DE3211979A1

DE3211979A1 - Mobilfunksystem mit primaer- und sekundaerkanaelen fuer die drahtlose kommunikation zwischen und mit mobilteilnehmergeraeten

Info

Publication number: DE3211979A1
Application number: DE19823211979
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Math. 8000 München Röttger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1983-10-13

Description

Mobilfunksystem mit Primär- und Sekundärkanälen für die
drahtlose Kommunikation zwischen und mit Mobilteilnehmergeräten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mobilfunksystem mit Primär- und Sekundärkanälen für die drahtlose Kommunikation zwischen und mit Mobilteilnehmergeräten, bei dem für ein dem Mobilfunksystem zugrundeliegendes primäres Funknetz mehrere Funk stellen in einer gegenseitigen räumlichen Anordnung nach Art eines Zellularsystems mit sich überlappenden Funkzellen vorgesehen sind, bei dem ein Frequenzverteilungsplan für die Funk stellen besteht, der Gleichkanalstörungen in der jeweiligen Funkzelle einschließlich einer erweiterten Randzone weitgehend ausschließt, und bei dem ein jeweils betrachteter Sekundärkanal-Funkbereich als Sekundärkanäle Frequenzen mit gegenüber den Primärkanal-Sendelestungen verringerten Sendeleistungen verwendet wird, die gleich den Frequenzen von Primärkanälen anderer Primärkanalzellen des primären Funknetzes sind, wobei die Sekundärkanal-Funkbereiche des sekundären Funknetzes im Primärkanal-Störbereich der betrachteten Primärkanalzellen liegen.
Auf Autobahnen und Scimellstraßen herrschen für den Mobilfunk extreme Situationen. Einerseits gibt es bei hohen Geschwindigkeiten nur geringe Teilnehmerdichten und wegen der Konfliktsituation - Fahrzeuge führen - kommunizieren - nur ein geringes Kommunikationsaufkommen. Andererseits wächst in einem Stau die Teilnehmerdichte gegenüber einem dichten fließenden Verkehr um den Faktor 20 an, d. h. es werden bei gleicher Versorgungsgüte Funkzellenradien notwendig, die etwa um den Faktor 4 kleiner sein müssen als im Normalfall. Durch ein erhöhtes Kommunikationsbedürfnis (Mitteilung über voraussichtlich verspätetes Eintreffen und dergl.) und Zusammenfallen der Kommunikationszeiträume (gemeinsames äußeres Ereignis) können sich die Verhältnisse so verschieben, daß insgesamt Funkzellenradien notwendig werden, die etwa um den Faktor 10 kleiner sein müssen als im Normalfall.
Bisher bekannte Lösungen zu diesem Problem sehen vor, die Funkzellenradien von vornherein so klein zu machen, daß der ungünstigste Fall abgedeckt wird. Hierbei wird der technische Aufwand beim Funkzellenwechsel während des Gespräches in Kleinzonennetzen noch durch die durch hohe Geschwindigkeiten bedingten Probleme, wie Häufigkeit des Funkzellenwechsels und Dopplereffekt, vergrößert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mobilfunksystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der genannte große Aufwand für einen Funkzellenwechsel während des Gespräches entfällt. Außerdem steht die Aufgabe für die Erfindung darin, ein Mobilfunksystem zu schaffen, dessen zellulare Struktur einen übersichtlichen und ökonomischen Frequenzverteilungsplan gestattet.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Mobilfunksystem mit Primär- und Sekundärkanälen für die drahtlose Kommunikation zwischen und mit Mobilteilnehmergeräten nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs gelöst, das durch die im kennzeichnenden Teil des-Hauptanspruchs angegebenen Merkmale charakterisiert ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Mobilfunksystem bietet den Vorteil, daß beim Aufbau eines Hauptnetzes auf die besonderen Verkehrssituationen auf Autobahnen zunächst keine Rücksicht zu nehmen ist. Dieser Aspekt ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil eine Änderung eines bestehenden Hauptnetz-Aufbaus dann nicht zwingend notwendig wird, wenn durch das betreffende Gebiet mit einem bestehenden Hauptnetz im nachhinein eine Autobahn, eine Schnellstraße oder dergl. gebaut wird. Vorteilhaft ist außerdem, daß ein Sekundär-Kanalnetz nicht permanent betrieben zu werden braucht und daß ein solches Netz sukzessive auf- bzw.
ausgebaut werden kann. Das Sekundär-Kanalnetz hat außerdem vorteilhafterweise einen einfachen Aufbau, da innerhalb eines solchen Netzes keine Gespräche weitervermittelt werden müssen und ein sog. Meldeverkehr entfällt (es entstehen keine Ummeldungen) bzw. über das Primär-Kanalnetz abgewickelt werden kann. Die betreffenden Teilnehmergeräte werden bis auf einen notwendigen Umschalter nicht komplizierter, da in Ballungszentren ohnehin Funkzellen mit kleinen Radien notwendig sind für die ein leistungsschwacher Betrieb vorgesehen sein muß und somit diese Stufe in dem Subkanalnetz verwendet werden kann.
Vorteilhafterweise werden das Primärkanalnetz und das Subkanalnetz mit denselben Frequenzen betrieben. Es sind also keine zusätzlichen Sende- oder Empfangseinrichtungen in den Teilnehmergeräten notwendig.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Erfindung betreffenden Figur erläutert. Die Figur zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer Netzstruktur mit einem primären Funknetz mit Funkstellen F1, F2, F3 und mehreren sekundären Funknetzen, die jeweils quasi-linienförmige Figuren haben, mit Funkstellen fI, f2, »D.
Wie bereits erläutert, besteht das erfindungsgemäße Mobilfunksystem aus Primär- und Sekundär-Kanälen für die drahtlose Kommunikation zwischen und mit Mobilteilneh- mergeräten, bei dem für ein dem Mobilfunksystem zugrundeliegendes primäres Funknetz mehrere Funkstellen in einer gegenseitigen räumlichen Anordnung nach Art eines Zellularsystems mit sich überlappenden Funkzellen vorgesehen sind. Für ein solches Netz besteht ein bestimmter Frequenzverteilungsplan für die Funkstellen, der Gleichkanalstörungen in der jeweiligen Funkzelle einschließlich einer erweiterten Randzone weitgehend ausschließt. Ein jeweils betrachteter Sekundärkanal-Funkbereich verwendet als Sekundärkanäle Frequenzen mit gegenüber dem Primärkanal Sendeleistungen verringerten Sendeleistungen, die gleich den Frequenzen von Primärkanälen anderer Primärkanalzellen des primären Funknetzes sind, wobei die Sekundärkanal-Funkbereiche des sekundären Funknetzes im Primärkanalstörbereich der betrachteten Primärkanalzellen liegen. Wie der Figur zu entnehmen ist, ist das primäre Funknetz flächendeckend derart aufgebaut, daß die Abstände zwischen den Funkstellen F1, F2, F3, die die gleichen Funkfrequenzen benutzen, derart gewählt werden, daß in das primäre Funknetz ein oder mehrere sekundäre Funknetze mit jeweils quasi-linienförmiger Struktur eingebettet werden können, wobei in diesen jeweils quasilinienförmigen Strukturen die sekundären Funkzellen f1, f2, f3 in der geprägten Weise enthalten sind.
Das sekundäre Funknetz oder die sekundären Funknetze werden vorteilhafterweise nur bedarfsweise betrieben.
Das sekundäre Funknetz oder Teile des sekundären Funknetzes können aber auch nur in bestimmten Zeitabschnitten in Betrieb sein.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das sekundäre Funknetz oder Teile des sekundären Funknetzes nur bei Überlastung des primären Funknetzes in Betrieb ist bzw. sind.
Die mobilen Funkstationen werden bei einem Verbindungs- wunsch je nach Verkehrs situation entweder auf das primäre oder auf ein sekundäres Funknetz geschaltet. Die Verkehrs situation der Mobilfunkstation wird durch in einem Fahrzeug eingebauten Mittel, nämlich beispielsweise durch einen Bordcomputer in Verbindung mit einem Geschwindigkeitsmesser erkannt und gemeldet. Die Verkehrssituation der Mobilfunkstation kann auch durch eine manuelle Betätigung eines Signalisierungsmittels bekanntgegeben werden.
Es ist vorgesehen, daß das primäre Funknetz an das Teilnehmergerät meldet, daß das sekundäre Funknetz oder Teile des sekundären Funknetzes in Betrieb ist bzw. sind, Die Funkstellen des sekundären Funknetzes können je nach Bedarf installiert werden. Es ist auch möglich, daß die Funk stellen des sekundären Funknetzes in Fahrzeugen ininstalliert sind, um beispielsweise den temporären Erfordernissen einer Großbaustelle, beispielsweise einer Autobahnstelle, gerecht werden zu können.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß die Funkstellen des sekundären Funknetzes Antennen mit Richtwirkung haben, wobei diese Antennen entsprechend dem Verlauf des betreffenden quasi-linienförmigen sekundären Funknetzes ausgerichtet sind.
11 Patentansprüche 1 Figur

Claims

PatentansprUche Mobilfunksystem mit Primär- und Sekundärkanälen für die drahtlose Kommunikation zwischen und mit Mobilteilnehmergeräten, bei dem für ein dem Mobilfunksystem zugrundeliegendes primäres Funknetz mehrere Funkstellen in einer gegenseitigen räumlichen Anordnung nach Art eines Zellularsystems mit sich überlappenden Funkzellen vorgesehen sind, bei dem ein Frequenzverteilungsplan für die Funkstellen besteht, der Gleichkanalstörungen in der jeweiligen Funkzelle einschließlich einer erweiterten Randzone weitgehend ausschließt, und bei dem ein jeweils betrachteter Sekundärkanal-Funkbereich als Sekundärkanäle Frequenzen mit gegenüber den Primärkanalsendeleistungen verringerten Sendeleistungen verwendet, die gleich den Frequenzen von Primärkanälen anderer Primärkanalzellen des primären Fuziknetzes sind, wobei die Sekundärkanal-Funkbereiche des sekundären Funknetzes im Primärkanalstörbereich der betrachteten Primärkanalzellen liegen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das primäre Funknetz flächendeckend derart aufgebaut ist, daß die Abstände zwischen Funkstellen des primären Funknetzes, die die gleichen Funkfrequenzen benutzen, derart gewählt werden, daß in das primäre Funknetz ein oder mehrere sekundäre Funknetze mit jeweils quasi-linienförmiger Struktur eingebettet werden können.
2. Mobilfunksystem 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 das sekundäre Funknetz oder die sekundären Funknetze nur bedarfsweise betrieben werden.
3. Mobilfunksystem 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 das sekundäre Funknetz oder Teile des sekundären Funknetzes nur in bestimmten Zeitabschnitten in Betrieb ist bzw. sind.
4. Mobilfunksystem 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 das sekundäre Funknetz oder Teile des sekundären Funknetzes nur bei über lastung des primären Funknetzes in Betrieb ist bzw. sind.
5. Mobilfunksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mobilen Funkstationen bei einem Verbindungswunsch je nach Verkehrs situation entweder auf das primäre oder auf ein sekundäres Funknetz geschaltet werden.
6. Mobilfunksystem 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 Situation der Mobilfunkstationen durch in einem Fahrzeug eingebaute Mittel, nämlich beispielsweise einem Bordcomputer in Verbindung mit einem Geschwindigkeitsmesser erkannt und gemeldet wird.
7. Mobilfunksystem 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 Situation der Mobilfunkstationen durch eine manuelle Betätigung eines Signalisierungsmittels bekanntgegeben wird.
8. Mobilfunksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das primäre Funknetz an die Teilnehmergeräte meldet, daß das sekundäre Funknetz oder Teile des sekundären Funknetzes in Betrieb ist bzw. sind.
9. Mobilfunksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Funkstellen des sekundären Funknetzes je nach Bedarf installiert werden können.
10. Mobilfunksystem nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Funkstellen des sekundären Funknetzes in Fahrzeugen installiert sind.
11. Mobilfunksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Funkstellen des sekundären Funknetzes Antennen mit Richtwirkung haben, wobei diese Antennen entsprechend dem Verlauf des betreffenden quasi -- linienförmigen sekundären Funknetzes ausgerichtet sind.