DE4335480A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Wegnehmen von Impulsfrequenzzuweisungen in einem Frequenzsprung-Kommunikationssystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme und insbesondere auf digitale, zellu­ läre Funktelephonsysteme mit Frequenzspringen.

Zelluläre Kommunikationssysteme sind bekannt. Solche Sy­ steme bestehen typischerweise aus einer Anzahl von Zellen, von denen jede einen Dienstüberdeckungsbereich besitzt, und einer Anzahl von zellulären Telephonen (mobilen Stationen, MS). Die Dienstüberdeckungsbereiche benachbarter Zellen kön­ nen so angeordnet sein, daß sie sich teilweise solcherart überlappen, daß ein im wesentlichen kontinuierlicher Über­ deckungsbereich zur Verfügung gestellt wird, in dem eine mo­ bile Station, die einen Dienst von einer Zelle empfängt, in eine benachbarte Zelle weitergereicht werden kann, ohne daß der Dienst unterbrochen wird. Das Groupe Special Mobile (GSM) all-europäische, digitale, zelluläre System, das in den GSM Empfehlungen spezifiziert ist, die von dem European Telecommunications Standards Institute (ETSI) erhältlich sind, ist ein Beispiel eines solchen Systems.

Die Funküberdeckung einer Zelle wird von einer Basissta­ tion (BS) zur Verfügung gestellt. Jede BS enthält einen oder mehrere Sende-Empfänger (TRX), die gleichzeitig auf einer Frequenz empfangen und auf einer anderen senden können. Eine Kommunikation zwischen einer BS und einer MS findet typi­ scherweise unter Verwendung eines Bereiches eines Frequenz­ paares (Senden und Empfangen) statt, welches zeitweilig zur Stützung des Kommunikationsvorgangs in der BS zugeteilt wird.

Das zur Verwendung in der entfernten Stelle zugewiesene Frequenzpaar wird typischerweise als Funkkanal bezeichnet. Abwärts-Übertragungen von einer BS zu einer MS auf dem Funk­ kanal erfolgen auf einer ersten Frequenz des Frequenzpaares. Aufwärts-Übertragungen von einer MS zu einer BS auf dem Funkkanal erfolgen auf der zweiten Frequenz des Frequenzpaa­ res.

Das GSM-System ist ein TDM/TDMA-System (time division multiplex (Zeitunterteilungsmultiplex)/time division mul­ tiple access (Zeitunterteilung mit mehrfachem Zugriff)), das acht volle Duplexsignalwege (8 TDM-Fenster pro TDM-Rahmen) auf jedem Funkkanal zur Verfügung stellt. Ein einzelner, primärer Funkkanal, der einer BS zugeteilt ist, kann, da er in der Zeit gemultiplext ist, bis zu sieben Benutzer von vollständigem Duplexverkehr (Sprache oder Daten) zusätzlich zu einem gemultiplexten, gemeinsamen Steuerungskanal inner­ halb der acht TDM-Fenster unterstützen. Zusätzlich können derselben Zelle zugewiesene, sekundäre Funkkanäle ein volles Komplement von acht Benutzern von vollständigem Duplexver­ kehr (in den 8 TDM-Fenstern) pro Funkkanal unterstützen, da der Steuerungskanal in dem primären Funkkanal die Zuteilung von Kommunikationsbetriebsmitteln auf die sekundären Funkkanäle steuern kann.

Übertragungen (Steuerung, Sprach- und/oder Datenverkehr) von einer BS zu einer MS beanspruchen ein erstes TDM-Fenster (also ein Abwärtsverbindungsfenster) auf einer ersten Fre­ quenz eines Funkkanals, und Übertragungen von einer MS zu einer BS beanspruchen ein zweites TDM-Fenster (also ein Auf­ wärtsverbindungsfenster) auf der zweiten Frequenz des Funk­ kanals. Das MS-Aufwärtsverbindungsfenster auf der zweiten Frequenz wird in der Zeit drei TDM-Fensterpositionen nach dem Abwärtsverbindungsfenster auf der ersten Frequenz ange­ ordnet. Das MS-Aufwärtsverbindungsfenster auf der zweiten Frequenz ist um 45 MHz in der Frequenz bezüglich der Ab­ wärtsverbindung nach unten verschoben.

Aufgrund von Abweichungen, die von dem mobilen Funkkanal verursacht werden, wurden verschiedene Maßnahmen angewandt, um die Übertragung von Sprachsignalen über Funk zu verbes­ sern. Zum einen wird eine Redundanz der kodierten Sprachin­ formation durch Verwendung einer Fehlerkorrektur-Kodierungs­ technik zur Verfügung gestellt. Dies umfaßt Block- und Fal­ tungskodiertechniken.

Eine weitere Verbesserung, die in der GSM verwendet wurde, ist die Verwendung der Verschachtelung der Informa­ tion und von Niederfrequenzspringen. Beim Frequenzspringen wird die kodierte Information in sequentiellen Impulsen auf einer Vielzahl von Funkkanälen übertragen. Frequenzsprungsy­ steme sind wohlbekannt. Abhängig von dem innerhalb einer Zelle und zwischen anderen Zellen verwendeten Frequenz­ sprungverfahren können verschiedene Stufen von Unempfind­ lichkeit gegenüber Dämpfung und Interferenz erreicht werden. Zum Beispiel stellt das Frequenzspringen eine gewisse Fre­ quenzdiversity in dem Funkkanal zur Verfügung. Dies bedeu­ tet, daß die Wahrscheinlichkeit, daß das Signal über eine unnötig lange Zeit gedämpft bleibt, verringert wird. Wenn nur ein Teil der Information verloren geht, da sie auf Fre­ quenzen übertragen wird, die eine Dämpfung erfahren, ermög­ licht die Fehlerkorrekturdekodierung immer eine Wiedergabe der Information.

Frequenzspringen kann auch ein gewisses Maß an Störfe­ stigkeit gegenüber anderen Benutzern in benachbarten Zellen bieten. Bei einer einfachen Frequenzunterteilungsmultiple­ xung kann ein Ko-Kanal-Benutzer vorhanden sein, der kontinu­ ierlich eine bestimmte mobile Station stören könnte. Die Verwendung von unkorrelierten Frequenzsprungsequenzen für die beiden mobilen Stationen verringert das Störpotential auf die Fälle, in denen Kollisionen auftreten. Diese Fälle können relativ selten gemacht werden. Eine Fehlerkorrektur­ kodierung ermöglicht die Wiederherstellung der Information, selbst wenn Kollisionen existieren.

Hinsichtlich der Verwendung von Frequenzen innerhalb ei­ ner gegebenen Zelle durch einen Satz von mobilen Stationen mit Frequenzspringen gibt es im allgemeinen zwei Sprungfre­ quenz-Zuweisungsstrategien, die festlegen, wie die Auswahl der Frequenzen erfolgt. Eine erste Strategie ist das "zufällige Springen". Beim "zufälligen Springen" hat jeder Benutzer seine eigene persönliche Frequenzsequenz. Die Fre­ quenzsequenz, die zum Bedienen einer bestimmten mobilen Sta­ tion innerhalb einer Zelle verwendet wird, ist mit der Fre­ quenzsequenz, die zum Bedienen irgendeiner anderen bestimm­ ten Station verwendet wird, unkorreliert. Daher gibt es eine endliche Wahrscheinlichkeit, daß eine Kollision (zwei mobile Stationen verwenden gleichzeitig dieselbe Frequenz) auf­ tritt. Allgemein beschränkt dies die Anzahl der Sequenzen, die gleichzeitig in einer gegebenen Zelle verwendet werden können stark.

Eine zweite Frequenzzuweisungsstrategie wird "orthogonales Springen" bezeichnet, welches in dem GSM im­ plementiert ist. Beim orthogonalen Springen werden die Fre­ quenzsequenzen für die von einer gegebenen Zelle bedienten mobilen Stationen deterministisch ausgewählt, so daß kein Benutzer dieselbe Frequenz zum gleichen Zeitpunkt verwendet. Auf diese Weise gibt es keine Möglichkeit, daß eine Kolli­ sion zwischen zwei mobilen Stationen auftritt. Eine be­ trächtliche Leistungsverbesserung wird im Vergleich mit ei­ nem Nicht-Sprungbetrieb sowohl bei der Mehrweg- (Dämpfungs-) Abschwächung und der Zwischen-Zellen-Ko-Kanal-Interferenz erreicht.

Eine deutliche Einschränkung bei dem orthogonalen Sprin­ gen besteht darin, daß es eine Grenze für die augenblickli­ che Zahl von mobilen Stationen gibt, die von einer Zelle aufgenommen werden können. Die maximale Anzahl von mobilen Stationen, die bedient werden können, ist gleich der verfüg­ baren Anzahl von Frequenzen, die zur Verwendung in der Zelle zugewiesen sind und in denen die mobilen Stationen springen können. Diese Einschränkung wird festgelegt durch die Be­ schränkung im verfügbaren Gesamtspektrum, den Wiederverwen­ dungsabstand und das Wiederverwendungsmuster. Weiterhin ist es aufgrund der Dynamik eines zellulären Funksystems allge­ mein nicht wünschenswert, vollständig alle verfügbaren Sprungfrequenzsequenzen innerhalb einer Zelle zuzuteilen. Dies deshalb, weil einige Sequenzen als Puffer übrigbleiben müssen, um mobile Stationen aufzunehmen, die eine neue Ge­ sprächsanforderung machen oder von einer benachbarten Zelle in die Zelle weitergereicht werden. Der Servicegrad oder die Wahrscheinlichkeit des Blockierens einer mobilen Station von einer Zelle diktiert, in welchem Ausmaß die Frequenzen in einer Zelle verwendet werden können. Grundsätzlich muß Kapa­ zität in Reserve gehalten werden, um bestimmte Spitzen in der Nachfrage zu befriedigen, die von Zeit zu Zeit auftre­ ten. Für eine feste Frequenzzuteilung und einen gewünschten Servicegrad hat dies den Effekt, daß die endgültige Kapazi­ tät reduziert wird.

Folglich besteht eine Notwendigkeit, eine Zunahme in der Kapazität für mobile Stationen in einem Frequenzsprungsy­ stem, das mit einer festen Anzahl von Frequenzen bedient wird, zu ermöglichen, ohne stark die Leistung und den Servi­ cegrad zu verringern und auch nicht die Komplexität des Sy­ stems zu erhöhen.

Die vorliegende Erfindung stellt gemäß der in den beigefügten Patentansprüchen definierten Vorrichtung und dem Verfahren dafür eine Lösung für die obigen und weitere Pro­ bleme zur Verfügung.

Fig. 1 zeigt allgemein ein digitales, zelluläres System mit Frequenzspringen, das die vorliegende Erfindung günstig verwenden kann.

Fig. 2 zeigt allgemein in Blockdiagrammform ein Funkge­ rät, das die vorliegende Erfindung günstig verwenden kann.

Fig. 3 zeigt allgemein eine Impulsfrequenzzuweisung für 5 mobile Stationen (MSs) unter Verwendung von 5 Impulsfre­ quenzen.

Fig. 4 zeigt allgemein die Impulsfrequenzzuweisung der Fig. 3 mit einer entsprechend der vorliegenden Erfindung weggenommenen Impulsfrequenzzuweisung.

Fig. 5 zeigt allgemein eine Impulsfrequenzzuweisung für 6 mobile Stationen unter Verwendung von 5 Impulsfrequenzen entsprechend der vorliegenden Erfindung.

In einem digitalen, zellulären System mit Frequenzsprin­ gen wird eine Maßnahme beschrieben zum zusätzlichen Bereit­ stellen von Kapazität für weitere mobile Stationen, ohne die Gesamtsystemleistung deutlich zu verringern. Die Maßnahme umfaßt das Zuweisen von Impulsfrequenzen in Sequenzen, um eine Kommunikation zwischen einer Basisstation (BS) und ei­ ner mobilen Station (MS) zu unterstützen, so daß die Anzahl der bereitgestellten Sprungfrequenzen größer ist als die Ge­ samtzahl der verfügbaren Frequenzkanäle. Die Maßnahme umfaßt zunächst das Bereitstellen eines primären Satzes von ortho­ gonalen Frequenzsequenzen. Zusätzliche MSs werden aufgenom­ men durch Überlagern zusätzlicher sekundärer Frequenzsequen­ zen, die steuerbar Frequenzen von der BS "stehlen" oder "wegnehmen". Dieses "Wegnehmen" wird auf eine Weise durchge­ führt, die sicherstellt, daß der Einfluß auf einen einzelnen Benutzer minimiert wird. Die sekundären Sequenzen können ebenfalls zueinander orthogonal sein. Empfänger der ge­ sprungenen Sequenzen können wahrnehmen (vielleicht durch De­ kodieren von Markierungsinformation, die an eine mobile Sta­ tion innerhalb weggenommener Impulse gesendet wird und die mobile Station informiert, daß ein Impuls weggenommen wur­ den) oder nicht wahrnehmen, daß bestimmte Impulse gestohlen wurden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dekodiert die mobile Station in dem Szenario, in dem die mobile Station nicht wahrnimmt, daß bestimmte Impulse gestohlen wurden, zu­ sätzliche übertragene Information, die der mobilen Station ermöglicht, festzustellen oder vorherzusagen, daß ein Impuls weggenommen wurde. Auf jeden Fall sind Maßnahmen zur Verfü­ gung gestellt, um die negativen Auswirkungen der gestohlenen Impulse zu dämpfen. Zusätzliche "weiche" Überlastkapazität wird zur Verfügung gestellt, wodurch eine "harte" Kapazi­ tätsobergrenze beseitigt wird, die ein übermäßiges, unerwünschtes Blockieren von mobilen Stationen oder Gesprächsun­ terbrechungen in einer aktuellen zellulären Funksystemaus­ führung bewirken könnte.

Fig. 1 zeigt allgemein ein digitales, zelluläres System mit Frequenzspringen, das günstig die vorliegende Erfindung verwenden kann. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein mobiles Dienst-Schaltzentrum (MSC) 105 mit einem öffentlichen Wähl­ leitungs-Telephonnetzwerk (PSTN) 100 verbunden. Das MSC 105 ist ebenfalls mit einem Basisort-Kontroller (BSC) 109 ver­ bunden, der Schaltfunktionen ähnlich dem MSC 105 durchführt, aber an einer Stelle, die bezüglich des MSC 105 entfernt liegt. Mit dem BSC 109 sind Basisstationen (BS, 111, 112) verbunden, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in der Lage sind, mit einer Mehrzahl von mobilen Stationen die fre­ quenzgesprungenen Impulsfrequenzen zu kommunizieren. Die Kommunikation von einer BS, der Klarheit wegen zum Beispiel der BS 112, erfolgt auf einer Abwärtsverbindung eines Funk­ kanals 121 zu mobilen Stationen (MS, 114, 115). In dem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel kann ein Funkkanal 121 mit bis zu 8 MSs kommunizieren.

Fig. 2 zeigt allgemein ein Funkgerät, in diesem Fall die BS 112, das günstig die vorliegende Erfindung verwenden kann. Das in Fig. 2 gezeigte Blockdiagramm bezieht sich auf die BS 111 in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Das Funk­ gerät umfaßt eine Schnittstelle 200, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Zeitunterteilungs-Multiplex- (TDM-) Busschnittstelle ist, ähnlich der, die in dem US-Patent Nr. 5 081 641 mit den Erfindern Kotzin et al., das durch Bezug­ nahme hierin mitaufgenommen wird, beschrieben ist. Die Schnittstelle 200 ist mit einer Vorrichtung 206 zum Zuweisen verbunden, welche in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Motorola Mikroprozessor (µP) ist. Mit dem µP 206 ist ein Speicherblock 203 verbunden. Ebenfalls mit dem µP 206 ist eine Vorrichtung zum Wegnehmen 209 verbunden, die in dem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel ein Motorola 56000 digitaler Signal Prozessor (DSP) 209 ist. Ein Sprachinformationsspei­ cher 209 speichert Kriteria, wie etwa unter anderem Spra­ chinformation, sprachbezogene Metriken und Abschätzungen der Qualität von zu sendenden Impulsfrequenzen. Der Sprachinfor­ mationsspeicher 208 ist mit dem DSP 209 verbunden, so daß die Wegnahme von Impulsfrequenzen, die von dem Mikroprozes­ sor 206 zugewiesen sind, auf den in den Sprachinformations­ speicher 208 gespeicherten Kriteria basiert werden kann. Die Ausgabe des DSP 209 wird in einen Sender 218 eingegeben, der den Funkkanal 121 über eine herkömmliche Antenne 221 über­ trägt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Funk­ kanal 121 ein TDM/TDMA-Format.

In einer einzelnen Zelle, zum Beispiel der Zelle 118, gibt es einen vollständigen Satz von orthogonalen Frequenz­ sprungsequenzen. Jedoch sind (und daher teilen sie dieselbe Frequenz) zusätzliche Informationsfunkkanäle (nicht gezeigt) überlagert, die unter Verwendung anderer, vorgegebener, op­ timierter Sequenzen springen, um einen gleichmäßigen Über­ lapp zwischen den anderen Sequenzen zu ergeben. Dies läßt weniger Frequenzen zum Springen zu als MS-Information zu senden ist. Die kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden: (1) "Stehlen" oder Wegnehmen der Impulsfrequenzen, aber sicherstellen, daß dies auf eine deterministische, kon­ trollierte Weise über alle MSs stattfindet; (2) Wegnehmen der Impulsfrequenzen, aber die MSs wissen lassen, welche diese sind, so daß eine Löschung durchgeführt werden kann; und/oder (3) die MS allein herausfinden lassen, welche Im­ pulsfrequenzen weggenommen wurden.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung ist das von (1) oben. Das Basisschema verwendet, was Impuls- "stehlen" oder "wegnehmen" bezeichnet wird. In die­ ser Technik nimmt ein deterministischer Algorithmus einige der Impulse, die normalerweise für eine MS gesendet würden, weg und ersetzt sie durch den einer anderen. Als einfaches Beispiel betrachte man ein 5-Frequenz-Frequenzsprungsystem. Ein herkömmliches System kann orthogonale Sprungsequenzen haben, die den 5 MSs, wie unten gezeigt, zugewiesen sind. Eine Pseudozufalls- (als nicht zyklische) Frequenzsprungzu­ weisung ist gezeigt.

Tabelle 1

Die MS 114, www, xxx, yyy, zzz stellen ein Mehrzahl von MS dar, von denen MS 114 eine erste MS darstellt. Die MS www, xxx, yyy und zzz sind der Klarheit wegen nicht in den Zeichnungen dargestellt. Die logische Darstellung der Im­ pulsfrequenzzuweisung, wie sie in Tabelle 1 gezeigt ist, ist physikalisch in Fig. 3 gezeigt. In Fig. 3 sind Rahmen A, B und C gezeigt, die Impulsfrequenz- (f) Zuweisungen besitzen, die den Spalten 1, 2 und 3 der TABELLE 1 entsprechen. Zum Beispiel ist die Impulsfrequenz- (f) Zuweisung, die logisch in Spalte 2 der TABELLE 1 gezeigt ist (MS 114 mit f=5, MS www mit f=2, MS xxx mit f=1, MS yyy mit f=4 und MS zzz mit f=3) physikalisch im Rahmen der Fig. 3 gezeigt und stellt die Impulsfrequenzzuweisung für den Rahmen B dar. Die Fen­ sterzuweisung für jede in Fig. 3 gezeigte MS ist mit der Fensterverfügbarkeit zum Zeitpunkt des Herstellens der Kom­ munikation verbunden und ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch. Wie in Fig. 3 zu sehen, sind alle fünf Im­ pulsfrequenzen die ganze Zeit über in Verwendung. Ein sech­ ster Benutzer würde auf folgende Weise zugefügt werden. In jedem Rahmen werden bestimmte Impulsfrequenzzuweisungen von den ersten 5 MS "weggenommen", um einen Kommunikation zwi­ schen der BS 112 und einem zweiten MS, zum Beispiel MS 115 zu unterstützen. Somit würde die Information der ersten 5 Benutzer wie folgt übertragen:

Tabelle 2

Tabelle 2 ist wie in Fig. 4 gezeigt dargestellt. Wie in Fig. 4 ersichtlich, wurde die Impulsfrequenzzuweisung des MS www weggenommen (f=x, wobei x anzeigt, daß keine Information für diese MS während dieser Zeitperiode übertragen wird). In diesem vereinfachten Beispiel wurde keine weitere Impulsfre­ quenzzuweisung während des Rahmens B weggenommen. Die Im­ pulsfrequenzzuweisung des MS www kann weggenommen werden, da durch die Verwendung einer Redundanzkodierung und einer Ver­ schachtelung angenommen werden kann, daß das System einiger­ maßen robust gegenüber den Verlust von einer von 5 weggenom­ menen Impulsfrequenzen ist. Eine sechste MS, MS 115, kann nun wie folgt hinzugefügt werden:

Tabelle 3

Fig. 5 stellt die Kombination der Tabelle 2 mit der Tabelle 3 dar. Fig. 5 zeigt die ursprünglichen 5 MSs zusätz­ lich zu der neu hinzugefügten, sechsten MS. Wie zu sehen, wurde die sechste MS hinzugefügt, ohne daß eine sechste Im­ pulsfrequenz hinzugefügt wurde. Natürlich ist das obige Bei­ spiel ziemlich vereinfacht. Der Bruchteil von gestohlenen Impulsen ist eine Funktion der in dem Systemdesign verwende­ ten Parameter. Auch ermöglichen leistungsfähigere Kodes das Stehlen von mehr Impulsen.

In einem Systemdesign, das diese Technik verwendet gibt es einige Algorithmen, die verwendet werden könnten, um die Systemleistung zu maximieren. Zum Beispiel könnten Sprungs­ equenzen definiert werden, die die gewünschte "Wegnahme-" Statistik zur Verfügung stellen. Zum Beispiel würde ein sol­ cher Algorithmus oder eine solche Sequenz sicherstellen, daß weggenommene Impulse gleichförmig über alle Funkkanäle in einer bestimmten Zelle verteilt sind.

Andere Algorithmen könnten verwendet werden, um der mo­ bilen Station mitzuteilen, wann sie einen Impuls fallen las­ sen sollte, um nicht einen anderen Benutzer zu stören, wenn ein ähnliches Verfahren für eine Aufwärtsverbindung verwen­ det wird. (Man glaubt, daß andere Techniken das Überlap­ pungsproblem bei der Aufwärtsverbindung beseitigen können.) Zum Beispiel gibt es mehrere adaptive Antennen- und Interfe­ renzlöschtechniken, die eine gleichzeitige Unterscheidung der beiden unabhängigen Impulse ermöglichen würden, insbe­ sondere, wenn es einen gewissen Unterschied im Eingangswin­ kel zwischen den beiden mobilen Stationen zur Basis gibt. Mehrfache entfernte Empfänger könnten in diesem Auswahlver­ fahren von großer Hilfe sein.

Es ist einer mobilen Station möglich zu wissen, ob sie einen weggenommenen Impuls, und somit inkorrekte Informa­ tion, empfängt oder nicht, wie etwa diese Information über einen Hilfskanal zur mobilen Station zu übertragen. In der GSM ist dies zum Beispiel als SACCH bekannt. Wenn diese Si­ tuation existiert, würde die mobile Station wissen, welche Impulse die "falschen" Impulse sind und würde sie bei dem Fehlerkorrektur-Kodierungsverfahren aus der Betrachtung aus­ schließen. Techniken hierfür sind als Löschungstechniken wohlbekannt. Zum Beispiel würde in weichen Entscheidungs­ techniken eine Null den gestörten Bits zugewiesen werden, bevor sie der Fehlerkorrektur-Dekodiervorrichtung, wie etwa einem weichen Fehlerkorrektur-Dekodierer, präsentiert wer­ den.

Weitere Algorithmen könnten sicherstellen, daß ein Emp­ fänger weiß, wann ein Impuls, der nicht der seinige ist, empfangen wird, so daß eine Löschungsinformation in dem Ka­ naldekodierer erzeugt werden kann.

Es gibt mehrere unterschiedliche Techniken, die helfen könnten, zu entscheiden, welcher Kanal zu übertragen ist, wann eine Kollision auftritt, oder worauf die Wegnahme ba­ siert. Die Auswahl der Impulse für die Übertragung könnte Metriken für die Sprachaktivität berücksichtigen, wie zum Beispiel eine Detektion der augenblicklichen Stimme für mehrfache Spracheingaben. Wenn zum Beispiel die Sprachakti­ vität niedrig oder nicht existent ist, kann dies ein guter Kandidat zum Fallenlassen eines gegebenen Impulses sein. Der Punkt ist, daß bestimmte Selektionen durchgeführt werden können mit dem Ziel, den Einfluß auf die erhaltene Stimme zu minieren. Eine andere Möglichkeit ist, daß eine Entscheidung getroffen wird auf der Basis der Frage, welche Sprachquali­ tät am stärksten durch einen fehlerhaften Empfang und durch Extrapolation leiden würde. Dies könnte auf Kosten einer ge­ ringen Verzögerung unter der Annahme durchgeführt werden, daß der Rahmen für jede Stimme fehlerhaft empfangen wird, wobei man sieht, wessen Extrapolationsalgorithmus eine bes­ sere Sprachwiedergabe unter Verwendung bekannter Eindrucks- Wichtungsmaßnahmen erreicht. Dieses Verfahren erlaubt zu be­ stimmen, welche Information welcher Stimme am besten zu sen­ den ist. Eine weitere Basis für die Wegnahme könnte eine Statistik von Sprachinformation, wie zum Beispiel die Quali­ tät der Sprachinformation sein. Schließlich könnte die Weg­ nahme auf einer Abschätzung der Qualität des Funkkanals 121, wie etwa der Bitfehlerrate (BER) oder der Signalstärkean­ zeige (SSI) basieren.

Fig. 2 zeigt allgemein eine mobile Station 114 oder 115 ohne die Schnittstelle 200. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird der Funkkanal 121 von einem Empfänger 215 empfangen, der den empfangenen Funkkanal in den DSP 212 eingibt, der bestimmt, ob eine Impulsfrequenzzuweisung bezüglich der mobilen Sta­ tion 114 weggenommen wurde. Die Bestimmung kann durch Deko­ dieren zusätzlicher, der mobilen Station 114 kommunizierten Information, die der mobilen Station 114 ermöglicht, vorher­ zusagen, daß ein Impuls weggenommen wurde, oder durch Deko­ dieren von Markierungsinformation durchgeführt werden, die der mobilen Station 114 innerhalb weggenommener Impulse kom­ muniziert wird und die mobile Station 114 informiert, daß ein Impuls weggenommen wurde. Weiterhin wird die Ausgabe des DSP 212 in den µP 206 eingegeben, der die durch den DSP 212 festgestellte, weggenommene Impulszuweisung kompensiert. Die Kompensation für die weggenommene Impulszuweisung kann durch Extrapolation von Sprachinformation aus zuvor empfangener Information und durch Anwenden der extrapolierten Sprachin­ formation anstelle des weggenommenen Impulses oder durch Er­ zeugen von Fehlerinformation und durch Anwenden der Feh­ lerinformation anstelle des weggenommenen Impulses durchge­ führt werden. In dem Szenario, in dem die Sprachinformation extrapoliert wird, wird die extrapolierte Sprachinformation anschließend gedämpft.

In Fig. 2 ist eine mobile Station 114 oder 115 ohne die Schnittstelle 200 gezeigt, welche Impulsfrequenzzuweisungen, die mit der Aufwärtsübertragung der mobilen Station verbun­ den sind, entsprechend der Erfindung wegnehmen kann. In der GSM übertragen mobile Stationen typischerweise Information, wie etwa gültige Sprachinformation auf einer periodischen Basis (zum Beispiel ein Zeitfenster für jeden Rahmen) ohne Konzession, daß die Impulsfrequenzzuweisung auf einer Rah­ men-zu-Rahmen-Basis weggenommen wird. Die GSM sieht ein Merkmal vor, das diskontinuierliche Übertragung (DTX) ge­ nannt wird, aber DTX tritt nur auf, wenn keine gültige Spra­ chinformation vorhanden ist. Wenn gültige Sprachinformation vorhanden ist, übertragen die mobilen Stationen die gültige Sprachinformation einmal für jeden Rahmen. Jedoch bestimmt, wie in Fig. 2 gezeigt und entsprechend der Erfindung, der µP 206, ob eine mit der Aufwärtsübertragung einer mobilen Sta­ tion verbundene Frequenzzuweisung weggenommen wurde. Wenn eine gültige Sprachinformation zu übertragen ist, bestimmt der µP 206, daß die typische Übertragung einer mobilen Sta­ tion auf einer periodischen Basis wegzunehmen ist. Der DSP 218 unterbricht dann die Aufwärtsübertragung von Information der mobilen Station, wenn die typische Impulsfrequenzzuwei­ sung der mobilen Station weggenommen wurde. Während des weg­ genommenen Impulses (der weggenommene Impuls gültiger Spra­ chinformation) kann die mobile Station 114 Steuerungsinfor­ mation übertragen.

Somit ist dem Fachmann klar, daß erfindungsgemäß eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wegnehmen von Impulsfre­ quenzzuweisungen in einem Kommunikationssystem mit Frequenz­ springen zur Verfügung gestellt wurden, die vollständig die oben beschriebenen Aufgaben und Vorteile erfüllen.

Während die Erfindung in Verbindung mit bestimmten Aus­ führungsbeispielen beschrieben wurde, ist offensichtlich, daß viele Änderungen, Modifikationen und Variationen dem Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung klar sind. Demzufolge sollen alle derartigen Änderungen, Modifikationen und Variationen in den beigefügten Patentansprüchen mit um­ faßt sein.

Claims (10)

1. Basisstation (112) in einem Kommunikationssystem mit Frequenzspringen, wobei die Basisstation (112) in der Lage ist, mit ersten und zweiten, mobilen Stationen (114, 115) aus einer Mehrzahl von mobilen Stationen über Impulsfrequen­ zen im Frequenzsprungverfahren zu kommunizieren, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Basisstation (112) umfaßt:
eine Vorrichtung (206) zum Zuweisen der Impulsfrequen­ zen, um die Kommunikation zwischen der Basisstation (112) und der ersten mobilen Station (114) zu unterstützen; und
eine Vorrichtung, die mit der Vorrichtung zum Zuweisen (206) verbunden ist, zum Wegnehmen (209) bestimmter der Im­ pulsfrequenzzuweisungen zwischen der Basisstation (112) und der ersten, mobilen Station (114), um die Kommunikation zwi­ schen der Basisstation (112) und der zweiten, mobilen Sta­ tion zu unterstützen.

2. Basisstation (112) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorrichtung zum Wegnehmen (209) die Weg­ nahme auf Statistik über die Sprachinformation, auf eine Me­ trik bezüglich der Sprachaktivität oder auf eine Abschätzung der Qualität des Funkkanals (121) basiert.

3. Mobile Station (114) in einem Kommunikationssystem, wobei die mobile Station mit einer Basisstation (112) über Impulsfrequenzen im Frequenzsprungverfahren kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß die mobile Station (114) umfaßt:
eine Vorrichtung zum Bestimmen, ob eine Impulsfrequenz­ zuweisung, die mit der mobilen Station (114) verbunden ist, weggenommen wurde; und
eine Vorrichtung, die mit der Bestimmungsvorrichtung verbunden ist, zum Kompensieren der weggenommenen Impulsfre­ quenzzuweisung.

4. Mobile Station (114) nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bestimmungsvorrichtung außerdem eine Vor­ richtung zum Dekodieren (212) zusätzlicher, an die mobile Station (114) kommunizierter Information umfaßt, die der mo­ bilen Station (114) ermöglicht, vorherzusagen, daß ein Im­ puls weggenommen wurde, oder eine Vorrichtung zum Dekodieren (212) von Markierungsinformation umfaßt, die innerhalb weg­ genommener Impulse an die mobile Station gesendet wird und die mobile Station (114) informiert, daß ein Impuls wegge­ nommen wurde.

5. Kommunikationssystem mit Frequenzspringen mit einer Basisstation (112), die mit einer Mehrzahl von mobilen Sta­ tionen (114, 115) auf einer Abwärtsverbindung eines Funkka­ nals (121) kommuniziert, wobei die Mehrzahl der mobilen Sta­ tionen (114, 115) mit der Basisstation (112) auf einer Auf­ wärtsverbindung des Funkkanals (121) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikationssystem umfaßt:
eine Vorrichtung in der Basisstation (112) zum Zuweisen (206) von Impulsfrequenzen an jede der Mehrzahl von mobilen Stationen (114, 115), um eine Abwärtskommunikation zu jeder der mobilen Stationen (114, 115) zu unterstützen;
eine Vorrichtung in der Basisstation (112), die mit der Vorrichtung zum Zuweisen (206) verbunden ist, zum Wegnehmen (209) bestimmter der Impulsfrequenzzuweisungen zum Unter­ stützen der Abwärtskommunikation an eine weitere mobile Sta­ tion;
eine Vorrichtung in der Mehrzahl von mobilen Stationen zum Empfangen der Abwärtskommunikation, von der bestimmte Impulsfrequenzzuweisungen weggenommen sind;
eine Vorrichtung in der Mehrzahl von mobilen Stationen (114, 115) zum Bestimmen, wann eine Wegnahme der bestimmten Impulsfrequenzzuweisungen eingetreten ist;
eine Vorrichtung in der Mehrzahl von mobilen Stationen (114, 115) zum Kompensieren der weggenommenen Impulsfre­ quenzzuweisungen; und
eine Vorrichtung in der weiteren mobilen Station zum Empfangen der bestimmten, weggenommenen Impulsfrequenzen, um eine Abwärtskommunikation herzustellen.

6. Kommunikationssystem mit Frequenzspringen nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Impulsfrequenzen auf der Aufwärtsverbindung mit einer gemeinsamen Frequenz von einer Mehrzahl von geographisch getrennten Basisstationen (111, 112) empfangen werden, deren Ausgaben an eine Fehler­ korrektur-Dekodiervorrichtung (212) angelegt werden, oder von einem Feld von mit Basisstationen gekoppelten Richtan­ tennen empfangen werden, deren Ausgaben an eine Fehlerkor­ rektur-Dekodiervorrichtung (212) angelegt werden.

7. Verfahren zum Frequenzspringen in einem Kommunikati­ onssystem, wobei das Kommunikationssystem eine Basisstation (112) umfaßt, die in der Lage ist, mit ersten und zweiten, mobilen Stationen (114, 115) aus einer Mehrzahl von mobilen Stationen über Impulsfrequenzen im Frequenzsprungverfahren zu kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Zuweisen der Impulsfrequenzen, um die Kommunikation zwi­ schen der Basisstation (112) und der ersten mobilen Station (114) zu unterstützen; und
Wegnehmen bestimmter der Impulsfrequenzzuweisungen zwi­ schen der Basisstation (112) und der ersten, mobilen Station (114), um die Kommunikation zwischen der Basisstation (112) und der zweiten, mobilen Station zu unterstützen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Zuweisen weiterhin den Schritt zum Zu­ weisen der Impulsfrequenzen zum Unterstützen einer Kommuni­ kation zwischen der Basisstation (112) und einer Mehrzahl von mobilen Stationen (114, 115) umfaßt, wobei die Mehrzahl von mobilen Stationen die erste mobile Station (114) umfaßt, und daß der Schritt zum Wegnehmen weiterhin den Schritt zum Wegnehmen bestimmter Impulsfrequenzzuweisungen zwischen der Basisstation (112) und der Mehrzahl der mobilen Stationen (114, 115) zum Unterstützen der Kommunikation zwischen der Basisstation (112) und der zweiten mobilen Station (115) um­ faßt.

9. Mobile Station (114) in einem Kommunikationssystem, wobei die mobile Station mit einer Basisstation (112) über Impulsfrequenzen im Frequenzsprungverfahren kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß die mobile Station (114) umfaßt:
eine Vorrichtung zum Bestimmen, ob eine Impulsfrequenz­ zuweisung, die mit der mobilen Station (114) verbunden ist, weggenommen wurde; und
eine Vorrichtung, die mit der Vorrichtung zum Bestimmen (212) verbunden ist, zum Unterbrechen (206) der Aufwärts­ übertragung von Information der mobilen Station, wenn die Impulsfrequenzzuweisung der mobilen Station weggenommen wurde.

10. Mobile Station nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung zum Unterbrechen (206) weiterhin das Unterbrechen der Aufwärtsübertragung von gültiger Spra­ chinformation der mobilen Station umfaßt.