WO1994029973A1 - Process for improving the coverage of mobile telephones in cellular mobile radio systems - Google Patents

Process for improving the coverage of mobile telephones in cellular mobile radio systems Download PDF

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WO1994029973A1
WO1994029973A1 PCT/EP1994/001538 EP9401538W WO9429973A1 WO 1994029973 A1 WO1994029973 A1 WO 1994029973A1 EP 9401538 W EP9401538 W EP 9401538W WO 9429973 A1 WO9429973 A1 WO 9429973A1
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Werner Schmidt
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Detecon Deutsche Telepost Consulting Gmbh
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2625Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using common wave

Definitions

  • the effect of fading phenomena is known in mobile radio systems. It arises from the superimposition of radio waves that reach the receiving antenna via different propagation paths, such as. B. both on the direct path of the line of sight as well as usually several reflectors, such as houses, mountains vehicles or other objects, the dimensions of which are large compared to the wavelength of the carrier frequency. If these signal components have comparable individual levels, depending on the receiving location, there may be strong fluctuations in the reception level, up to extinction, that is to say the mutual cancellation of the individual components.
  • the distribution of the levels measured during the movement through such a radio field is generally well approximated by the so-called Rayleigh distribution, which is why this effect is often also referred to as Rayleigh fading or Rayleigh fading.
  • Such a power reserve is only of limited effect for handhelds that are operated at low speeds or stationary. There is still a certain likelihood that they will remain in so-called fading holes for a longer period of time, in which telephoning is difficult or impossible. Therefore, in operating instructions there is often a hint that the user should take a few steps in such situations to find a point with better care. In addition to the inconvenience, however, this is not a real remedy, since the wave field is not only changeable locally, but also in time, for example by moving reflectors. Therefore, the same effect can appear again after a short time.
  • Another measure to reduce the fading effect is diversity reception, in which signals from two or more independent antennas are received, processed separately and then combined to form an overall signal.
  • the required distance between the antennas and the additional effort make it difficult to use diversity in pocket telephones.
  • adaptive equalization Through adaptive equalization, signal components that reach the receiver via different propagation paths can be resolved in time and the reception quality can thus be improved.
  • multi-way routes with a detour length of between approximately 900 meters and approximately 4.8 km can be used. Longer detours act like interference signals, while shorter detours still contribute to fading, as is particularly common in urban areas supplied with small cells, the most important area of application for pocket telephones.
  • adaptive equalization has little effect on reducing fading.
  • the slow frequency hopping method causes a switch in the transmitter and in the receiver between different carrier frequencies according to a fixed scheme.
  • the frequency offset should be between 0.05 and 0.2 ppm (parts per million) from the carrier frequency of the BTS, i.e. in a 900 MHz system it should be between about 45 and 180 Hz, i.e. in the order of magnitude of the speed-dependent Doppler frequency with moving mobile stations.
  • Both methods can also be combined, i.e. that a device (X) emits a signal on each channel, which is both offset in time from the transmission signal of the BTS and has a frequency offset.
  • the frequency offset can be reduced if it can be concluded from the frequency offset caused by the Doppler effect and measurable in the receiver of the BTS that the mobile station is moving sufficiently quickly.
  • Another application can be that in the case of very fast moving mobile stations, e.g. those that are used in high-speed trains, the Doppler shift is partially compensated for by an appropriately set frequency offset, so that the overall resulting frequency offset remains within the range that can be processed by the adaptive phase tracking in the receivers of the mobile station and the BTS. This can prevent an increase in the bit error rate at high speeds, as reported in the cited publications.
  • the time offset on each channel can be set individually as a function of the impulse response of the channel determined in the associated receiver in the BTS during adaptive equalization.
  • the modulating signal (baseband signal) is decoupled in the BTS, possibly delayed, modulated onto a carrier frequency derived from the frequency generation of the BTS and shifted by the frequency shift, and fed to a transmitting antenna after power amplification.
  • said devices are implemented in the form of a relay transmitter (repeater).
  • the signal transmitted by the BTS is received, converted into an intermediate frequency position with a first mixed frequency, amplified, if necessary delayed, and then with a second mixed frequency which differs from the first mixed frequency by the desired frequency offset. converted into the original frequency position and transmitted again after amplification.
  • the device can be developed in a third embodiment (W) in such a way that the BTS also transmits the transmission signal in a different frequency range, for example as a directional radio signal, and the relay station transmits this signal receives, processed as described above, and then transmits again with the defined frequency offset on the frequencies used by the BTS.
  • W third embodiment
  • Relay transmitters which receive the signals from the mobile stations, provide them with a frequency offset, a time offset, or a combination of these features, and transmit them to the BTS in the original frequency position or via a directional radio link can serve this purpose.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The description relates to the improvement of the coverage of mobile telephones in cellular mobile radio systems in which at least a first fixed station (BTS) with at least one aerial is arranged in each cell (1) and covers at least the range of this cell (1) with radio frequencies of a channel group. There is at least one second fixed station (Y) in the range of the cell (1) which covers at least a part of the cell (1) with radio frequencies of the same channel group as that of the first fixed station (BTS), and the carrier frequencies of the channels of the channel group of the second fixed station (Y) differ by a given frequency shift from the carrier frequencies of the channels of the channel group of the first fixed station (BTS). It is possible for a second additional fixed station (Z) to be arranged in the region of the cell (1) and cover at least one part of the cell (1) with the radio frequencies of the seame channel group as those of the first fixed station (BTS). The transmission of this further fixed station (Z) is phase-shifted as against that of the first fixed station (BTS) in order to attain such a time that the two signals reach the receiver of the mobile station within a time slot which is solved and used by an equaliser in the mobile station.

Description

VERFAHREN ZUR VERBESSERUNG DER VERSORGUNG VON MOBILTELEFONEN IN METHOD FOR IMPROVING THE SUPPLY OF MOBILE PHONES IN
ZELLULAREN MOBILFUNKSYSTEMENCELLULAR MOBILE RADIO SYSTEMS
In Mobilfunksystemen ist der Effekt von Schwunderschei¬ nungen bekannt. Er rührt her von der Überlagerung von Funkwellen, die die Empfangsantenne über unterschied¬ liche Ausbreitungswege erreichen, wie z. B. sowohl auf dem direkten Weg der Sichtverbindung als auch über in der Regel mehrere Reflektoren, wie Häuser, Berge Fahrzeuge oder andere Objekte, deren Abmessungen gro3 gegenüber der Wellenlänge der Trägerfrequenz sind. Wenn diese Signalanteile vergleichbare Einzelpegel aufweisen, kommt es, je nach Empfangsort, zu starken Schwankungen des Empfangspegels, bis hin zu Auslöschung, also der gegenseitigen Aufhebung der einzelnen Anteile. Die bei der Bewegung durch ein solches Funkfeld gemes¬ sene Verteilung der Pegel wird in der Regel gut durch die sogenannte Rayleigh-Verteilung angenähert, daher wird dieser Effekt häufig auch als Rayleigh-Schwund oder Rayleigh-Fading bezeichnet.The effect of fading phenomena is known in mobile radio systems. It arises from the superimposition of radio waves that reach the receiving antenna via different propagation paths, such as. B. both on the direct path of the line of sight as well as usually several reflectors, such as houses, mountains vehicles or other objects, the dimensions of which are large compared to the wavelength of the carrier frequency. If these signal components have comparable individual levels, depending on the receiving location, there may be strong fluctuations in the reception level, up to extinction, that is to say the mutual cancellation of the individual components. The distribution of the levels measured during the movement through such a radio field is generally well approximated by the so-called Rayleigh distribution, which is why this effect is often also referred to as Rayleigh fading or Rayleigh fading.
Diese im Mobilfunk unvermeidlichen Fading-Effekte wirken sich auf mehrere Weisen nachteilig aus. Bei Einbrüchen der Feldstärke unter einen bestimmten Wert kann keine erfolgreiche Übertragung von Sprache oder anderen Nutz- daten mehr stattfinden. Bei Bewegung des Teilnehmer¬ gerätes durch das örtliche Wellenfeld wechseln sich Situationen mit hoher Feldstärke, also guter Übertragungs¬ qualität, mit solch geringer Feldstärke, d.h. geringer Qualität mit starken Störungen, ab. Wenn die mittlere Empfangsfeldstärke hoch genug ist, sind solche Einbrüche jedoch nur von kurzer Dauer und machen sich im subjek¬ tiven Spracheindruck nicht störend bemerkbar. Daher werden Mobilfunknetze mit einer entsprechenden Reserve in der Funkversorgung dimensioniert.These fading effects, which are unavoidable in mobile telephony, have a negative impact in several ways. If the field strength drops below a certain value, voice or other user data can no longer be successfully transmitted. When the subscriber device moves through the local wave field, situations with a high field strength, ie good transmission quality, alternate with such a low field strength, ie low quality with strong interference. If the average reception field strength is high enough, there are such dips however, only for a short time and do not have a disturbing effect in the subjective speech impression. Therefore, cellular networks are dimensioned with a corresponding reserve in the radio coverage.
Eine solche Leistungsreserve ist aber nur von begrenzter Wirkung für Handgeräte (handhelds) , die bei geringen Geschwindigkeiten oder stationär betrieben werden. Sie befinden sich nach wie vor mit einer gewissen Wahr- scheinlichkeit für längere Zeit in sogenannten Fading- Löchern, in denen Telefonieren nicht oder nur schlecht möglich ist. Daher findet sich in Bedienungsanleitungen häufig der Hinweis, der Benutzer möge sich in solchen Situationen einige Schritte bewegen, um einen Punkt mit besserer Versorgung zu finden. Neben der Unbequem¬ lichkeit ist dies allerdings keine wirkliche Abhilfe, denn das Wellenfeld ist nicht nur örtlich, sondern auch zeitlich veränderlich, beispielsweise durch sich bewegende Reflektoren. Daher kann sich nach kurzer Zeit der gleiche Effekt wieder einstellen.Such a power reserve is only of limited effect for handhelds that are operated at low speeds or stationary. There is still a certain likelihood that they will remain in so-called fading holes for a longer period of time, in which telephoning is difficult or impossible. Therefore, in operating instructions there is often a hint that the user should take a few steps in such situations to find a point with better care. In addition to the inconvenience, however, this is not a real remedy, since the wave field is not only changeable locally, but also in time, for example by moving reflectors. Therefore, the same effect can appear again after a short time.
In modernen Mobilfunksystemen wird von den Teilnehmer¬ geräten auch im betriebsbereiten Zustand ("stand-by mode" oder "idle-mode") , also wenn kein Gespräch geführt wird, der Pegel der gegenwärtig am besten versorgenden Station als auch der Nachbarstation gemessen, um sich jeweils der besten Station zuordnen zu können. Dieser Proze? findet, vom Teilnehmer unbemerkbar, auch während einer Verbindung statt. Damit wird der "Weiterreichen" oder "handover" genannte Vorgang der Umschaltung einer Verbindung von einer Feststation zu einer anderen Fest¬ station durch die Vermittlungseinrichtungen des Mobil¬ funksystems unterstützt. Auf diese Weise soll sicher¬ gestellt werden, daß die Verbindung immer über die beste Feststation geführt wird. Dieser Vorgang ist erforderlich, damit bei schnell bewegten Geräte, z.B. Autotelefonen, die Verbindung nicht abbricht beim Wechsel zwischen Funkzonen.In modern mobile radio systems, the subscriber devices also measure the level of the station currently supplying the best as well as the neighboring station in the ready state ("stand-by mode" or "idle mode"), that is to say when there is no conversation to be able to assign yourself to the best station. This process? takes place, unnoticeable by the participant, even during a connection. This supports the "handover" process of switching a connection from one base station to another base station by the switching devices of the mobile radio system. In this way it should be ensured that the connection is always made via the best base station. This process is Required so that the connection does not break off when switching between radio zones with devices that move quickly, such as car telephones.
Durch das beschriebene Fading kommt es allerdings wegen der PegelSchwankungen bei tragbaren Geräten im stationä¬ ren Betrieb zu Fehlzuordnungen und unerwünschten Ver- bindungsumschaltungen. Bei der zunehmenden Verbreitung kleiner und leichter Taschentelefone wird dieser Effekt immer mehr zu einem Problem in modernen Netzen.The fading described, however, leads to incorrect assignments and undesired connection switching because of the level fluctuations in portable devices in stationary operation. With the increasing spread of small and light pocket telephones, this effect is increasingly becoming a problem in modern networks.
Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um diesen Effekt zu reduzieren. Dazu gehörenVarious methods have been developed to reduce this effect. This includes
- adaptive Leistungsregelung- adaptive power control
- Interleaving und Kanalcodierung- Interleaving and channel coding
- Diversityempfang- Diversity reception
- adaptive Entzerrung- adaptive equalization
- Bandspreiz-Übertragung - Frequenzsprung-Verfahren.- spread spectrum transmission - frequency hopping method.
Diese Verfahren sind zumindest als Optionen in dem neuen GSM-Standard für digitale Mobilkommunikations- systeme enthalten und werden nachfolgend kurz darge- stellt. Dabei zeigt sich, da/3 alle diese Methoden das beschriebene Problem für Handtelefone, die stationär oder bei niedrigen Geschwindigkeiten benutzt werden, nicht adäquat zu lösen vermögen.These methods are at least included as options in the new GSM standard for digital mobile communication systems and are briefly described below. It shows that all these methods are unable to adequately solve the problem described for hand-held telephones that are used stationary or at low speeds.
Die adaptive Regelung der Sendeleistung erlaubt dieThe adaptive control of the transmission power allows the
Abschwächung der tatsächlichen Sendeleistung gegenüber der maximalen Leistung .um bis zu 30 dB in 2 dB-Stufen und in zeitlichen Abständen von etwa 0.5 Sekunden. Bei reduzierter Sendeleistung kann bei Auftreten eines Fading-Einbruchs die Leistung wieder heraufgesetzt werden. Zum Ausregeln der Fading-Schwankungen ist dieser Prozeß aber zu langsam.Attenuation of the actual transmission power compared to the maximum power by up to 30 dB in 2 dB steps and at intervals of about 0.5 seconds. With a reduced transmission power, the performance can be increased again if a fading drop occurs will. However, this process is too slow to correct the fading fluctuations.
Durch Bit- und Blockverschachtelung (interleaving) werden die bei der Funkübertragung aufgrund von Fading gebündelt auftretenden Übertragungsfehler im Empfänger zeitlich gespreizt und damit gleichmässig verteilt, so daß diese Fehler durch die Kanalcodierung erkannt und korrigiert werden können. Dies setzt allerdings voraus, da/3 erstens die Bitfehlerrate im Mittel relativ gering ist, und zweitens die Dauer eines Fading-Ein¬ bruchs nicht zu lang ist. Dauert die Störung beispiels¬ weise länger als ca. 10 ms, so können die Fehler in der Regel nicht mehr korrigiert werden.The interleaving of bits and blocks (interleaving) spreads the transmission errors occurring during radio transmission due to fading in the receiver and thus distributes them evenly, so that these errors can be recognized and corrected by the channel coding. However, this presupposes that firstly the bit error rate is relatively low on average and secondly that the duration of a fading dip is not too long. If the disturbance lasts, for example, longer than approx. 10 ms, the errors can generally no longer be corrected.
Eine weitere Maßnahme zur Reduzierung des Fading- Effekts besteht im Diversityempfang, bei dem von zwei oder mehr unabhängigen Antennen Signale empfangen, getrennt verarbeitet und anschließend zu einem Gesamtsignal kombiniert werden. Der erforderliche Abstand der Antennen und der zusätzliche Aufwand erschweren den Einsatz von Diversity in Taschentelefonen.Another measure to reduce the fading effect is diversity reception, in which signals from two or more independent antennas are received, processed separately and then combined to form an overall signal. The required distance between the antennas and the additional effort make it difficult to use diversity in pocket telephones.
Durch adaptive Entzerrung können Signalanteile, die den Empfänger über unterschiedliche Ausbreitungswege erreichen, zeitlich aufgelöst und damit die Empfangs¬ qualität verbessert werden. Beim GSM-System können Mehrwege mit einer Umweglänge von zwischen etwa 900 Metern bis zu etwa 4.8 km ausgenutzt werden. Längere Umwege wirken wie Störsignale, während kürzere Umwege nach wie vor zum Fading beitragen, wie sie gerade in mit Kleinzellen versorgten Stadtgebieten, dem wichtigsten Einsatzgebiet von Taschentelefonen, besonders häufig sind. Hier ist also die adaptive Entzerrung nur wenig zur Reduzierung von Fading wirksam. Das langsame Frequenzsprung-Verfahren (slow frequency hopping) bewirkt, daß während einer Verbindung im Sender und im Empfänger zwischen verschiedenen Trägerfrequenzen nach einem festgelegten Schema umgeschaltet wird.Through adaptive equalization, signal components that reach the receiver via different propagation paths can be resolved in time and the reception quality can thus be improved. In the GSM system, multi-way routes with a detour length of between approximately 900 meters and approximately 4.8 km can be used. Longer detours act like interference signals, while shorter detours still contribute to fading, as is particularly common in urban areas supplied with small cells, the most important area of application for pocket telephones. Here, adaptive equalization has little effect on reducing fading. The slow frequency hopping method causes a switch in the transmitter and in the receiver between different carrier frequencies according to a fixed scheme.
Weil bei gleicher Sendeleistung auf jeder Trägerfrequenz durch Fading unterschiedliche Momentanpegel vorliegen, wird dadurch erreicht, daß eine Verbindung immer nur kurzzeitig von einem Fading-Einbruch auf einer Frequenz betroffen ist. Auf diese Weise wird die Wirksamkeit von interleaving und Kanalcodierung bei niedrigen Geschwindigkeiten unterstützt, obwohl das Frequenz¬ sprungverfahren selbst die mittlere Fehlerrate bei der Übertragung nicht ändert. Nachteilig ist hierbei aber der Bedarf an Frequenzen und der hohe Realisie¬ rungsaufwand in den Feststationen. Außerdem ist fest¬ zuhalten, daß dieses Verfahren nur während der Ver¬ bindung wirkt, nicht aber während des Verbindungsauf- baus und anderer Signalisierung oder bei den Pegel- messungen für die Funkzonenzuordnung bzw. die Verbindungs- umschaltungen, da auf den hierfür benutzten Frequenzen kein frequency hopping angewendet wird.Because different instantaneous levels are present on each carrier frequency due to fading with the same transmission power, the result is that a connection is only briefly affected by a fading dip on one frequency. In this way, the effectiveness of interleaving and channel coding at low speeds is supported, although the frequency hopping method itself does not change the mean error rate during transmission. The disadvantage here is the need for frequencies and the high level of implementation in the fixed stations. In addition, it should be noted that this method only works during the connection, but not during the establishment of the connection and other signaling or in the level measurements for the radio zone assignment or the connection switching, since there is nothing on the frequencies used for this frequency hopping is applied.
Die Zusammenhänge zwischen diesen Verfahren und Ergeb- nisse sind z.B. in W. Koch, J. Petersen; Diversity und Frequenzsprungverfahren im D-Ntz; PKI Techn. Mitt.2/1990, S. 13-19 und in A. Baier, G. Heinrich, U. Wellens; Adaptive Entzerrung in digitalen TDMA- Mobilfunksystemen; PKI Techn. Mitt. 1/1989, S. 75-82 ausführlich dargestellt.The relationships between these methods and results are e.g. in W. Koch, J. Petersen; Diversity and frequency hopping in D-Ntz; PKI Techn. Mitt. 2/1990, pp. 13-19 and in A. Baier, G. Heinrich, U. Wellens; Adaptive equalization in digital TDMA mobile radio systems; PKI Techn. Mitt. 1/1989, pp. 75-82 detailed.
Nachfolgend sind Verfahren und Einrichtungen angegeben, welche die beschriebenen Auswirkungen von Fading bei Taschentelefonen weitgehend beseitigen ohne Zusatzauf- wand in diesen Geräten. Damit wird die Übertragungs- qualität verbessert und zudem die Gefahr von Fehlzu¬ ordnungen und überflüssigen Verbindungsumschaltungen vermieden. Die nach dem GSM-Standard grundsätzlich in jedem Gerät realisierten Verfahren des Interleaving und der Kanalcodierung sowie der adaptiven Entzerrung werden hierdurch optimal auch bei geringen Geschwindig¬ keiten und bei Kleinzellen zur Wirkung gebracht. Auf das aufwendige Frequenzsprung-Verfahren (optional im GSM-Standard) kann damit verzichtet werden.In the following, methods and devices are specified which largely eliminate the described effects of fading in pocket telephones without additional effort in these devices. The transmission Improved quality and also avoided the risk of incorrect assignments and unnecessary connection switching. The methods of interleaving and channel coding as well as adaptive equalization, which are basically implemented in every device according to the GSM standard, are hereby optimally brought into effect even at low speeds and with small cells. The elaborate frequency hopping method (optionally in the GSM standard) can thus be dispensed with.
Es wird ausgegangen von einer Funkzelle, die durch eine Feststation (BTS) , welche die Sender und Empfänger für die in der Zelle benutzten Kanäle beinhaltet, versorgt wird. Dabei kann es sich um eine mit einer Richtantenne vom Rand her versorgte Sektorzelle oder um eine durch eine rundstrahlende Antenne von der Mitte versorgte Zelle handeln.The starting point is a radio cell that is supplied by a base station (BTS), which contains the transmitters and receivers for the channels used in the cell. This can be a sector cell supplied with a directional antenna from the edge or a cell supplied from the center by an omnidirectional antenna.
Nach einem ersten Verfahren wird im Bereich der Zelle mindestens eine weitere Einrichtung (Y) angeordnet, dadurch gekennzeichnet, daß diese mindestens einen Teil der Zelle mit denselben Kanälen versorgt wie die BTS, wobei die Trägerfrequenzen dieser Kanäle einen bestimmten Frequenzversatz (frequency offset) gegen die BTS aufweisen. Diese Frequenzablage kann fest oder zeitlich variabel sein.According to a first method, at least one further device (Y) is arranged in the area of the cell, characterized in that it supplies at least part of the cell with the same channels as the BTS, the carrier frequencies of these channels being a specific frequency offset against the BTS. This frequency offset can be fixed or variable over time.
Der Frequenzversatz sollte zwischen 0.05 und 0,2 ppm (parts per million) von der Trägerfrequenz der BTS betragen, also bei einem 900 MHz-System zwischen etwa 45 und 180 Hz liegen, d.h. in der Größenordnung der geschwindigkeitsabhängigen Dopplerfrequenz bei bewegten Mobilstationen.The frequency offset should be between 0.05 and 0.2 ppm (parts per million) from the carrier frequency of the BTS, i.e. in a 900 MHz system it should be between about 45 and 180 Hz, i.e. in the order of magnitude of the speed-dependent Doppler frequency with moving mobile stations.
Die Wirkungsweise des Verfahrens besteht darin, daß sich am Ort des Empfängers bei der Überlagerung der von der BTS und der Einrichtung (Y) gesendeten hoch¬ frequenten Signale ein im Rhythmus der Frequenzablage (das ist die Differenz zwischen der Trägerfrequenz der BTS und der Trägerfrequenz der weiteren Einrichtung) zeitlich veränderlicher Empfangspegel ergibt. Das be¬ deutet, daß auch ohne Bewegung der Mobilstation Fading¬ einbrüche nur von kurzer Dauer sind und deren Einfluß durch die Maßnahmen des interleaving und der Kanal- Codierung beseitigt werden können, ähnlich wie dies bei schnell bewegten Mobilstationen oder bei Anwendung des Frequenzsprung-Verfahrens der Fall ist.The operation of the method is that at the location of the receiver, when the high-frequency signals transmitted by the BTS and the device (Y) are superimposed, the reception level changes over time in the rhythm of the frequency storage (this is the difference between the carrier frequency of the BTS and the carrier frequency of the further device). This means that even without moving the mobile station, fading dips are short-lived and their influence can be eliminated by the measures of interleaving and channel coding, similar to the case with rapidly moving mobile stations or when using the frequency hopping method the case is.
Das Prinzip der Erfindung geht hierbei von Folgendem aus:The principle of the invention is based on the following:
Bei einer feststehenden (momentan nicht bewegten) Mobil¬ station und einer einzigen in der Funkzelle vorhandenen Feststation BTS kann es vorkommen, daß am Ort der Mobil- Station ein "Fadingloch" (Feldstärke-Einbruch) ist, welches über einen längeren Zeitraum besteht.In the case of a fixed (currently not moving) mobile station and a single fixed station BTS present in the radio cell, it can happen that at the location of the mobile station there is a "fading hole" (drop in field strength) which exists over a longer period of time.
Um ein solches Fadingloch zu vermeiden, oder um mindestens die Zeitdauer des Bestehens des Fadingloches abzukürzen, werden zwei geringfügig unterschiedliche Trägerfrequenzen von mindestens zwei in der Funkzelle angeordneten Fest¬ stationen zur Mobilstation gesendet. Durch die Über¬ lagerung der Trägerfrequenz der einen Feststation mit der geringfügig davon abweichenden Trägerfrequenz der zweiten Feststation kommt es zu einer Interferenz, der beiden Trägerfrequenzen, welche dieselbe Information tragen, so daß die Feistärke im Fadingloch anfängt, mit der Differenz der beiden Trägerfrequenzen zu schwanken. Anstelle des vorherigen (totalen) Feldstärke-Einbruchs verändert sich jetzt die Feldstärke im Rhythmus der Differenz der beiden Trägerfrequenzen, so daß damit auch höhere Feldstärke-Amplituden im Fadingloch entstehen, die den Empfang auf Seiten der Mobilstation plötzlich wieder ermöglichen. Aufgrund dieser nur noch kurzzeitig bestehenden Feld¬ stärke-Einbrüche im Fadingloch ist es nun möglich, die in der Beschreibungseinleitung erwähnten Ent- zerrungs- und Korrekturmaßnahmen anzuwenden, weil erfindungsgemäss die Feldstärke im Fadingloch sozu- sagen zum Schwingen angeregt wird. Es kann nach dem Bit-Interleaving- oder Block-Interleaving-Verfahren eine Kanalcodierung durchgeführt werden. Es können somit sämtliche Korrekturverfahren auch im Fadingloch angewendet werden, dort wo normalerweise diese Korrek- turverfahren wegen Fehlens der Feldstärke überhaupt nicht funktionieren.In order to avoid such a fading hole, or to shorten at least the duration of the existence of the fading hole, two slightly different carrier frequencies are sent from at least two base stations arranged in the radio cell to the mobile station. The superimposition of the carrier frequency of the one base station with the carrier frequency of the second base station which deviates slightly therefrom results in interference between the two carrier frequencies which carry the same information, so that the thickness in the fading hole begins to fluctuate with the difference between the two carrier frequencies . Instead of the previous (total) field strength drop, the field strength now changes in rhythm with the Difference between the two carrier frequencies, so that this also results in higher field strength amplitudes in the fading hole, which suddenly enable reception on the part of the mobile station again. Because of these short-term drops in field strength in the fading hole, it is now possible to use the equalization and correction measures mentioned in the introduction to the description, because according to the invention the field strength in the fading hole is, so to speak, stimulated to vibrate. Channel coding can be carried out using the bit interleaving or block interleaving method. All correction methods can therefore also be used in the fading hole, where these correction methods normally do not work at all due to the lack of field strength.
Nach dem zweiten Verfahren wird im Bereich der Zelle mindestens eine weitere Einrichtung (Z) angeordnet, dadurch gekennzeichnet, daß diese mindestens einenAccording to the second method, at least one further device (Z) is arranged in the area of the cell, characterized in that it has at least one
Teil der Zelle mit denselben Kanälen versorgt wie die BTS, wobei die Aussendungen der Einrichtung (Z) auf jedem Kanal zeitversetzt gegenüber denjenigen der BTS erfolgen derart, daß die beiden Signale den Empfänger der Mobilstation innerhalb des Zeitfensters erreichen, welches durch den Entzerrer aufgelöst und ausgenutzt werden kann. Dieser Zeitversatz kann entweder für alle Kanäle einheitlich oder individuell pro Kanal einstell¬ bar sein, je nach Größe der Zelle, Entfernung zwischen BTS und (Z) , und dem aktuellen Abstand der Mobilstation zur BTS und zu (Z) .Part of the cell is supplied with the same channels as the BTS, the transmissions of the device (Z) on each channel being offset in time from those of the BTS in such a way that the two signals reach the receiver of the mobile station within the time window, which is resolved and used by the equalizer can be. This time offset can either be uniform for all channels or can be set individually for each channel, depending on the size of the cell, distance between BTS and (Z), and the current distance of the mobile station to BTS and to (Z).
Nach den obigen Ausführungen sollte bei einem System nach dem GSM-Standard der zeitliche Versatz, mit dem die Signale den Empfänger der Mobilstation erreichen. zwischen etwa 3 und 16 Mikrosekunden liegen.According to the above explanations, the time delay with which the signals reach the receiver of the mobile station should be in a system according to the GSM standard. are between about 3 and 16 microseconds.
Damit wird erreicht, daß, auch ohne Vorhandensein reflexionsbedingter Mehrwegeausbreitung, im Empfänger ein von dem adaptiven Entzerrer ausnutzbares Signal vorliegt. Die Wahrscheinlichkeit, daß gleichzeitig die beiden von der BTS und der Einrichtung (Z) empfan¬ genen Signale einem Fadingeinbruch unterliegen, ist entsprechend geringer als bei nur einem Signal.This ensures that a signal that can be used by the adaptive equalizer is present in the receiver even without the presence of multipath propagation-related propagation. The likelihood that the two signals received by the BTS and the device (Z) are subject to a fading dip is correspondingly lower than with only one signal.
Beide Verfahren können auch kombiniert werden, d.h. daß eine Einrichtung (X) auf jedem Kanal ein Signal aussendet, welches gegenüber dem Sendesignal der BTS sowohl zeitlich versetzt ist, als auch einen Frequenzversatz aufweist.Both methods can also be combined, i.e. that a device (X) emits a signal on each channel, which is both offset in time from the transmission signal of the BTS and has a frequency offset.
Weiterhin können beide Verfahren auch in der Weise kombiniert werden, daß eine Einrichtung (YZ) auf jedem Kanal ein Signal aussendet, welches sich zusammensetzt aus einem ersten Teilsignal, welches die gleiche Zeit¬ lage besitzt wie das Signal der BTS, diesem gegenüber aber einen Frequenzversatz aufweist, und einem zweiten Teilsignal, welches gegenüber dem Signal der BTS einen zeitlichen Versatz aufweist, und welches zusätzlich gegenüber dem Signal der BTS einen Frequenzversatz aufweisen kann.Furthermore, both methods can also be combined in such a way that a device (YZ) emits a signal on each channel, which is composed of a first partial signal which has the same time position as the signal of the BTS, but a frequency offset with respect to this and a second partial signal which has a time offset with respect to the BTS signal and which can additionally have a frequency offset with respect to the BTS signal.
Dabei kann der Frequenzversatz des zweiten Teilsignals in Betrag und Vorzeichen unterschiedlich vom Frequenz- versatz des ersten Teilsignals sein. Beträgt beispiels¬ weise der Versatz des ersten Teilsignals +90 Hz, so kann derjenige des zweiten Teilsignals ebenfalls +90 Hz, oder +63 Hz, oder 0 Hz (kein Versatz), oder -90 Hz betragen. Im Gegensatz zum Frequenzvorsprung-Verfahren sind die obigen Methoden auch auf den GSM-Signalisierungskanälen (BCCH, CCCH) anwendbar.The frequency offset of the second partial signal can differ in magnitude and sign from the frequency offset of the first partial signal. If, for example, the offset of the first partial signal is +90 Hz, that of the second partial signal can also be +90 Hz, or +63 Hz, or 0 Hz (no offset), or -90 Hz. In contrast to the frequency projection method, the above methods can also be used on the GSM signaling channels (BCCH, CCCH).
In Erweiterung der Verfahren kann der Frequenzversatz auf jedem Kanal individuell eingestellt werden in Ab¬ hängigkeit von der im zugehörigen Empfänger der BTS aus dem von der Mobilstation empfangenen Signal er¬ mittelten Frequenzablage.As an extension of the method, the frequency offset on each channel can be set individually as a function of the frequency offset determined in the associated BTS receiver from the signal received by the mobile station.
Beispielsweise kann der Frequenzversatz reduziert werden, wenn aufgrund der durch den Dopplereffekt entstehenden und im Empfänger der BTS meßbaren Frequenzablage darauf geschlossen werden kann, daß sich die Mobilstation ausreichend schnell bewegt. Eine weitere Anwendung kann darin bestehen, daß bei sehr schnell sich bewegenden Mobilstationen, z.B. solchen, die in schnellfahrenden Zügen benutzt werden, die Dopplerverschiebung durch einen entsprechend eingestellten Frequenzversatz teil- weise kompensiert wird, damit die insgesamt resultierende Frequenzablage innerhalb des von der adaptiven Phasennach- führung in den Empfängern der Mobilstation und der BTS verarbeitbaren Bereichs bleibt. Hierdurch kann ein Anstieg der Bitfehlerrate bei hohen Geschwindigkeiten, wie er in den zitierten Veröffentlichungen berichtet ist, verhindert werden.For example, the frequency offset can be reduced if it can be concluded from the frequency offset caused by the Doppler effect and measurable in the receiver of the BTS that the mobile station is moving sufficiently quickly. Another application can be that in the case of very fast moving mobile stations, e.g. those that are used in high-speed trains, the Doppler shift is partially compensated for by an appropriately set frequency offset, so that the overall resulting frequency offset remains within the range that can be processed by the adaptive phase tracking in the receivers of the mobile station and the BTS. This can prevent an increase in the bit error rate at high speeds, as reported in the cited publications.
In einer zusätzlichen Erweiterung der Verfahren kann der zeitliche Versatz auf jedem Kanal individuell einge- stellt werden in Abhängigkeit von der im zugehörigen Empfänger in der BTS bei der adaptiven Entzerrung er¬ mittelten Impulsantwort des Kanals.In an additional extension of the method, the time offset on each channel can be set individually as a function of the impulse response of the channel determined in the associated receiver in the BTS during adaptive equalization.
Zur Realisierung der beschriebenen Verfahren gibt es verschiedene Möglichkeiten. In einer ersten Ausführungsform (U) wird in der BTS das modulierende Signal (Basisbandsignal) ausgekoppelt, gegebenenfalls verzögert, einer aus der Frequenzer- zeugung der BTS abgeleiteten und um den Frequenzver¬ satz verschobenen Trägerfrequenz aufmoduliert und nach Leistungsverstärkung einer Sendeantenne zugeführt.There are various options for realizing the described methods. In a first embodiment (U), the modulating signal (baseband signal) is decoupled in the BTS, possibly delayed, modulated onto a carrier frequency derived from the frequency generation of the BTS and shifted by the frequency shift, and fed to a transmitting antenna after power amplification.
Diese Ausführungsform eignet sich zur Installation am Standort der BTS, so daß von einer Einrichtung die gesamte von der BTS abgedeckte Zellfläche versorgt werden kann.This embodiment is suitable for installation at the location of the BTS, so that the entire cell area covered by the BTS can be supplied by one device.
In einer zweiten Ausführung (V) werden die besagten Einrichtungen in Form eines Relaissenders (repeater) realisiert. Hierzu wird das von der BTS ausgesendete Signal empfangen, mit einer ersten Mischfrequenz in eine Zwischenfrequenzläge umgesetzt, verstärkt, gegebenen¬ falls zeitlich verzögert, und anschließend mit einer zweiten Mischfrequenz, die sich von der ersten Misch¬ frequenz um den gewünschten Frequenzversatz unter¬ scheidet, in die ursprüngliche Frequenzlage umgesetzt und nach Verstärkung wieder ausgesendet.In a second embodiment (V), said devices are implemented in the form of a relay transmitter (repeater). For this purpose, the signal transmitted by the BTS is received, converted into an intermediate frequency position with a first mixed frequency, amplified, if necessary delayed, and then with a second mixed frequency which differs from the first mixed frequency by the desired frequency offset. converted into the original frequency position and transmitted again after amplification.
Wie bei allen Gleichfrequenz-Relaissendern (on-frequency repeater) muß bei der Aufstellung dieser Einrichtung auf genügende Entkopplung zwischen der Empfangs- und der Sendeantenne geachtet werden, damit keine Schwing¬ neigung einsetzt.As with all direct frequency relay transmitters (on-frequency repeater), when setting up this device, care must be taken to ensure sufficient decoupling between the receiving and transmitting antennas so that no tendency to oscillate begins.
Um diese Gefahr zu vermeiden, kann die Einrichtung in einer dritten Ausführungsform (W) so weitergebildet werden, daß von der BTS das Sendesignal zusätzlich in einem anderen Frequenzbereich, z.B. als Richtfunk- signal, aussendet, und die Relaisstation dieses Signal empfängt, wie vorstehend beschrieben verarbeitet, und anschließend mit dem definierten Frequenzversatz auf den von der BTS benutzten Frequenzen wieder aussendet.In order to avoid this danger, the device can be developed in a third embodiment (W) in such a way that the BTS also transmits the transmission signal in a different frequency range, for example as a directional radio signal, and the relay station transmits this signal receives, processed as described above, and then transmits again with the defined frequency offset on the frequencies used by the BTS.
Die dargestellten Verfahren lassen sich auch zur Ver¬ besserung der Übertragungsverhältnisse in der Über¬ tragungsrichtung von den Mobilstationen zur Fest¬ station anwenden. Dazu können Relaissender dienen, welche die Signale der Mobilstationen empfangen, mit einem Frequenzversatz, einem zeitlichen Versatz, oder einer Kombination dieser Merkmale versehen, und in der Original-Frequenzläge oder über eine Richtfunkverbindung an die BTS übertragen.The methods shown can also be used to improve the transmission conditions in the transmission direction from the mobile stations to the fixed station. Relay transmitters, which receive the signals from the mobile stations, provide them with a frequency offset, a time offset, or a combination of these features, and transmit them to the BTS in the original frequency position or via a directional radio link can serve this purpose.
Nachfolgend werden einige besondere Anordnungen der Einrichtungen in Funkzellen nach den erfindungsgemässen Verfahren dargestellt.Some special arrangements of the devices in radio cells according to the inventive method are shown below.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentan¬ sprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, ein schließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen darge¬ stellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesent¬ lich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The subject matter of the present invention results not only from the subject matter of the individual patent claims, but also from the combination of the individual patent claims with one another. All of the information and features disclosed in the documents, including the summary, in particular the spatial configuration shown in the drawings are claimed to be essential to the invention, insofar as they are new to the prior art, individually or in combination.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrereThe invention based on several
Ausführungswege darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. Es zeigen:Drawings illustrating execution paths explained in more detail. Further features and advantages of the invention which are essential to the invention emerge from the drawings and their description. Show it:
Figur 1: zeigt eine von der Mitte her von einer BTS mit einer rundstrahlenden Antenne ausgeleuchtete Funkzelle, wo am Standort der BTS eine weitere Einrichtung E, vorzugsweise in der Ausführung (U) eingerichtet wird, welche näherungsweise das gleiche Gebiet wie die BTS zusätzlich versorgt (Versorgungsgebiet 3) .FIG. 1: shows a radio cell illuminated from the center by a BTS with an omnidirectional antenna, where a further device E, preferably in the version (U), is set up at the location of the BTS, which additionally supplies approximately the same area as the BTS ( Service area 3).
In Figur 2 ist eine ebenfalls mittenversorgte Funkzelle 1 dargestellt, innerhalb welcher zwei Einrichtungen (E) , z.B. nach der Ausführung (V), angeordnet sind, die jeweils einen bestimmten Teil der Zelle zusätzlich mit überlagerten Versorgungsgebieten 3 versorgen. Dabei kann es sich z.B. um Gebiete handeln, in denen verstärkt mit dem Betrieb von Taschentelefonen gerechnet wird, wie Fußgängerzonen, Sportanlagen, Bahnhöfe, vorstädti¬ sche Wohnanlagen, Parks o.a.FIG. 2 shows a radio cell 1 which is likewise supplied with a center, within which two devices (E), e.g. after the execution (V), are arranged, each supplying a certain part of the cell with superimposed supply areas 3. It can e.g. are areas in which the operation of pocket telephones is increasingly expected, such as pedestrian zones, sports facilities, train stations, suburban housing complexes, parks or the like.
Figur 3 betrifft eine von einer BTS mit einer Richt¬ antenne versorgte Sektorzelle 4, die Teil eines aus¬ gedehnten Sektorzellennetzes sein kann, an deren der BTS gegenüberliegenden Rand der Zelle eine Einrichtung (E) angeordnet ist, z.B. nach der Ausführung (W) , welche von diesem Standort aus mit einer der BTS entgegengesetzten Richtantenne die besagte Sektorzelle (4) mit denselben Kanälen wie die BTS zusätzlich ver¬ sorgt, (Sektor-Versorgungsgebiet 5) .FIG. 3 relates to a sector cell 4 supplied by a BTS with a directional antenna, which can be part of an extensive sector cell network, on the edge of the cell opposite the BTS of which a device (E) is arranged, e.g. after the version (W), which additionally supplies the said sector cell (4) with the same channels as the BTS from this location with a directional antenna opposite the BTS (sector coverage area 5).
Bei dieser Anordnung kann auf den zusätzlichen zeit¬ lichen Versatz des Signals verzichtet werden, wenn die Entfernung zwischen BTS und (E) bereits eine ent¬ sprechende Verzögerung durch die Laufzeit des Signals zur Folge hat. Figur 4 zeigt eine andere von einer BTS mit einer Richt¬ antenne vom Rand her versorgte Zelle als Teil eines Funknetzes, bei dem jeweils an Kreuzungspunkten mit benachbarten Zellen Einrichtungen (E) , z.B. in der Ausführung (W) , angeordnet sind, die ihrerseits mit Sektorantennen die Zelle zusätzlich versorgen. Die Anordnung ist so gewählt, daß an denselben Standorten auch entsprechende Einrichtungen zur zusätzlichen Versorgung der Nachbarzellen untergebracht werden können. Mit der gleichen Begründung wie bei Figur 3 kann auch hier unter Umständen auf den zusätzlichen zeitlichen Versatz der Sendesignale verzichtet werden.With this arrangement, the additional time offset of the signal can be dispensed with if the distance between BTS and (E) already results in a corresponding delay due to the transit time of the signal. FIG. 4 shows another cell, supplied by a BTS with a directional antenna from the edge, as part of a radio network, in which devices (E), for example in the version (W), are arranged at intersections with neighboring cells, which in turn are associated with Sector antennas additionally supply the cell. The arrangement is chosen so that appropriate facilities for additional supply to neighboring cells can also be accommodated at the same locations. With the same reasoning as in FIG. 3, the additional time offset of the transmission signals can also be dispensed with here.
Die sich bei regelmässiger Fortsetzung dieser Anordnung ergebende FunknetzStruktur ist in Figur 5 skizziert. Mit einer solchen Anordnung wird gleichzeitig der Gleichkanal-Interferenzabstand und damit die Wiederhol¬ barkeit der Kanäle in der Fläche verbessert, weil die BTS mit geringerer Leistung senden kann.The radio network structure that results when this arrangement is continued on a regular basis is outlined in FIG. With such an arrangement, the co-channel interference distance and thus the repeatability of the channels in the area are improved at the same time because the BTS can transmit with lower power.
Figur 6 stellt eine von der Mitte her durch eine BTS versorgte Zelle dar, an deren Rand mehrere Einrichtungen (E) , beispielsweise nach Ausführung (W) , angeordnet sind, die ihrerseits mit Richtantennen Teile der Zelle mit denselben Kanälen wie die BTS versorgen.FIG. 6 shows a cell supplied from the center by a BTS, on the edge of which several devices (E), for example according to version (W), are arranged, which in turn provide parts of the cell with directional antennas with the same channels as the BTS.
Auch bei dieser Anordnung können an denselben Standorten Relaissender für die benachbarten Zellen angeordnet werden, und es wird ebenfalls eine bessere Kanalwieder¬ holbarkeit ermöglicht. Zeichnungs-LegendeWith this arrangement too, relay transmitters for the neighboring cells can be arranged at the same locations, and better channel repeatability is also made possible. Drawing legend
1 Funkzelle BTS = Feststation1 radio cell BTS = base station
2 erste Feststation (BTS) Y ****• zweite weitere Fest¬ station 3 Versorgungsgebiet der Z = dritte weitere Fest¬ weiteren Einrichtung) station2 first base station (BTS) Y **** • second additional base station 3 coverage area of the Z = third additional base station)
4 Sektorzelle (BTS) X = vierte weitere Fest¬ station4 sector cell (BTS) X = fourth further fixed station
5 Sektorzelle (weitere Einrichtung)5 sector cell (further facility)
U - erste Ausführung V = zweite Ausführung W = dritte Ausführung E = weitere Einrichtung U - first version V = second version W = third version E = further equipment

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Verbesserung der Versorgung von Mobil¬ telefonen in zellularen Mobilfunksystemen, wobei in jeder Zelle (1) mindestens eine erste Feststation (BTS) mit mindestens einer Antenne angeordnet ist, welche mindestens den Bereich dieser Zelle (1) mit Funkfrequen¬ zen einer Kanalgruppe überstreicht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Bereich der Zelle (1) mindestens eine zweite weitere Feststation (Y) angeordnet ist, welche mindestens einen Teil der Zelle (1) mit Funkfrequenzen der gleichen Kanalgruppe wie die der ersten Feststation (BTS) versorgt, und daß die Trägerfrequenzen der Kanäle der Kanalgruppe der zweiten Feststation (Y) um einen bestimmten Frequenzversatz gegenüber den Trägerfrequenzen der Kanäle der Kanalgruppe der ersten Feststation (BTS) abweichen.1. A method for improving the supply of mobile telephones in cellular mobile radio systems, with at least one first fixed station (BTS) with at least one antenna being arranged in each cell (1), which at least covers the area of this cell (1) with radio frequencies Channel group sweeps, characterized in that at least one second further base station (Y) is arranged in the area of the cell (1), which supplies at least a part of the cell (1) with radio frequencies of the same channel group as that of the first base station (BTS), and that the carrier frequencies of the channels of the channel group of the second base station (Y) differ by a certain frequency offset from the carrier frequencies of the channels of the channel group of the first base station (BTS).
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Frequenzversatz zeitlich fest einen gleichbleibenden Wert aufweist.2. The method according to claim 1, that the frequency offset has a constant value over time.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Frequenzversatz zeitlich variabel ist.3. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the frequency offset is variable in time.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Frequenzversatz zwischen der Trägerfrequenz der ersten und der zweiten Feststation in der Größenordnung der geschwindigkeitsabhängigen Dopplerfrequenz einer bewegten (54-240 km/h) Mobilstation liegt.4. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that the frequency offset between the carrier frequency of the first and the second base station in the order of magnitude the speed-dependent Doppler frequency of a moving (54-240 km / h) mobile station.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß der Frequenzversatz zwischen 0,05 und 0,2 ppm (parts per million) von der Trägerfrequenz der ersten Feststation beträgt.5. Device for carrying out the method according to any one of claims 1-4, that the frequency offset is between 0.05 and 0.2 ppm (parts per million) from the carrier frequency of the first base station.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Feststation (BTS) am Rande einer Sektorzelle (4) angeordnet ist und daß die weitere Feststation (E) der ersten Feststation (BTS) bezüglich der Sektorzelle (4) gegenüberliegend ange- ordnet ist, (Fig. 3) .6. The device according to claim 5, characterized in that the first base station (BTS) is arranged on the edge of a sector cell (4) and that the further base station (E) of the first base station (BTS) with respect to the sector cell (4) is arranged opposite , (Fig. 3).
7. Verfahren zur Verbesserung der Versorgung von Mobil¬ telefonen in zellularen Mobilfunksystemen, wobei in jeder Zelle (1) mindestens eine erste Feststation (BTS) mit mindestens einer Antenne angeordnet ist, welche mindestens den Bereich dieser Zelle (1) mit Funkfrequen¬ zen einer Kanalgruppe überstreicht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Bereich der Zelle (1) mindestens eine weitere Feststation (Z) angeordnet ist, welche mindestens einen Teil der Zelle (1) mit Funkfrequenzen der gleichen Kanalgruppe wie die der ersten Feststation (BTS) versorgt, und daß die Aussendung der weiteren Feststation (Z) gegenüber der Ansendung der ersten Feststation (BTS) phasenverschoben um einen derartigen Zeitversatz erfolgt, daß die beiden Signale den Empfänger der Mobilstation innerhalb eines Zeitfensters erreichen, welches durch einen in der Mobilstation angeordneten Entzerrer aufge¬ löst und ausgenutzt wird. 7. A method for improving the supply of mobile telephones in cellular mobile radio systems, wherein at least one first fixed station (BTS) with at least one antenna is arranged in each cell (1), which has at least the area of this cell (1) with radio frequencies Channel group sweeps, characterized in that in the area of the cell (1) at least one further base station (Z) is arranged, which supplies at least a part of the cell (1) with radio frequencies of the same channel group as that of the first base station (BTS), and that The other base station (Z) is transmitted out of phase with the transmission of the first base station (BTS) by such a time offset that the two signals reach the receiver of the mobile station within a time window which is resolved and used by an equalizer arranged in the mobile station .
8. Vorrichtunng zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zeitversatz für alle Kanäle der Kanalgruppe einheit¬ lich eingestellt ist.8. Device for carrying out the method according to claim 7, that the time offset for all channels of the channel group is set uniformly.
9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h- n e t, daß der Zeitversatz individuell für jeden einzelnen Kanal der Kanalgruppe eingestellt ist.9. Device for carrying out the method according to claim 7, so that the time offset is set individually for each individual channel of the channel group.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zeitversatz mit dem die Signale der ersten Feststation (BTS) und der weiteren Feststation (Z) den Empfänger der Mobilstation erreichen, im Bereich von etwa zwischen 3 und 16 Mikrosekunden liegt.10. Device according to one of claims 8 or 9, so that the time offset with which the signals of the first base station (BTS) and the further base station (Z) reach the receiver of the mobile station is in the range of approximately between 3 and 16 microseconds.
11. Verfahren nach Anspruch 1 und 7 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die weitere Fest¬ station (X) auf jedem Kanal der Kanalgruppe ein Signal aussendet, welches gegenüber dem Sendesignal der ersten Feststation (BTS) sowohl zeitlich versetzt ist, als auch einen Frequenzversatz aufweist.11. The method according to claim 1 and 7 and one or more of claims 2-4, characterized in that the further Fest¬ station (X) emits a signal on each channel of the channel group, which is both temporally compared to the transmission signal of the first base station (BTS) is offset, as well as has a frequency offset.
12. Verfahren nach Anspruch 1 und 7 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die weitere Feststation (YZ) auf jedem Kanal der Kanal- gruppe ein Signal aussendet, welches sich zusammensetzt aus einem ersten Teilsignal, welches die gleiche Zeit¬ lage besitzt wie das Signal der ersten Feststation (BTS) , diesem gegenüber aber einen Frequenzversatz aufweist und einem zweiten Teilsignal, welches gegen- über dem Signal der ersten Feststation (BTS) einen zeitlichen Versatz aufweist und welches zusätzlich gegenüber dem Signal der ersten Feststation (BTS) einen Frequenzversatz aufweist.12. The method according to claim 1 and 7 and one or more of claims 2-4, characterized in that the further base station (YZ) emits a signal on each channel of the channel group, which is composed of a first partial signal, which is the same time ¬ layer has like the signal of the first base station (BTS), but has a frequency offset with respect to it and a second partial signal which is opposite the signal of the first base station (BTS) has a time offset and which additionally has a frequency offset compared to the signal of the first base station (BTS).
13. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach13. Device for carrying out the method according to
Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h- n e t, daß der Frequenzversatz des zweiten Teilsignals in Betrag und Vorzeichen unterschiedlich vom Frequenz¬ versatz des ersten Teilsignals ist.Claim 12, that the frequency offset of the second partial signal is different in magnitude and sign from the frequency offset of the first partial signal.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Frequenzversatz auf jedem Kanal individuell eingestellt wird in Abhängigkeit von der im zugehörigen Empfänger der ersten Feststaton (BTS) aus dem von der Mobilstation empfangenen Signal ermittelten Frequenz¬ ablage.14. The method according to any one of the preceding claims 1-13, that the frequency offset on each channel is set individually as a function of the frequency storage determined in the associated receiver of the first fixed station (BTS) from the signal received by the mobile station.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der zeitliche Versatz auf jedem Kanal individuell eingestellt wird in Abhängigkeit von der im zugeordneten Empfänger in der ersten Feststation (BTS) bei der adap¬ tiven Entzerrung ermittelten Impulsantwort des Kanals.15. The method according to any one of the preceding claims 1-13, so that the time offset on each channel is set individually as a function of the impulse response of the channel determined in the assigned receiver in the first fixed station (BTS) during adaptive equalization.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß aus dem Signal der ersten Feststation (BTS) das modulierende Signal (Basisbandsignal) ausgekoppelt, gegebenenfalls verzögert, einer aus der Frequenzerzeu¬ gung der ersten Feststation (BTS) abgeleiteten und um den Frequenzversatz verschobenen Trägerfrequenz aufmoduliert und nach LeistungsVerstärkung einer Sendeantenne der weiteren Feststation (Y oder Z oder YZ) zugeführt wird. 16. Device according to one of the preceding claims 1-15, characterized in that from the signal of the first base station (BTS), the modulating signal (baseband signal) is coupled out, possibly delayed, one derived from the frequency generation of the first base station (BTS) and around the frequency offset shifted carrier frequency is modulated and is fed to the further base station (Y or Z or YZ) after the gain of a transmitting antenna.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen der ersten Feststation (BTS) und der weiteren Feststation (Y oder Z oder YZ) eine Relais-Verbindung besteht, wobei von der weiteren Feststation das von der ersten Feststation (BTS) ausgesendete Signal empfan¬ gen wird, mit einer ersten Mischfrequenz in eine Zwischen¬ frequenzläge umgesetzt wird, verstärkt wird, gegebenen- falls zeitlich verzögert wird und anschließend mit einer zweiten Mischfrequenz, die sich von der ersten Mischfrequenz um den gewünschten Frequenzversatz unter¬ scheidet, in die ursprüngliche Frequenzläge umgesetzt und nach der Verstärkung von der weiteren Feststation (Y oder Z oder YZ) ausgesendet wird.17. The device according to one of claims 1-15, characterized in that there is a relay connection between the first base station (BTS) and the further base station (Y or Z or YZ), with the further base station that of the first base station (BTS ) received signal is received, converted into an intermediate frequency position with a first mixing frequency, amplified, possibly delayed, and then with a second mixing frequency, which differs from the first mixing frequency by the desired frequency offset, converted into the original frequency range and transmitted after amplification by the other base station (Y or Z or YZ).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, daß die erste Feststation (BTS) ihr Sendesignal zusätzlich in einem anderen Frequenzbereich, z.B. als Richtfunk¬ signal, aussendet und die Relaisstation dieses Signal nach der technischen Lehre des Anspruchs 17 verarbeitet und anschließend mit dem definierten Frequenzversatz auf den von der ersten Feststation (BTS) benutzten Frequenzen wieder aussendet.18. The apparatus of claim 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et that the first base station (BTS) its transmit signal in addition in a different frequency range, e.g. sends out as a radio signal and the relay station processes this signal according to the technical teaching of claim 17 and then sends it again with the defined frequency offset on the frequencies used by the first base station (BTS).
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Feststation (BTS) ihre Sektorzelle (4) als Teil eines Funknetzes vom Rand her versorgt und daß die weiteren Feststationen (E) in den Kreuzungs¬ punkten mit benachbarten Sektorzellen (4) angeordnet sind, (Fig. 4) .19. Device according to one of the preceding claims 1-18, characterized in that the first base station (BTS) supplies its sector cell (4) as part of a radio network from the edge and that the other base stations (E) in the intersection points with adjacent sector cells (4) are arranged (Fig. 4).
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Feststation (BTS) ihre Sektorzelle (4) von der Mitte aus versorgt und daß am Rand dieser Sektorzelle (4) die weiteren Feststationen (E) angeordnet sind, die ihrerseits mit Richtantennen Teile der Sektorzelle (4) mit denselben Kanälen wie die erste Feststation (BTS) versorgen. 20. Device according to one of the preceding Claims 1-18, characterized in that the first fixed station (BTS) supplies its sector cell (4) from the center and that further fixed stations (E) are arranged on the edge of this sector cell (4), which in turn have parts of the sector cell (with directional antennas) 4) provide the same channels as the first base station (BTS).
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