DE19533954C2

DE19533954C2 - Verfahren zum Verbessern der Übertragungseffizienz in einem Frequenz-Hopper-TDMA-Kommunikationssystem ####

Info

Publication number: DE19533954C2
Application number: DE19533954A
Authority: DE
Inventors: Charles J Malek; David L Weigand
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1994-09-23
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 2000-10-05
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: KR960012787A; CA2158115A1; FR2725086B1; SE518431C2; JPH08191267A; CA2158115C; SE9503285L; BR9504126A; JP3070656B2; TW288238B; SE9503285D0; GB2293525B; CN1132452A; FR2725086A1; GB9518820D0; GB2293525A; DE19533954A1; MX9504037A; US5606560A; KR0149951B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Übertra gungseffizienz in einem Frequenz-Hopper-TDMA-Kommunikationssystem.

In drahtlosen Kommunikationssystemen wurden Anstrengungen unternommen, die Verwendung des Spektrums zu erweitern, um eine größere Anzahl von Benutzern in einem vorgegebenen Frequenzband zu ermöglichen. Ein Beispiel einer Technik zum Erhöhen der spektralen Effizienz ist eine Mehrfachszugriffstechnik mit Frequenzunterteilung (FDMA). In einem herkömmlichen FDMA-System wird ein vorgegebenes Frequenzband in eine Anzahl von Kanälen unterteilt, wobei jeder Kanal von einem Benutzer besetzt wird. Ein FDMA- System kann auch ein Zeitunterteilungs-Duplex-(TDD-)System sein, bei dem ein vorgege bener RF-Kanal zum Übertragen von Datenpaketen sowohl in die Vorwärts- als auch in die Rückwärtsrichtung der Kommunikation, die in der Zeit getrennt sind, verwendet wird.

Weitere Techniken umfassen digitale Kommunikationssysteme mit mehrfachem Zu griff. Eine solche herkömmliche mehrfache Zugriffstechnik zum Erhöhen der effizienten Verwendung des Spektrums ist die Mehrfachzugriffstechnik mit Zeitunterteilung (TDMA). In einem TDMA-System wird jeder Kanal in eine Mehrzahl von Intervallen zur Übertragung von Signalen unterteilt. Jedes Zeitintervall kann einem anderen Anruf zugeteilt werden. Ein TDMA-System kann auch TDD-Techniken verwenden. Folglich kann eine bestimmte An zahl von Anrufen gleichzeitig auf einem einzigen Kanal oder einer einzigen Frequenz über tragen werden.

Schließlich kann eine erhöhte spektrale Frequenz durch verteilte Spektraltechniken in der Form eines langsamen Frequenzsprungsystems oder eines CDMA Systems mit direk ter Folge erreicht werden. In einem langsamen Frequenzsprungsystem wird die Trägerfre quenz des Signals mit einer vorgegebenen Rate über einen weiten Bereich möglicher Fre quenzen in einer Pseudo-Zufallsfolge von vornherein durch den Empfänger geändert. Im allgemeinen verringern verteilte Spektraltechniken die Auswirkungen sowohl von beabsich tigten als auch von unabsichtlichen Störungen. CDMA-Systeme mit direkter Folge ermögli chen, daß mehrere Benutzer dasselbe Spektrum verwenden, wobei jedem Benutzer eine ein deutige Zufallskodesequenz zugeteilt wird. Das Signal wird durch die breite Bandbreite der Zufallssequenz, die zuvor dem Empfänger bekannt ist, verteilt.

In einem herkömmlichen Kommunikationssystem mit mehrfachem Zugriff überträgt eine Basisstation periodisch ein Leit- oder Synchronisationssignal, um die Synchronisation mit dem dazugehörenden Handgerät aufrecht zu erhalten. Zum Beispiel muß in einem Sy stem mit mehrfachem Zugriff mit Zeitunterteilung und Duplextechnik ein Intervall in einem Zeitpaket immer besetzt werden, auch wenn die Basisstation nicht an einem Gespräch be teiligt ist. In Abhängigkeit von dem verwendeten Kommunikationssystem werden vorhande ne Mittel zum Erzeugen der Kommunikation zwischen den Geräten verwendet, um die Syn chronisation zwischen den Geräten, die nicht in Kommunikation miteinander stehen, auf recht zu erhalten. Folglich besteht die Notwendigkeit für ein Verfahren in einer Vorrichtung zum Erhöhen der spektralen Effizienz, um einer größeren Anzahl von Benutzern zu ermög lichen, ein vorgegebenes Frequenzband zu verwenden.

Aus EP-0 540 808 A2 ist ein Synchronisationsverfahren für ein nach GSM-Standard arbeitendes Mobilfunktelefon bekannt. Gemäß dem angegebenen Verfahren weist eine Anfangssynchronisation eine Normalbetrieb-Synchronisation und eine Aufsyn chronisation während des Normalbetriebs auf. Dabei ist die Anfangssynchronisation in eine Frequenz-Groupsynchronisation, eine Rahmen-Groupsynchronisation, eine Frequenz-Feinsynchronisation und eine Rahmen-Feinsynchronisation unterteilt, während die Normalbetrieb-Synchronisation aus einer Rahmen-Feinsynchronisation mit Frequenz-Feinsynchronisation und einer Datensignalvorverarbeitung besteht und die Aufsynchronisation aus einer Rahmen-Groupsynchronisation und einer Rahmen-Feinsynchronisation mit Frequenz-Feinsynchronisation besteht.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem in einem digitalen, drahtlosen Kommunikationssystem mit Mehrfachzugriff eine größere Anzahl von Teilnehmern als in bisher bekannten Systemen bedient werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 10 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug nahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die Zeich nungen im einzelnen:

Fig. 1 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Erhöhen der spektralen Beset zung nach der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Empfangen eines in einer land gebundenen Leitung erzeugten Telephonanrufs nach der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Übertragung von Signalen zwischen einer Hauptstation und einer Nebenstation zeigt, die in einem Kommunikationssystem nach der vorliegenden Erfindung arbeiten.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das eine alternative Verwendung von Handgeräten zeigt, die in einem drahtlosen Kommunikationssystem nach der vorliegenden Erfindung ar beiten.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Schritte zum Synchronisieren von Handgeräten nach der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht eines drahtlosen Kommunikationssystems mit Basisstationen mit mehrfachem Zugriff, die mit einem öffentlichen Telephonnetzwerk ver bunden sind.

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen, drahtlosen Basisstation oder ei nes herkömmlichen Handgeräts.

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das bevorzugte Schritte zum Bestimmen eines verfüg baren Indexes in einem System mit langsamen Frequenzsprüngen zeigt.

Fig. 9 ist ein Datenpaketdiagramm eines Funk-Schnittstellenprotokolls zum Syn chronisieren des Handgeräts mit einer Basisstation.

In einem drahtlosen Kommunikationssystem ist die spektrale Verfügbarkeit gering und muß effizient genutzt werden, um einer größtmöglichen Zahl von Benutzern zu ermög lichen, in einem vorgegebenen Frequenzband zu kommunizieren. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine verbesserte spektrale Effi zienz, indem sie die Erfordernis für die Aufrechterhaltung der Synchronisation der Basis stationen mit den Handgeräten beseitigt. Insbesondere überträgt eine Basisstation nicht kon tinuierlich ein Synchronisationssignal sondern überträgt nur ein Ruf und Handgerätkode signal, wenn ein Anruf von der Basisstation empfangen wird. Im Falle eines von dem Hand gerät aus getätigten Anrufes, arbeitet das Handgerät als Basisstation (also als Hauptstation) und ruft seine mit ihm verbundene Basisstation an. Das Handgerät dreht dann die herkömm liche Arbeitsweise des Handgeräts (also als Nebenstation) um. In einem herkömmlichen Sy stem mit langsamen Frequenzsprüngen mit zum Beispiel 83 Kanälen, kann eine maximale Anzahl von 83 Basisstationen zu einem Zeitpunkt in dem System arbeiten. Jedoch ermög licht die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Durchführung von 83 Gesprä chen zu einem gegebenen Zeitpunkt. Folglich kann die Anzahl von Basisstationen innerhalb desselben Bereichs erheblich erhöht werden, wenn man annimmt, daß im Mittel nicht alle Basisstationen zu allen Zeitpunkten verwendet werden.

Zunächst ist in Fig. 6 ein herkömmliches drahtloses Kommunikationssystem 102 gezeigt. Das drahtlose Kommunikationssystem umfaßt eine Mehrzahl von Basisstationen 104, die jeweils eine RF-Bedeckung einer Fläche 108 erzeugen. Jede Basisstation kann mit einem öffentlichen Telephonnetzwerk 106 verbunden sein. Es ist jedoch klar, daß der Schaltkreis und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung in einem drahtlosen Kom munikationssystem implementiert werden können, das Basisstationen umfaßt, die nicht mit einem öffentlichen Telephonnetzwerk verbunden sind. Die Basisstationen könnten in einem unabhängigen Netzwerk miteinander verbunden sein oder könnten alleinstehende Einheiten sein, die zufällig in denselben Frequenzbändern arbeiten. Jede Basisstation ist außerdem ge eignet, mit einem oder mehreren Handgeräten 110 zu arbeiten. Schließlich kann jede Basis station über RF-Signale mit einer anderen Basisstation kommunizieren, die in ihrem Bereich liegt. Vorzugsweise können Steuerungssignale einschließlich synchronisierter Signale mittels RF zwischen den Basisstationen überragen werden.

In Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm einen herkömmlichen Basis- oder Handgerät schaltkreis. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind ein ASIC (anwendungspezi fischer, integrierter Schaltkreis) 201, wie etwa ein CMOS-ASIC in MDA08-Technologie oder H4C-Technologie, verfügbar bei Motorola Inc., und ein Mikroprozessor 203, wie etwa ein 68HC11-Mikroprozessor, verfügbar bei Motorola Inc., verbunden, um das in Fig. 9 ge zeigte Kommunikationsprotokoll zu erzeugen. Der ASIC 201 umfaßt nach der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine getrennte Suchvorrichtung zum Feststellen einer zweiten Syn chronisationsquelle. Die zweite Suchvorrichtung könnte eine getrennte digitale, phasenver riegelte Schleife (DPLL) oder ein über-ausgetasteter Kreuzkorrelator sein. Digitale phasen verriegelte Schleifen sind in der Technik wohlbekannt. Ein Beispiel einer digitalen phasen verriegelten Schleife kann in der US 3 983 498 gefunden werden. Ein Beispiel eines über-ausgetasteten Kreuzkorrelators kann in der US 5 117 441 gefunden werden.

Der Mikroprozessor 203 verwendet ein RAM 205, ein EEPROM 207 und ein ROM 209, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in Verpackung 211 zusammengefaßt sind, um die notwendigen Schritte auszuführen, um das Protokoll zu erzeugen und weitere Funktionen der Kommunikationseinheit durchzuführen, wie etwa das Schreiben auf eine Anzeige 213, das Annehmen von Information von einer Tastatur 215 und das Steuern eines Frequenzsynthesizers 225. Der ASIC 201 verarbeitet Audiosignale, die von einem Audio schaltkreis 219 von einem Mikrophon 217 kommend und zu einem Lautsprecher 221 ge hend umgeformt werden. Bestimmte Nachrichtenfelder werden von dem ASIC 201 erzeugt und von dem Audioschaltkreis 219 und dem Mikroprozessor 203 aufgefüllt, und weitere Nachrichtenfelder werden von dem ASIC 201 erzeugt, der das Nachrichtenpaket erzeugt und es zu einem Sender 223 überträgt. Der Sender 223 sendet untere Verwendung von Trä gerfrequenzen, die von dem Frequenzsynthesizer 225 in dem für das System ausgewählten Sprungverfahren, das von dem Mikroprozessor 203 gesteuert wird, erzeugt werden, über eine Antenne 229. Information, die von der Antenne 229 der Kommunikationseinheit emp fangen wird, kommt in den Empfänger 227, der die Symbole des Nachrichtenpakets unter Verwendung der Trägerfrequenzen aus dem Frequenzsynthesizer 225 entsprechend dem für das System ausgewählten Sprungverfahren demoduliert. Der ASIC 203 zergliedert dann das empfangene Nachrichtenpaket in seine Bestandteile. Wenn der Schaltkreis der Fig. 7 in einer festen Basisstation eingebaut ist, kann der Audioschaltkreis der Basisstation mit einem Tele kommunikationsnetzwerk 233 verbunden sein.

In Fig. 8 sind die bevorzugten Schritte zum Durchführen der Sprungsequenz in ei nem herkömmlichen Frequenzsprungsystem gezeigt. In einem Schritt 302 wird der Index (also ein Offset in eine vorgegebene Sequenz von Kanälen beginnend mit einem ersten Ka nal) gleich null gesetzt. In einem Schritt 304 tastet die Basisstation den nächsten Index (d ieselbe Sequenz von Kanälen beginnend mit dem zweiten Kanal in der Sequenz) ab und stellt in einem Schritt 306 fest, ob die Empfängersignalstärkeanzeige (RSSI) aller Kanäle kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist. Wenn die RSSI aller Kanäle kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist, speichert die Basisstation in einem Schritt 308 eine Angabe, daß der Index N null besetzte Kanäle hat. Wenn die RSSI aller Kanäle in Schritt 306 nicht kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist, gibt die Basisstation in einem Schritt 310 die Anzahl der besetzten Kanäle an.

In einem Schritt 312 bestimmt die Basisstation, ob drei Indizes ohne besetzte Kanäle zur Verfügung stehen. Wenn drei Indizes zur Verfügung stehen, wählt die Basisstation den ersten Index in einem Schritt 314 aus und führt in einem Schritt 316 den normalen Betrieb durch. Wenn jedoch keine drei Indizes zur Verfügung stehen, bestimmt die Basisstation in einem Schritt 318, ob alle Indizes abgetastet worden sind. Wenn nicht alle Indizes abgeta stet worden sind, tastet die Basisstation den nächsten Index in Schritt 304 ab. Wenn alle Indizes abgetastet worden sind, verwendet die Basisstation den besten verfügbaren Index in Abhängigkeit von der geringsten Zahl von besetzten Kanälen mit einem RSSI-Wert größer als ein vorgegebener Schwellwert. Die drei Indizes werden verwendet, um eine Liste von nächst besten Indizes zu bilden. Wenn der Index während eines Anrufs unbrauchbar wird, könnte eine Anforderung zum Ändern des Index gesendet werden. Die Liste der nächst be sten Indizes kann periodisch in Abhängigkeit von den Funkressourcen und anderen Ein schränkungen aufgefrischt werden. Während die RSSI-Bestimmung oben beschrieben ist, wird die Auswertung der Kanalqualität durch RSSI lediglich anhand eines Beispiels be schrieben. Jedes andere Verfahren zum Bestimmen der Signalqualität könnte innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

In Fig. 9 ist ein Funkschnittstellenprotokoll zum Synchronisieren der Basisstationen gezeigt. Vorzugsweise werden sowohl primäre als auch redundante Datenpakete 402 und 404 zwischen den Basisstationen hin und hergeschickt wie in Fig. 3 gezeigt. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten der Frequenz- und Bitsynchronisation mit pri mären und redundanten Datenpaketen ist in der US 5 212 715 be schrieben. Unter den speziellen Intervallen umfaßt das Datenpaket 402 ein Intervall 406 für die Synthesizer-Verriegelungszeit. Die folgenden vier Intervalle sind für Vorwärts-Primär datenfelder und Vorwärts-Redundanzdatenfelder und für Rückwärts-Primärdatenfelder und Rückwärts-Redundanzdatenfelder. Insbesondere ist das Intervall 408 ein Vorwärts- (Basisstation-zu-Handgerät) Primärdatenintervall. Das Intervall 410 ist ein Vorwärts-Re dundanzdatenfeld. Das Intervall 412 ist ein Rückwärts-(Handgerät-zu-Basisstation) Primär datenfeld, während das Intervall 414 ein Rückwärts-Redundanzdatenfeld ist. Das Intervall 416 ist ein Synthesizer-Zeitintervall. Die folgenden beiden Intervalle sind ein Leitsignalinter vall 418 und ein Austastintervall 420. Das Leitsignalintervall 418 wird verwendet, um ein Basissynchronisationsfeld zu übertragen, das verwendet wird, um die Basisstationen zu syn chronsieren. Eine Leitsignalnachricht umfaßt eine Mehrzahl von Leitsignalen, die in dem Leitsignalintervall übertragen werden. Das Austastintervall kann verwendet werden, um Handgeräteverkehr einer anderen Basisstation festzustellen, um eine Synchronisation mit dieser Basisstation zu erreichen. Alternativ könnte das Leitsignalintervall verwendet wer den, um ein Leitsignal zum Synchronisieren mit einer anderen Basisstation festzustellen.

Wie in Fig. 9 gezeigt, wird das Vorwärts-Primärzeitintervall 40 des primären Daten pakets 402 auch in dem Vorwärts-Redundanzintervall 426 des redundanten Datenpakets 404 gesendet. Das bedeutet, daß das redundante Intervall Information enthält, die den vor hergehenden Datenpaketen des primären Intervalls entspricht. Auf ähnliche Weise wird das Rückwärts-Primärintervall 412 des primären Datenpakets 402 in dem Rückwärts-Redun danzintervall 430 des redundanten Datenpakets 404 übertragen. Der Vorgang der Übertra gung der primären und redundanten Datenfelder ist in der Technik wohlbekannt und wird hier nicht weiter im Detail beschrieben. Es ist jedoch klar, daß entsprechend der vorliegen den Erfindung kein System verwendet werden muß, das ein Redundanzintervall überträgt, und daß ein einziges Datenpaket überragen werden könnte.

Fig. 9 zeigt außerdem den bevorzugten Intervallaufbau für ein Datenintervall sowohl in der Vorwärts- als auch der Rückwärtsrichtung oder für ein Primärintervall oder ein Re dundanzintervall in beiden Richtungen. Die bevorzugten Felder für ein digitales Steuerungskanal-(DCCH-)Feld 450 sind gezeigt. Ein DCCH-Datenintervall umfaßt ein Rampen/Überwachungs-(R/G-)Feld 454, ein Präambelfeld 456, ein Synchronisationsfeld 458, ein Datenfeld 460, ein zyklisches Redundanz-Überprüfungs-(CRC-)Feld 462 und ein R/G-Feld 464. Es ist auch ein digitales Verkehrsfeld 452 gezeigt. Das Präambelfeld gibt ein Markierungssignal zum Identifizieren der Basisstation an. Das Handgerät könnte mit der Basisstation basierend auf der über den digitalen Steuerungskanal gesendeten Präambel syn chronisiert werden. In dem Rückwärtskanal würde das Markierungssignal das Handgerät identifizieren. Das digitale Verkehrkanal-Datenintervall umfaßt ein R/G-Feld 466, ein Syn chronisationsfeld 468, einen langsamen, assoziierten Steuerungskanal (SACCH) 470, ein CRC-Feld 472, ein Sprachverschlüsselungs-Nutzlastfeld 474 und ein R/G-Feld 476. Wäh rend das bevorzugte Datenfeldprotokoll in Fig. 9 beschrieben ist, können zusätzliche oder weniger Felder innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung überragen werden.

In Fig. 1 zeigt ein Flußdiagramm ein Verfahren zum Erhöhen der spektralen Beset zung nach der vorliegenden Erfindung. Die herkömmliche Zuweisung des Synchronisations- Hauptgeräts ist die Basisstation und die des Nebengeräts ist das Handgerät. Diese her kömmliche Zuweisung wird entsprechend der vorliegenden Erfindung umgekehrt, um ein stilles Spektrum in einem langsamen Frequenzsprungsystem aufrechtzuerhalten. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 in größerem Detail beschrieben wird, ermöglicht die Rollenumkehr auch eine Handgerät-zu-Handgerät-Kommunikation in einer mobilen Kommunikationsum gebung mit einer persönlichen Basisstation (als eine Büro- oder feste Basisstation), die ge eignet ist, mit mehreren Handgeräten zu kommunizieren.

Wie in Fig. 1 gezeigt, fuhren weder die Basisstation noch das Handgerät eines Basis station/Handgerätepaares einen Anruf durch und übertragen daher in einem Schritt 504 kein Signal. Wenn das Handgerät einen Anruf beginnt, wird das Handgerät mit allen anderen Ba sisstationen synchronisiert, indem es in einem Schritt 506 ein Leitsignal in einem Leitsignal intervall feststellt oder einen Handgeräteverkehr in einem Austastintervall feststellt. Als Hauptgerät ruft das Handgerät in einem Schritt 510 die Basisstation an. Das Anrufsignal kann in einem Datenblock 460 in einem Rückwärts-(Handgerät-zu-Basis) Digital steuerungskanal-(DCCH-)Block 450 überragen werden. In einem Schritt 512 kehrt das Handgerät zum normalen Basisbetriebs als Nebengerät zurück. Auf ähnliche Weise kehrt die Basisstation in einem Schritt 514 zum normalen Basisbetrieb als Hauptgerät zurück. Wenn der Aufweckresponse von der Basisstation in einem Schritt 516 empfangen wird, wird der normale Betrieb des Basisstation/Handgerätepaares in einem Schritt 518 aufgenommen. Wenn kein Response empfangen wird, versucht das Handgerät in Schritt 506 mit einem an deren Handgeräteverkehr zu synchronisieren.

In Fig. 2 ist das Verfahren zum Empfangen eines Anrufes nach der vorliegenden Er findung gezeigt. Die Basisstation und das Handgerät bleiben in einem Schritt 604 still. Um einen Anruf zu empfangen, muß das Handgerät ein Rufsignal von der Basisstation feststel len. Wenn sich das Handgerät im Batteriesparmodus befindet, wacht das Handgerät peri odisch auf und hört in einem Schritt 606 auf die Basisstation. Beim Feststellen eines Anruf signals zum Beispiel von einem Anruf von einem landgebundenen Netzwerk sendet die Ba sisstation in einem Schritt 608 wiederholt ein Rufsignal und einen Handgerätecode. Die Ba sisstation sendet vorzugsweise das Rufsignal und den Handgerätecode über eine ausgedehn te Zeitperiode, um den Ruhezyklus des Handgeräts und die während des Ruhezyklus akku mulierte Zeitdisparität zu überbrücken. Wenn das Rufsignal und der Handgerätecode emp fangen worden sind, sendet das Handgerät in einem Schritt 610 eine Empfangsbestätigung an die Basisstation. Wenn die Basisstation in einem Schritt 612 die Empfangsbestätigung empfängt, hebt die Basisstation ab und beginnt in einem Schritt 614 die Anrufverarbeitung und den normalen Betrieb. Wenn von der Basisstation keine Empfangsbestätigung empfan gen wird, überträgt die Basisstation wiederum in Schritt 608 ein Rufsignal und einen Hand gerätecode.

In Fig. 3 zeigt ein Anruf-Flußdiagramm die Arbeitsweise des Synchronisationshaupt geräts und eines Synchronisationsnebengeräts und insbesondere den Aufbau des Handgeräts als Synchronisationshauptgerät und entweder des Handgeräts oder der Basisstation als Syn chronisationsnebengerät. Die übliche Rolle der Basisstation ist die eines Synchronisations hauptgeräts, während die übliche Rolle des Handgeräts die eines Synchronisationsnebenge räts ist. Herkömmlicherweise wird in einem langsamen Frequenzsprungsystem ein Leitsignal in einem DCCH-Intervallformat von dem Synchronisationshauptgerät wenigstens einmal pro Sprungumlauf gesendet, um eine Handgerätesynchronisation zu erzeugen und um anzuzei gen, daß kein Aufrufsignal oder Rufsignal aufgetreten ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sendet das Synchronisationshauptgerät immer eine feste Phase (Φ₁). Das Nebengerät stellt dann seinen Einzeldatenblockzeiger auf die gesendete Phase Φ₁ + die Phasenverzögerung Φ_d des Kanals ein. Dann sendet das Synchronisationsnebengerät in Ausrichtung mit der empfangenen Phase plus einer Verzögerung Φ_offset in einem TDD- System. Das Synchronisationshauptgerät stellt dann seinen zweiten Datenblockzeiger auf den von dem Synchronisationsnebengerät empfangenen Verkehr ein und empfängt eine Pha se von Φ₁ + 2Φ_d + Φ_offset. Dieses Synchronisationsprotokoll verhindert, daß die gesende te Phase des Synchronisationshauptgeräts mit jeder Sendung fortschreitet, was sie tun wür de, wenn sich jede der Einheiten als Synchronisationsnebengerät verhalten würde.

In Fig. 8 ist eine alternative Verwendung von Handgeräten basierend auf der umge kehrten Rolle eines Handgeräts in einem Kommunikationssystem gezeigt. Durch Umkeh rung der Rolle eines Handgeräts, so daß es als Basisgerät arbeitet, kann ein Paar von Hand geräten unabhängig von der Basisstation arbeiten. In einem Schritt 804 wird ein Interkom munikationsmodus ausgewählt. Der Interkommunikationsmodus kann an der Basisstation oder durch ein Handgerät eingestellt werden. Eines der Handgeräte wird dann in einem Schritt 808 als Synchronisationshauptgerät festgelegt. Das zweite Handgerät verbleibt in einem Schritt 810 als Synchronisationsnebengerät. Die beiden Handgeräte kommunizieren dann in einem Schritt 812 miteinander ähnlich wie ein normales Basis station/Handgerätepaar. Wenn die Kommunikation in einem Schritt 814 beendet wird, kehrt das erste Handgerät in einem Schritt 816 zur Funktion als Synchronisationsnebengerät zu rück. Diese alternative Verwendung von Handgeräten stellt eine größere Funktionalität für ein drahtloses Kommunikationssystem zur Verfügung, das zum Betrieb mit mehreren Hand geräten geeignet ist.

Fig. 5 zeigt nun ein bevorzugtes Verfahren zum Erreichen oder Aufrechterhalten der Synchronisation zwischen Haupt- und Nebengeräten unter Verwendung von DPLL 231 (al so die Synchronisation eines Handgeräts mit einer Basisstation oder eines Handgeräts mit einem Handgerät). Insbesondere wird in einem Schritt 904 ein Intervall als Syn chronisationsquelle festgelegt. Die Basisstation wird dann in einem Schritt 906 bestimmen, ob ein gültiges Markierungssignal empfangen worden ist. Wenn ein gültiges Markierungs signal empfangen worden ist, stellt die Basisstation in einem Schritt 908 fest, ob das Mar kierungssignal frühzeitig empfangen worden ist. Wenn das Leitsignal frühzeitig empfangen worden ist, wird die Basisstation in einem Schritt 910 den Datenblockzähler frühzeitig a npassen. Wenn das Leitsignal nicht frühzeitig empfangen worden ist, wird die Basisstation in einem Schritt 912 den Datenblockzähler später anpassen. Es ist jedoch klar, daß andere, in der Technik bekannte Verfahren verwendet werden können, um die Synchronisation auf recht zu erhalten.

Zusammengefaßt beschreibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vor richtung zum Verbessern der spektralen Effizienz in einem drahtlosen Kommunikationssy stem mit Basisstationen, die so angeordnet werden können, daß sie in ihren eigenen Berei chen und denjenigen der anderen Stationen arbeiten können. Das Verfahren und die Vor richtung beseitigen die Erfordernis, daß eine Basisstation periodisch Signale sendet, um die Synchronisation mit einem damit verbundenen Handgerät aufrecht zu erhalten. Ent sprechend der vorliegenden Erfindung übernimmt das Handgerät die Rolle einer Basissta tion, wenn es einen Anruf durchführt. Die Basisstation synchronisiert mit anderem Handge räteverkehr oder einer anderen Basisstation in ihrem Bereich. Das Handgerät ruft dann die Basisstation an. Durch Beseitigung der Forderung, daß die Basisstation wiederholt ein Sig nal aussendet, um die Synchronisation mit dem Handgerät aufrecht zu erhalten, wird das verfügbare Spektrum für die Kommunikation beträchtlich erhöht. Durch Umkehren der Rol le eines Handgeräts wird auch eine Handgerät-zu-Handgerät-Kommunikation unabhängig von der Basisstation ermöglicht.

Claims

1. Verfahren zum Verbessern der Übertragungseffizienz in einem digitalen, drahtlosen Kommunikationssystem mit Mehrfachzugriff mit einer Basisstation und einer portablen Vorrichtung, die geeignet ist, mit der Basisstation zu kommunizieren, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Einhalten einer Funkstille an der Basisstation (504);
Verwenden der portablen Vorrichtung als Synchronisations-Master beim Erzeugen eines Anrufes von der portablen Vorrichtung aus (508); und
Einrichten (510) einer Kommunikationsverbindung zwischen der portablen Vorrichtung und der Basisstation.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstation als Synchronisations-Slave agiert, während die portable Vorrichtung als Synchronisations-Master agiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstation nach Aufbau der Kommunikationsverbindung wieder zum Synchronisations-Master wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die portable Vorrichtung nach Aufbau der Kommunikationsverbindung wieder zum Synchronisations-Slave wird (512).

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der portablen Vorrichtung periodisch überwacht wird, ob von der Basisstation ein Rufsignal gesendet wird (516).

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Kommunikationsverbindung zwischen einer portablen Vorrichtung und einer schnurlosen privaten Basisstation eingerichtet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein TDMA-Kommunikationssystem verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikationssystem ein TDMA-TDD-Kommunikationssystem ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunika tionssystem ein Frequenz-Hopper-TDMA-Kommunikationssystem ist.

10. Verfahren zum Verbessern der Übertragungseffizienz in einem Frequenz-Hopper-TDMA-Kommunikationssystem mit einer Basisstation und einer portablen Vorrichtung, die zur Kommunikation mit der Basisstation geeignet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Einhalten einer Funkstille an der Basisstation der portablen Vorrichtung (504);
periodisches Überwachen der Übertragung eines Rufsignals von der Basisstation an der portablen Vorrichtung;
Verwenden der portablen Vorrichtung als Synchronisations-Master beim Erzeugen eines Anrufes von der portablen Vorrichtung aus (508);
Übertragen eines Signals von der portablen Vorrichtung an die Basisstation, um eine Kommunikationsverbindung einzurichten (510);
Verwenden der Basisstation als Synchronisations-Slave, wenn das Signal von der portablen Vorrichtung empfangen wird;
Einrichten einer Kommunikationsverbindung zwischen der portablen Einrichtung und der Basisstation;
Übertragen eines Bestätigungssignals von der Basisstation an die portable Vorrichtung (516);
erneutes Verwenden der Basisstation als Synchronisations-Master (514);
erneutes Verwenden der portablen Vorrichtung als Synchronisations-Slave; und
Fortführen der Kommunikation.