkkoon. Jos sijaintialue ei tukiaseman vaihdon yhteydessä vaihdu, MS ei suorita sijainninpäivitystä .

Sijainninpäivitys aiheuttaa kyseisen tilaajan ti-25 laajatietojen päivittämisen solukkoverkon tilaajarekiste- rissä/rekistereissä. Esimerkiksi GSM-järjestelmässä solukkoradioverkkoon sisältyy ainakin kotirekisteri HLR, vieraili jarekistereitä VLR, matkapuhelinkeskuksia MSC ja tukiasemaohjaimia BSC, jotka on kytketty verkon tukiasemiin 30 BS, kuten kuviossa 1 on havainnollistettu. Tilaajan sijaintialuetietoja säilytetään vierailijarekisterissä VLR, joita on tyypillisesti yksi kutakin matkapuhelinkeskusta MSC kohden, kun taas HLR tietää minkä VLR:n alueella tilaaja on. GSM-järjestelmän rakennetta ja toimintaa on ku-35 vattu tarkemmin GSM-spesifikaatioissa sekä kirjassa "The 7 97932 GSM System for Mobile Communications", M. Mouly & M-B. Pautet, Palaiseau, France, ISBN.-2-9507190-0-7.

Kuviossa 1 esimerkkinä esitetyssä solukkoradiojär-jestelmässä kullakin keskusalueella on oma vierailijare-5 kisteri VLR, joka on kytketty kyseisen keskusalueen matkapuhelinkeskukseen MSC. Kuviossa 1 on havainnollistettu kahta keskusaluetta, joista toisessa on matkapuhelinkeskus MSC1 ja vierailijarekisteri VLR1 ja joista toisessa on matkapuhelinkeskus MSC2 ja vierailijarekisteri VLR2. Kum-10 mankin keskuksen MSC alla on yksi tai useampia tukiasemaohjaimia BSC, joka ohjaa useita tukiasemia BS. Kuviossa l MSCl ohjaa tukiasemaohjainta BSC1, joka puolestaan ohjaa solujen Cl, C2, C3, C4, C5 ja C6 tukiasemia BS. Kukin tukiasema BS kommunikoi kaksisuuntaisen radioyhteyden avulla 15 vastaavassa solussa olevien liikkuvien asemien MS kanssa. Kuviossa 1 on selvyyden vuoksi esitetty vain yksi liikkuva asema MS, joka sijaitsee solussa C3.

Nykyisissä solukkoradioverkoissa koko verkko on jaettu samalla tasolla oleviin sijaintialueisiin LA, ts. 20 kukin solu on kiinteästi allokoitu vain yhteen sijaintialueeseen. Tästä seuraa monia sijainninpäivitykseen ja tilaajan hakuun liittyviä ongelmia, joita on kuvattu aikaisemmin selityksessä.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti solukkoradio-25 verkko on jaettu useaan päällekkäiseen sijaintialuetasoon, jotka on hierarkisia sijaintialueiden kokoon nähden. Kuviossa 1 on havainnollistettu kolme sijaintialuetasoa I, II ja III, mutta sijaintialuetasojen määrä voi vaihdella tarpeen mukaan. Kukin soluista Cl, C2, C3, C4, C5 ja C6 30 kuuluu yhteen sijaintialueeseen jokaisella sijaintialue-tasolla I, II ja III. Kuvion 1 esimerkissä kaikki kuusi solua C1-C6 muodostavat yhden sijaintialueen LAl(Ll). Si-jaintialuetasolla II on tiheämpi sijaintialuerakenne ja pienempi sijaintialuekoko siten, että solut Cl, C2 ja C3 35 muodostavat sijaintialueen LA1(L2) ja solut C4, C5 ja C6 97932 8 muodostavat toisen sijaintialueen LA2(L2). Vastaavasti sijaintialuetasolla III on vielä tiheämpi sijaintialuera-kenne ja pienempi sijaintialuekoko siten, että solut Cl, C2 muodostavat sijaintialueen LA1(L3), solut C3 ja C4 muo-5 dostavat toisen sijaintialueen LA2(L3) ja solut C5 ja C6 muodostavat kolmannen sijaintialueen LA3(L3). Esimerkkitapauksessa sijaintialuerakenne siten tarkentuu siirrettäessä sijaintialuetasolta I tasolle II sekä edelleen tasolle III. Näin sijaintialuetasot ovat hierarkkisia sijaintialu-10 eiden koon suhteen. On edullista sopia, että sijaintialue-taso I on niinkutsuttu perustaso, jossa on suurimmat mahdolliset sijaintialueet. Perustaso on edullisesti esimerkiksi nykyisissä verkoissa käytettävä sijaintialuerakenne ja sijaintialuerakenne tihentyy siirryttäessä alempiin 15 kerroksiin. Tämä on suositeltava ratkaisu, koska keksinnön mukainen toiminta on tällöin sijaintialuetasojen lukumäärästä riippumaton.

Kuvioon 1 viitaten, esimerkiksi solu C3 kuuluu samanaikaisesti sijaintialueeseen LA1(LI) tasolla I, sijain-20 tialueeseen LA1(L2) tasolla II, sekä sijaintialueeseen LA2(L3) tasolla III. Tällöin solun C3 tukiasema lähettää samanaikaisesti kaikkiin tasoihin I, II ja III liittyvät sijaintialuetunnukset LAl(Ll), LA1(L2) ja LA2(L3). Soluun C3 sijoittunut liikkuva asema MS vastaanottaa koko ajan 25 kaikkien loogisten sijaintialuetasojen I, II ja III si-jaintialueinformaation ja on tätä kautta tietoinen eri sijaintialueiden rajoista.

Liikkuva asema MS voi olla kiinteästi tai melko kiinteästi allokoitu tietylle sijaintialuetasolle. Toinen 30 vaihtoehto on, että liikkuva asema MS voi dynaamisesti valita kullakin hetkellä järkevän sijaintialuetason.

Ensimmäisessä tapauksessa, ts. kiinteä allokointi, eri liikkuvat asemat MS tai käyttäjäryhmät voidaan tietyssä vaiheessa allokoida käyttämään eri loogisia sijainti-35 aluetasoja. Allokointi tietylle sijaintialuetasolle voi '97932 9 olla täysin kiinteä tai oletusarvoinen. Esimerkiksi tyypilliset kaupunkien keskusta-alueiden käyttäjät voitaisiin oletusarvoisesti allokoida käyttämään tarkinta sijainti-aluetasoa III, koska he keskittävät palvelujen käytön mitä 5 todennäköisimmin suhteellisen suppealle alueelle. Haittapuolena on kuitenkin se, että varsinkaan kiinteän sijaintialueen käyttö ei tarjoa kovin suurta joustavuutta.

Vaihtoehto, jossa liikkuva asema MS voi dynaamisesti valita kullakin hetkellä järkevän tason, on joustavam-10 pi, koska se mahdollistaa liikkuvan aseman MS tai käyttäjän liikkumiskäyttäytymisen huomioon ottamisen, jolloin hyötyä voidaan saavuttaa nimenomaan vaihtamalla käytettyä loogista sijaintialuetasoa tarpeen mukaan.

Seuraavassa keksinnön mukaisen solukkoradioverkon 15 toimintaa kuvataan tarkemmin olettaen, että MS voi dynaamisesti valita tietyn sijaintialuetason, sekä viitaten kuvion 1 esimerkkiin. Kukin tukiasema BS lähettää yleislä-hetysinformaationa (broadcast) esimerkiksi tukiasema-alueen tunnistimen (BSAI, Base Station Area Identifier) sekä 20 kaikkien sijaintialuetasojen sijaintialuetunnukset. Eri sijaintialuetasojen sijaintialuetunnukset lähetetään aina ennaltamäärätyssä järjestyksessä. Kuvion 1 esimerkissä tukiasemat BS lähettävät sijaintialuetunnukset seuraavasti : 25 Solu Cl: LAl(Ll), LA1(L2), LA1(L3)

Solu C2: LAl(Ll), LA1(L2), LA1(L3)

Solu C3: LAl(Ll), LA1(L2), LA2(L3)

Solu C4: LAl(Ll), LA2(L2), LA2(L3)

Solu C5: LAl(Ll), LA2(L2), LA3(L3) 30 Solu C6: LAl(Ll), LA2(L2), LA3(L3)

Liikkuva asema MS vastaanottaa samanaikaisesti jatkuvasti useiden tukiasemien BS lähettämää informaatiota liikkuessaan solukkoverkossa. Tietyin kriteerein, esim. signaalin taso, liikkuva-asema MS päättää, minkä tukiase-35 man kautta se voi olla parhaiten yhteydessä verkkoon. Myös 10 97932 sijainninpäivitys voi olla mahdollinen tukiasema-alueen vaihtumisen yhteydessä, jos sijaintialueen raja kulkee juuri solujen välillä. Sijainninpäivityksen yhteydessä liikkuva asema MS tallentaa uuden sijaintialueen tunnuk-5 sen, jotta se voi koko ajan vertailla sijaintialuetietoja liikkuessaan solusta toiseen ja havaita milloin sijaintialue vaihtuu. Havaitessaan tallennetun sijaintialueinfor-maation ja tukiaseman BS lähettämän sijaintialueinformaa-tion perusteella sijaintialueen vaihtuvan, MS lähettää 10 sijainninpäivityspyynnön verkkoon. Perinteisissä solukko- verkoissa on ollut käytössä vain yksi sijaintialuetaso ja sijainninpäivitys on tehty aina kun sijaintialueen on havaittu vaihtuvan. Esillä olevan keksinnön mukaisessa verkossa on mahdollisuus suorittaa sijainninpäivitys "kahdes-15 sa dimensiossa". Tavanomainen sijainninpäivitys voidaan suorittaa siirtäessä sijaintialueelta toiselle samalla sijaintialuetasolla, kuten perinteisissä verkoissa. Esimerkiksi kuvion 1 tapauksessa MS, joka on sijaintialueella LA1(L2) sijaintialuetasolla II voi suorittaa sijainnin-20 päivityksen samalla sijaintialuetasolla sijaintialueelle LA2(L2) siirtyessään solusta C3 soluun C4.

Toisaalta, koska käytössä on useita sijaintialue-tasoja, sijainninpäivitys voidaan suorittaa myös sijain-tialuetasolta toiselle siirryttäessä tiettyjen ehtojen 25 vallitessa. Tällainen sijaintialuetasojen välinen sijainninpäivitys voidaan suorittaa tiettyjen ehtojen täyttyessä, vaikka sijaintialuerajaa ei olisikaan tilaaja-aseman MS solunvaihtokohdassa. MS voi kuitenkin olla samanaikaisesti kiinnittyneenä vain yhteen sijaintialuetasoon.

30 Mainittujen ehtojen perimmäisenä tarkoituksena on aina tiheydeltään sopivan sijaintialuetason soveltaminen kullekin käyttäjälle tai liikkuvalle asemalle MS. Sijainninpäivityksen suorittamisella "tarkemmalle" sijaintialue-tasolle on aina yhtenä tavoitteena minimoida tilaajalle 35 tulevien puhelujen yhteydessä tarvittava tilaajahakumer-

II

11 97P32 kinanto. Eräs tärkeimmistä kriteereistä sijainninpäivityksen suorittamiseen sijaintialuetasolta toiselle on käyttäjän tai liikkuvan aseman liikkuvuusaste verkossa. Mikäli käyttäjän liikkuvuusaste on alhainen, ts. sijaintialue 5 vaihtuu harvoin, tai käyttäjä jää väliaikaisesti paikoilleen verkossa, käyttäjän on edullista siirtyä mahdollisimman tarkalle sijaintialuetasolle. Toisaalta tarkemmalle sijaintialuetasolle siirtyminen ei kuitenkaan välttämättä tuo etua käyttäjälle tai liikkuvalle asemalle, jolla on 10 korkea liikkuvuusaste, ts. joka liikkuu verkossa paljon, koska tällöin sijainninpäivitysten määrä lisääntyy kuormittaen kiinteää verkkoa.

Jotta liikkuva asema MS voi tarkoituksen mukaisesti vaihtaa sijaintialuetasoja, keksinnön ensisijaisessa suo-15 ritusmuodossa MS on varustettu ajastimella, jonka perusteella liikkuva asema MS voi määrittää ajan, jonka se on tietyssä solussa tai tietyllä sijaintialueella. Seuraavas-sa kuvataan keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mukaista sijainninpäivitysmenetelmää, kun liikkuva asema MS käyttää 20 tällaista ajastintoimintoa. Oletetaan, että liikkuva asema MS on kuvion 1 sijaintialuetason I sijaintialue LAl(Ll) solussa C3. Nykyinen MS:n sijaintialuetieto on siten LAl(Ll), joka on päivitetty solukkoverkon tietokantoihin, tyypillisesti VLR, sekä tallennettu liikkuvaan asemaan MS 25 itseensä. MS vastaanottaa solun C3 tukiasemalta BS kaikkien sijaintialuetasojen sijaintialuetunnukset, joihin solu C3 kuuluu, ts. tunnukset LAl(Ll), LA1(L2), LA2(L3), sekä naapurisolujen, kuten C2 ja C4 informaatiota. Kun liikkuva MS liikkuu solun C4 alueelle, MS vastaanottaa solun C4 30 tukiaseman BS lähettämän sijaintialueinformaation, joka sisältää kaikkien sijaintialuetasojen sijaintialuetunnukset, joihin solu C4 kuuluu, ts. tunnukset LAl(Ll), LA2(L2), LA2(L3). MS havaitsee, että pysyessään nykyisellä sijaintialuetasolla I sijaintialue säilyy samana, tunnus 35 LAl(Ll), eikä sijainninpäivitystä tarvitse tehdä. MS ei 97932 12 siten käynnistä sijainninpäivitystä solukkoverkkoon vaan sen sijaan käynnistää oman sisäisen ajastimensa. Ajastin voidaan siten käynnistää joko solua tai sijaintialuetta vaihdettaessa. Tukiasemien BS lähettämän informaation, 5 kuten tukiasema-aluetunnistimen, avulla MS tarkkailee onko se saman tukiaseman BS alueella. Jos MS havaitsee liikkuneensa toisen tukiaseman alueelle tai uudelle sijaintialueelle, ajastin nollataan ja käynnistetään uudelleen. Mikäli MS pysyy saman tukiaseman BS alueella tietyn ajan, 10 MS:n sisäinen ajastin saavuttaa ennalta valitun kynnysarvon, mikä tarkoittaa että MS:n olisi edullista siirtyä tarkemmalle sijaintialuetasolle II. Tämän vuoksi, seurauksena siitä, että sisäinen ajastin saavuttaa mainitun kynnysarvon, MS lähettää sijainninpäivityspyynnön solukko-15 verkkoon tehdäkseen sijainninpäivityksen sijain-tialuetasolle II sijaintialueeseen LA1(L2). Tällöin solukkoverkon tietokannassa, esimerkiksi VLR:ssä, päivitetään MS:n "uusi" sijainti normaalin sijainninpäivityksen tapaan. Toisin sanoen verkon tietokantaan ja päätelaittee-20 seen tallennettu uusi sijaintialuetieto on LA1(L2). Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa MS:n sallitaan siirtyä yhdellä kertaa vain seuraavalle sijaintialuetasol-le, joko ylemmälle tai alemmalle tilanteesta riippuen. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa liikkuva asema 25 MS käsittää lisäksi laskurin, joka laskee MS:n suorittamien solujen, sijaintialueiden ja sijaintialuetasojen vaihtojen lukumäärää tietyn ajanjakson aikana. MS sisältää lisäksi toisen sisäisen ajastimen tämän mittausjakson mittaamiseksi. Tämä toinen ajastin ja laskuri nollaantuvat 30 joka kerta mittausjakson päättyessä. MS vertaa mittausjak-son aikana tai sen lopussa laskurin lukemaa, joka kertoo solujen sijaintialueiden ja sijaintialuetasojen vaihtojen lukumäärän, yhteen tai useampaan ennalta valittuun kynnysarvoon. Kuvion 1 esimerkissä sijaintialuetasolla I käyte-35 tään edullisesti yhtä kynnysarvoa. Mikäli laskurin lukema 97932 13 on mittausjakson lopussa suurempi kuin tämä kynnysarvo, MS päättää, että se ei vaihda sijaintialuetasoa. Jos laskurin lukema mittausjakson aikana alittaa tämän kynnysarvon, MS voi päättää aktivoida sijainninpäivityksen tarkemmalle 5 sijaintialuetasolle II, mikäli jokin muu ehto ei tätä es tä. Vastaavasti kuviossa 1 sijaintialue tasolla II voidaan käyttää kahta kynnysarvoa. Mikäli laskurin lukema on mittaus jakson aikana näiden kahden kynnysarvon välissä, MS päättää olla vaihtamatta sijaintialuetasoa. Mikäli lasku-10 rin lukema on mittausjakson lopussa pienempi kuin alempi kynnysarvo, MS voi päättää suorittaa sijainninpäivityksen tarkemmalle sijaintialuetasolle III. Edelleen jos laskurin lukema mittausjakson lopussa ylittää ylemmän kynnysarvon, MS voi aktivoida sijainninpäivityksen takaisin epätarkem-15 malle sijaintitasolle I. Kuvion 1 sijaintialuetasolla III liikkuva asema MS päättää pysyä nykyisellä sijaintialue-tasolla, mikäli laskurin lukema mittausjakson lopussa on pienempi kuin ennalta määrätty kynnysarvo, ja päättää vaihtamisesta ylemmälle sijaintialuetasolle II, mikäli 20 laskurin lukema mittausjakson lopussa ylittää mainitun ennalta määrätyn kynnysarvon.

Edellä kuvatussa sijaintialuetason valintamekanis-missa MS:n päätöksenteko perustuu siten MS:n sen hetkiseen liikkuvuuteen ja siihen kuinka paljon sijainninpäivityk-25 seen liittyvää merkinantoa kullakin sijaintialuetasolla oleminen aiheuttaa. Mekanismi pyrkii siten optimoimaan valitun sijaintialuetason tarkkuuden sekä valinnasta aiheutuvan merkinantokuormituksen.

Turhaa merkinantokuormitusta voidaan edelleen vä-30 hentää siten, että kun liikkuva asema MS huomaa sijaintialueen rajan kulkevan seuraavalla sijaintialuetasolla, ylempi tai alempi, siirtymisehtojen täyttyessä, MS voi silti pyrkiä pysyttelemään nykyisellä sijaintialuetasolla sijainninpäivitysten optimoimiseksi, mikäli nykyisellä 35 sijaintialuetasolla ei ole sijaintialuerajaa samalla koh- 97932 14 dalla. Toisin sanoen sijaintialuetason vaihtamisella ei haluta aiheuttaa turhaa merkinantoa. Tämä periaate on erityisen edullinen tapauksissa, joissa ollaan siirtymässä tarkemmalta sijaintialuetasolta vähemmän tarkemmalle si-5 jaintialuetasolle . Tällöin voidaan vielä jonkin aikaa säilyttää tarkemman sijaintialuetason antama pienempi mer-kinantomäärä mahdollisen tulevan puhelun tapauksessa.

Kulloinkin käytettävän sijaintialuetason valinta voi perustua myös pelkästään edellä ensiksi kuvattuun so-10 lussa tai sijaintialueella viipymisaikaan tai pelkästään edellä toisena kuvattuun solujen, sijaintialueiden ja si-jaintialuetasojen vaihtojen lukumäärään. Näiden sijasta tai lisäksi voidaan käyttää myös muita sijaintialueen valintakriteerejä poikkeamatta kuitenkaan keksinnön perus-15 ajatuksesta.

Verkon tilaajatietokannoissa, esimerkiksi GSM-jär-jestelmän vierailijarekisterissä VLR, käyttäjän tai liikkuvan aseman MS sijaintitieto sisältää sekä nykyisen si-jaintialuetason että sijaintialuetunnuksen tällä sijain-20 tialuetasolla. Kun sijainti on määritetty keksinnön mukaisella hierarkisella tavalla, tilaajahaku voidaan kohdistaa erisuuruisille alueille riippuen siitä, mille sijain-tialuetasolle MS on päivittänyt sijaintinsa. Esimerkiksi kuvion 1 tapauksessa, jossa MS on solussa C3, tilaajahaku 25 kohdistetaan kuuden solun C1-C6 alueelle, mikäli MS on päivittänyt sijaintinsa sijaintialuetasolla I, kolmen solun C1-C3 alueella, mikäli MS on päivittänyt sijaintinsa sijaintialuetasolla II, ja kahden solun C3-C4 alueella, mikäli MS on päivittänyt sijaintinsa sijaintialuetasolla 30 III. Näin tarkinta sijaintialuetasoa III käytettäessä tilaajahaku vaatii vain kahden tukiaseman merkinannon solukkoradioverkossa ja radiotiellä, kun taas sijain-tialuetasolla I vaaditaan kolminkertainen määrä merkinantoa. Matkapuhelinkeskus MSC valitsee tilaajatietokannasta 35 saamansa hierarkisen sijaintitiedon perusteella ne tu- 97932 15 kiasemat, joiden kautta haku kulloinkin tulee suorittaa.

Liikkuvassa asemassa MS keksinnön mukainen toiminto voidaan toteuttaa jopa nykyisin saatavilla olevissa päätelaitteissa suhteellisin pienin ohjelmallisin muutoksin.

5 Kuviossa 2 on esitetty periaatteellinen lohkokaavio eräästä liikkuvasta asemasta MS, jossa keksintöä voidaan soveltaa. MS käsittää antenniin 27 kytketyn lähetinvastaanotti-men 21, jossa vastaanotin on kytketty digitaali/analogia-ja kantataajuuspiiriin 23 kautta kaiuttimelle 25 ja jossa 10 lähetin on kytketty analogia/digitaalimuunnin- ja kantataajuuspiiriin 24 kautta mikrofonille 26. MS:n toimintaa ohjaa mikroprosessori 22, joka käsittelee lähetinvastaan-ottimen 21 lähettämän ja vastaanottaman merkinannon. Käyttöliittymän muodostavat näyttö 28 ja näppäimistö 29, jotka 15 on kytketty mikroprosessorille 22. Mikroprosessorille 22 on kytketty myös ensimmäinen ajastin 30, joka mittaa aikaa, jonka MS viipyy samassa solussa tai samalla sijaintialueella. Mikroprosessori 22 käynnistää tämän ajastimen 30 tullessaan uuteen soluun tai uudelle sijaintialueelle 20 ja ajastin 30 antaa mikroprosessorille 22 indikaation, kun ajastin 30 saavuttaa ennalta määrätyn kynnysarvon. Edelleen mikroprosessoriin 22 on kytketty laskuri 31, joka laskee solun, sijaintialueen ja sijaintialuetason vaihtojen lukumäärän tietyn mittausjakson aikana. Tämän mittaus-25 jakson pituuden määrää toinen ajastin 32. Mittausjakson alussa mikroprosessori 22 nollaa laskurin 31 ja ajastimen 32, jolloin ajastin 32 alkaa mitata mittausjaksoa. Mikroprosessori 22 kasvattaa laskurin 31 lukemaa joka kerta, kun MS vaihtaa solua, sijaintialuetta tai sijaintialueta-30 soa. Kun ajastin 32 saavuttaa mittausjakson lopun, se pysäyttää laskurin 31 ja ilmoittaa mittausjakson päättymisestä mikroprosessorille 22. Tämän seurauksena mikroprosessori 22 lukee laskurin 31 lukeman ja tekee aikaisemmin kuvatulla tavalla päätöksen siitä, vaihdetaanko sijainti-35 aluetasoa vai ei. Kuvion 2 esimerkkiratkaisussa ajastimet 16 97932 30 ja 32 sekä laskuri 31 on kuvattu erillisinä yksiköinä. Käytännössä ne voidaan kuitenkin toteuttaa ohjelmallisesti myös mikroprosessorin 22 sisäisillä laskureilla ja ajastimilla.

5 Kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistaman esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan esillä olevan keksinnön mukainen solukkoradioverkko, tilaajalaite ja sijainninpäivitysmenetelmä voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa ja hen-10 gessä.

I!

Claims (13)

97932 17

1. Solukkoradioverkko, jossa jokainen solu lähettää yhtä tai useampaa sijaintialuetunnusta tai sellaisena käy-5 tettavaksi soveltuvaa tunnusta ja jossa on liikkuvia ti laajalaitteita, jotka kykenevät liikkumaan siten, että solukkoradioverkossa on tallennettuna tieto liikkuvien tilaajalaitteiden sijainnista yhden tai useamman solun muodostaman sijaintialueen tarkkuudella, tunnettu 10 siitä, että ainakin osassa solukkoradioverkkoa on vähintään kaksi hierarkisesti järjestettyä sijaintialuetasoa, joilla on keskenään erikokoiset sijaintialueet.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen solukkoradioverkko, tunnettu siitä, että jokainen solu lähettää 15 kaikkien sijaintialuetasojen niiden sijaintialueiden tunnukset, joihin solu kuuluu.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen solukkoradioverkko, tunnettu siitä, että liikkuva tilaaja-laite on kiinteästi tai oletusarvoisesti sidottu tiettyyn 20 sijaintialuetasoon.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen solukkoradioverkko, tunnettu siitä, että liikkuva tilaaja-laite on sovitettu dynaamisesti valitsemaan käyttämänsä sijaintialuetason.

5. Tilaajalaite solukkoradioverkkoa varten, jossa solukkoradioverkossa jokainen solu lähettää yhtä tai useampaa sijaintialuetunnusta tai sellaisena käytettäväksi soveltuvaa tunnusta ja jossa on liikkuvia tilaajalaitteita, jotka kykenevät liikkumaan siten, että solukkoradio-30 verkossa on tallennettuna tieto liikkuvien tilaajalaittei den sijainnista yhden tai useamman solun muodostaman sijaintialueen tarkkuudella, tunnettu siitä, että tilaajalaite käsittää välineet si jaintialueinformaation vastaanottamisek-35 si solusta, joka sijaintialueinformaatio sisältää vähin- 18 97932 tään kahden hierarkisesti järjestetyn sijaintialuetason niiden sijaintialueiden sijaintialuetunnukset, joihin solu kuuluu, välineet sijaintialuetason valitsemiseksi, 5 välineet sijainninpäivityksen suorittamiseksi, kun tilaajalaite siirtyy sijaintialueelta toiselle valitulla sij aintialuetasolla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tilaajalaite, tunnettu siitä, että mainitut valintavälineet on 10 sovitettu valitsemaan kiinteästi tai oletusarvoisesti tietty sijaintialuetaso.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tilaajalaite, tunnettu siitä, että mainitut valintavälineet käsittävät välineet, jotka tarkkailevat aikaa, jonka tilaa- 15 jalaite on ollut samassa solussa tai samalla sijaintialueella, ja aktivoivat mainitut sijaintitason valintavälineet suorittamaan sijainninpäivitys toiselle sijaintialue-tasolle, jossa on pienempi sijaintialuekoko, vasteena aikarajan saavuttamiselle.

8. Patenttivaatimuksen 5 tai 7 mukainen tilaajalai te, tunnettu siitä, että mainitut valintavälineet käsittävät välineet, jotka tarkkailevat tilaajalaitteen suorittamia sijaintialueen, solun ja/tai sijaintialuetason vaihtoja ja estävät tilaajalaitteen siirtymisen sijainti-25 aluetasolle, jolla on pienempi sijaintialuekoko, mikäli vaihtojen lukumäärä tarkkailujakson sisällä ylittää raja-arvon .

9. Menetelmä sijainninpäivityksen suorittamiseksi solukkoradiojärjestelmässä, käsittäen vaiheet 30 säilytetään tietoa liikkuvan tilaajalaitteen si jainnista yhden tai useamman solun muodostaman sijaintialueen tarkkuudella, lähetetään jokaisessa solussa yhtä tai useampaa si-jaintialuetunnusta tai sellaisena käytettäväksi soveltuvaa 35 tunnusta, II 97932 19 suoritetaan sijainninpäivitys päivittämällä mainittu tieto tilaajalaitteen sijainnista ainakin silloin kun tilaajalaite siirtyy soluun, jonka lähettämä sijaintialue-tunnus ei kuulu tilaajalaitteen nykyisen säilytetyn si-5 jaintitiedon määrittämään sijaintialueeseen, tunnettu siitä, että käytetään vähintään kahta hierarkisesti järjestettyä sijaintialuetasoa, joilla on keskenään erikokoiset sijaintialueet, ainakin osassa solukkoverkkoa, 10 lähetetään liikkuvalle tilaajalaitteelle kaikkien sijaintialuetasojen niiden sijaintialueiden tunnukset, joihin tilaajalaitteen nykyinen solu kuuluu, valitaan liikkuvalle tilaajalaitteelle sijainti-aluetaso, 15 suoritetaan liikkuvan aseman sijainninpäivitys, kun tilaajalaite siirtyy sijaintialueelta toiselle valitulla sij aintialuetasolla.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 tarkkaillaan aikaa, jonka tilaajalaite on ollut sa massa solussa tai samalla sijaintialueella, ja valitaan toinen sijaintialuetaso, jossa on pienempi sijaintialuekoko, vasteena raja-arvon saavuttamiselle, suoritetaan sijainninpäivitys valitulla sijainti-25 aluetasolla.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tarkkaillaan tilaajalaitteen suorittamia sijaintialueen, solun ja/tai sijaintialuetason vaihtoja, ja 30 verrataan vaihtojen lukumäärää raja-arvoon, valitaan sijaintialuetaso, jolla on pienempi sijaintialuekoko, mikäli vaihtojen lukumäärä tarkkailujakson sisällä alittaa mainitun raja-arvon. pysytään nykyisellä sijaintialuetasolla, mikäli 35 vaihtojen lukumäärä tarkkailujakson sisällä ylittää mai- 20 97932 nitun raja-arvon.

12. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tarkkaillaan tilaajalaitteen suorittamia sijainti-5 alueen, solun ja/tai sijaintialuetason vaihtoja, ja verrataan vaihtojen lukumäärää raja-arvoon, valitaan sijaintialuetaso, jolla on suurempi sijaintialuekoko, mikäli vaihtojen lukumäärä tarkkailujakson sisällä ylittää mainitun raja-arvon, 10 pysytään nykyisellä sijaintialuetasolla, mikäli vaihtojen lukumäärä tarkkailujakson sisällä alittaa mainitun raja-arvon.

13. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 tarkkaillaan tilaajalaitteen suorittamia sijainti alueen, solun ja/tai sijaintialuetason vaihtoja, ja verrataan vaihtojen lukumäärää ensimmäiseen ja toiseen raja-arvoon, toisen raja-arvon ollessa suurempi kuin ensimmäinen raja-arvo, 20 valitaan sijaintialuetaso, jolla on suurempi si jaintialuekoko, mikäli vaihtojen lukumäärä tarkkailujakson sisällä ylittää mainitun toisen raja-arvon. valitaan sijaintialuetaso, jolla on pienempi sijaintialuekoko, mikäli vaihtojen lukumäärä tarkkailujakson 25 sisällä alittaa mainitun ensimmäisen raja-arvon. pysytään nykyisellä sijaintialuetasolla, mikäli vaihtojen lukumäärä tarkkailujakson sisällä on mainittujen ensimmäisen ja toisen raja-arvon välissä. Il 21 979 32