DE3130153A1 - System zur reduzierung von gleichkanalstoerungen in zellularen mobilfunknetzen mit extrem unterschiedlich grossen nachbar-funkbereichen - Google Patents

Description

• System zur Reduzierung von Gleichkanalstörungen in zellu-
• laren Mobilfunknetzen mit extrem unterschiedlich großen Nachbar-Funkbereichen In zukünftigen Mobilfunksystemen mit zellularer Funkbereichseinteilung - z. B. Autotelefonsystemen - kann es zu einer direkten Nachbarschaft von extrem unterschiedlich großen Funkbereichen kommen. Solche Gebiete sind typischerweise Randzonen von Ballungsgebieten. Legt man den bekannten Siebener-Frequenzverteilungsplan (Honigwabenstruktur) zugrurse, so kann diese Frequenzverteilung in Randzonen nicht mehr beibehalten werden, da die kleineren Funkbereiche (nEleinzellen") räumlich so dicht an den wesentlich leistungsstärkeren Sendern der Groß-Funkbereiche liegen, daß die Gleichkanalstörungen in den kleineren Funkbereichen ein nicht mehr vertretbares Maß annehmen.
• Die bekannten Mobilfunkkonzeptionen, vgl. beispielsweise Bell Laboratories: "High-Capacity Mobile Telephone System Technical Reports, Submitted to FCC, December 1971 und James: "Microwave Mobile Communications", Wiley-Interscience, 1974, sehen daher vor, die Kleinzellenstruktur noch über den Rand des eigentlichen Ballungsgebietes hinaus zu verfolgen und den Ubergang zu den großflächigen Funkbereichen durch sukzessive Vergrößerung der Funkzellenradien zu vollziehen. Die kleineren Funkbereiche können dabei in den nächstgrößeren Funkbereich verlegt werden, wobei im größeren Bereich die Funkkanäle der in ihm enthaltenen kleineren Bereiche nicht verwendet werden.
• Ein wichtiges Argument dafür ist die Tatsache, daß beim Ubergang zu ländlichen Bereichen in der Regel die Verkehrsdichte stark abnimmt, so daß der gesamte Kanalsatz nicht mehr benötigt wird. Nachteil dieser Lösung ist jedoch die Notwendigkeit der Errichtung von (kostenintensivan) Klein- zellen-Funkkonzentratoren über den Rand des eigentlichen Ballungsgebietes hinaus, obwohl diese Bereiche verkehrstheoretisch bereits durch großflächige Funkbereiche versorgt werden könnten.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, mittels dessen auf kostengünstige und technisch einfach zu realisierende Weise eine Reduzierung von Gleichkanalstörungen in zellularen Mobilfunknetzen mit extrem unterschiedlich großen Nachbar-Funkbereichen erreicht werden kann.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein System gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelöst, das durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale charakterisiert ist.
• Die Erfindung bietet den Vorteil, daß ein System zur Verfügung gestellt wird, durch das auf technisch einfache Weise und mit verhältnismäßig geringem Kostenaufwand Gleichkanal störungen in zellularen Mobilfuxiknetzen der angegebenen Struktur reduziert werden können.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, den Stand der Technik bzw. bevorzugte Ausführungsbeispiele für die Erfindung betreffender Figuren im einzelnen erläutert.
• Fig. 1 zeigt ausæugsweise schematisch die bekannte Aufteilung eines Mobilfunknetzes in Funkzellen in einer Randzone.
• Fig. 2 zeigt schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Randzonenlösung mit Sektorantennen.
• Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Zeitrahmen ZR mit einer Zeitschlitzorganisation eines Organisationskanals für einen normalen Funkzellenbereich., Fig. 4 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Zeitrahmen ZR mit einer Zeitschlitzorganisation eines Organisationskanals für einen Funkzellenbereich in einer Randzone.
• Wie bereits erläutert, zeigt Fig. 1 auszugsweise schematisch die Aufteilung eines Mobilfunknetzes in Funkzellen in einer Randzone nach dem Stand der Technik. Diese Aufteilung zeigt die eingangs genannten Nachteile.
• Erfindungsgemäß -vgl. Fig. 2- wird vorgeschlagen, die Funkversorgung großflächiger Funkbereiche, die in Randzonen von Ballungsgebieten zu kleinflächigen Funkbereichen direkt benachbart sind, nicht durch zentral liegende Funkkonzentratoren mit Rundstrahlantennen durchzuführen, sondern diese Bereiche durch die Funkkonzentratoren der kleinflächigen Nachbarbereiche mit Hilfe von Sektorantennen mitversorgen zu lassen. Dabei überdecken in der Regel zwei an benachbarten Kleinzellen-Funkkonzentratoren angebrachte Sektorantennen den großflächigen Funkbereich derart, daß ihre Sendeleistung in die von den Kleinzellen abgewandte Richtung abgegeben wird. Beide Sektorantennen benutzen dabei den nach dem Kanalverteilungsplan für den groBflächigen Funkbereich vorgesehenen Kanalsatz Je zur Hälfte. Dadurch werden in den Kleinzellen des Ballungsgebietes Gleichkanalstörungen vermieden. Auch in den Kleinzellen, die eine Zusatzsektorantenne besitzen, sind keine Gleichkanalstörungen'zu befürchten, da diese Zellen nach den bekannten Frequenzverteilungsregeln andere Kanalsätze als die von den Sektorantennen benutzten verwenden.
• Die Uberdeckung der großflächigen Randzonenbereiche durch mehrere,din der Regel zwei) Sektorbereiche S1/S1', S2/S2' macht eine abgeänderte Zuteilung der Zeitschlitze des Organisationskanals notwendig. Eine mögliche Lösung dieses Problems besteht darin, die Länge der Zeitsohlitze, in denen der Organisationskanal Jeweils einem Funkbereich zur Verfügung steht, so zu gestalten, daß pro Zeitschlitz åeweils zwei Ruf-, bzw. Meldeblöcke R bzw. M, vgl. Fig. 3 u.
• Fig. 4, (bisher ein Ruf-, bzw. Meldeblock pro Zeitschlitz) zur Verfügung stehen. Die Signalisierungskapazität des Organisationskanals bleibt von dieser Maßnahme unberührt. Es wird Jedoch möglich, durch Unterteilung eines Zeitschlitzes in zwei Sub-Zeitschlitze I und II, vgl. Fig. 4, mit jeweils einem Ruf-, bzw. Meldeblock R bzw. M, die in Randzonen åeweils den Sektorbereichen S1/S1', S2/S2' zeitlich seriell zugeordnet werden, den Frequenzverteilungsplan des Gesamtnetzes beizubehalten.
• Ein mit einer Zusatz-Sektorantenne ausgestatteter Funkkonzentrator muß in der Lage sein, Verbindungen sowohl für Teilnehmer im eigenen (Rundstrahl-) Funkbereich als auch für Teilnehmer im Sektorbereich simultan herzustellen. Da der Gesprãchsauf- und -abbau, die Gesprächsüberwachung und die Kontrolle der Erreichbarkeit des Teilnehmers jedoch konzeptionsmäßig für benacibarte Funkbereiche in verschi edenen Zeitschlitzen des Organi sationskanal s durchgeführt wird, ist organisatorisch durch die Einführung der Randzonen-Sektorantennen keine Störung zu erwarten. Die für die netzweite automatische Funkteilnehmersuche notwendige Erfassung der Teilnehmer im Sektorbereich kann durch Einführung von gesonderten Aktiv- und Heimatdateien in der zugehörigen überleiteinrichtung leicht realisiert werden. Dabei können die Standortdateien der Sektorbereiche organisatorisch grundsätzlich wie die Standortdateien der übrigen Funkbereiche behandelt werden, so daß die gleichen Such- und Meldeprozeduren anwendbar sind.
• Die Kapazität der zwischen Fukkkonzentratoren mit Sektor-Zusatzantennen und ihren Uberleiteinrichtungen zu schal- tenden Sprachkanalbündel ist gemäß dem erhöhten Verkehrsaufkommen im Zuständigkeitsbereich des Funkkonzentrators in entsprechender Weise zu erhöhen.
• 6 Patentansprüche 4 Figuren Leerseite

Claims (6)

1. Patentansprüche: System zur Reduzierung von Gleichkanalstörungen in zellularen Mobilfunknetzen mit extrem unterschiedlich großen Nachbar-Funkbereichen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Funkversorgung großflächiger Funkbereiche, die in Randzonen von Ballungsgebieten zu kleinflächigen Funkbereichen direkt benachbart sind, nicht durch zentral aufgestellte Funkkonzentratoren mit Rundstrahlantennen durchgeführt wird, sondern diese Bereiche durch die Funkkonzentratoren der kleinflächigen Nachbarbereiche mit Hilfe von Sektorantennen, die Sektoren (S1/S1', S2/S2') überdecken, funktechnisch versorgt werden, daß vorzugsweise vorgesehen ist, daß zwei an benachbarten Kleinzellen-Funkkonzentratoren angebrachte Sektorantennen den betreffenden Funkbereich derart überdecken, daß ihre Sendeleistung in die von den Kleinzellen abgewandte Richtung abgegeben wird und daß bei Verwendung von zwei Sektorantennen diese den nach dem Kanalverteilungsplan des Mobilfunknetzes für den großflächigen Funkbereich vorgesehenen Kanal satz je zur Hälfte benutzen.
2. 2. System nach Anspruch 1, d a dur c h g e k e n-nz e i c h n e t , daß die Länge von Zeitschlitzen, in denen ein Organisationskanal jeweils einem Funkbereich zur Verfügung steht, derart gewählt ist, daß Je Zeitschlitz (1, 2, 3 ... n) jeweils zwei Rufblöcke (R) und/oder Meldeblöcke (M) innerhalb eines Zeitrahmens (ZR) zur Verfügung stehen.
3. 3. System nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Unterteilung eines Zeitschlitzes (1, 2, 3 ... n) in zwei Sub-Zeitschlitze (I, II) mit Jeweils einem Rufblock (R) und einem Meldeblock (M), die in Randzonen jeweils den Sektorbereichen (S1/S1', S2/ S2') zeitlich seriell zugeordnet werden, vorgesehen ist, so daß der Frequenzverteilungsplan des Gesamtnetzes bei zu behalten ist.
4. 4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für die netzweite automatische Funkteilnehmersuche zu einer notwendigen Erfassung der Teilnehmer in einem,Sektorbereich (S1,/S1', S2/S2') gesonderte Aktiv- und Heimatdateien in der jeweils zugehörigen Uberleiteinrichtung vorgesehen sind.
5. 5. System nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t S daß Standortdateien in den Sektorbereichen (S1/S1', S2/s2') organisatorisch grundsätzlich wie Standortdateien der übrigen Funkbereiche geführt werden, so daß gleiche Such- und Meldeprozeduren für beide Arten von Bereichen anwendbar sind.
6. 6. System 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 die Kapazität der zwischen Funkkonzentratoren mit Sektor-Zusatzantennen und ihren Überleiteinrichtungen zu schaltenden Sprachkanalbündel gemäß dem erhöhten Verkehrsaufkommen in den Zuständigkeitsbereichen der betreffenden Funkkonzentratoren in entsprechender Weise erhöht ist.