DE4403483A1 - Re-ordering of frequency hopping gps. for FDM-TDM radio transmission - Google Patents

Re-ordering of frequency hopping gps. for FDM-TDM radio transmission

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DE4403483A1
DE4403483A1 DE19944403483 DE4403483A DE4403483A1 DE 4403483 A1 DE4403483 A1 DE 4403483A1 DE 19944403483 DE19944403483 DE 19944403483 DE 4403483 A DE4403483 A DE 4403483A DE 4403483 A1 DE4403483 A1 DE 4403483A1
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Stephan Dipl Ing Brack
Frank Dipl Ing Engmann
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    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
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Abstract

The base station controller (BSC) incorporates a microprocessor (PROC) with a memory (MEM) and various interfaces including one (Abis) for connection to base stations (BTS) via, e.g. PCM30 standard signalling paths, and another (INTex) for the operation and maintenance centre (OMC). At each base station a frequency hopping unit (FHU) operates on the radio transceiver (TRX) communicating with the mobile stations (MSa,MSb). The table of frequencies is varied stepwise with formation of new gps. for each portion of the TDM time frame. Links can be established at any time without queuing, even in heavy traffic conditions.

Description

Frequenzsprung-Verfahren (frequency hopping methods) werden bei einer Funkübertragung, für die mehrere Frequenzkanäle zur Verfügung stehen durchgeführt, um etwa die Störanfälligkeit der Funkübertragung gegen Funkschwund, wie er z. B. im Mobilfunk als "Rayleigh fading" auftritt, zu vermindern.Frequency hopping methods are used in a radio transmission for which several frequency channels are available are carried out around the susceptibility to failure of the Radio transmission against radio fading, as he z. B. in mobile communications as "Rayleigh fading" occurs to lessen.

In dem Buch "The GSM-System for Mobile Communications" von M. Mouly und M.-B. Pautet, Eigenverlag, 49 rue Louise Bruneau, Paris 1992 wird in den Kap. 4.2.2.2-4.2.2.5, Seiten 218-227 ein Frequenzsprung-Verfahren für eine FDM-/TDM-Funkübertragung mit Vielfachzugriff auf verschiedene Trägerfrequenzen (FDM: Frequency Division Multiplex) und auf verschiedene Zeitschlitze (TDM: Time Division Multiplex) beschrieben. Wie auf S. 226 in Fig. 4.21 gezeigt, werden dort Frequenzsprung-Gruppen B, C, D,. . ., sogenannte "Frequency/TN Groups" (TN: Timeslot Number), gebildet, indem für jeden Zeitschlitz mehrere im Frequenzband benachbarte Trägerfrequenzen einander zugeordnet werden. Jede Frequenzsprung-Gruppe B, C, D,. . . umfaßt demnach einen Satz verschiedener Trägerfrequenzen, der für alle FDM-/TDM-Funkübertragungskanäle dieser Frequenzsprung-Gruppe genutzt wird (s. S. 227, 1. Absatz), indem die Frequenzlage jedes Kanals nach einer pseudo-zufälligen Frequenzsprung-Folge (hopping sequence) von einer zur anderen Trägerfrequenz wechselt. Im Kap. 6.3.9 "Frequency Redefinition" wird eine Neuordnung der Frequenzsprung-Gruppen angesprochen. Diese Neuordnung wird von einer als Base Station Controller (BTS) bezeichneten Steuereinrichtung durchgeführt, um die Trägerfrequenzen, die in den von den Funkfeststationen (BTS: Base Tranceiver Stations) versorgten Funkzellen genutzt werden, zu ändern. Ein Verfahren zur Bildung und Neuordnung von Frequenzsprung-Gruppen für eine FDM-/TDM-Funkübertragung wird in dem obigen Buch nicht beschrieben.In the book "The GSM System for Mobile Communications" by M. Mouly and M.-B. Pautet, self-published, 49 rue Louise Bruneau, Paris 1992 is in the chap. 4.2.2.2-4.2.2.5, pages 218-227 describes a frequency hopping method for an FDM / TDM radio transmission with multiple access to different carrier frequencies (FDM: Frequency Division Multiplex) and to different time slots (TDM: Time Division Multiplex). As shown on page 226 in Fig. 4.21, frequency hopping groups B, C, D ,. . ., so-called "Frequency / TN Groups" (TN: Timeslot Number), formed by assigning several carrier frequencies adjacent to one another in the frequency band for each time slot. Each frequency hopping group B, C, D ,. . . accordingly comprises a set of different carrier frequencies, which is used for all FDM / TDM radio transmission channels of this frequency hopping group (see p. 227, 1st paragraph), by the frequency position of each channel following a pseudo-random frequency hopping sequence (hopping sequence ) changes from one carrier frequency to another. In chap. 6.3.9 "Frequency Redefinition" addresses a reorganization of the frequency hopping groups. This reorganization is carried out by a control device referred to as a base station controller (BTS) in order to change the carrier frequencies which are used in the radio cells supplied by the base stations (BTS: base transceiver stations). A method for forming and rearranging frequency hopping groups for FDM / TDM radio transmission is not described in the above book.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Verfahren und eine Steuereinrichtung, die nach diesem Verfahren mindestens eine Funkfeststation steuert, anzugeben.The object of the invention is such a method and Control device using this method at least one Base station controls to specify.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7.This task is solved by a procedure with the characteristics of Claim 1 and by a control device with the features of Claim 7.

Demnach werden Frequenzsprung-Gruppen so gebildet, daß auch nicht zueinander benachbarte Trägerfrequenzen einander zugeordnet werden können und daß jede Frequenzsprung-Gruppe sich auch auf zwei und mehr Zeitschlitze erstrecken kann.Accordingly, frequency hopping groups are formed in such a way that not mutually adjacent carrier frequencies are assigned to one another can and that each frequency hopping group also on two and can extend more time slots.

Weiterhin erfolgt eine Neuordnung der Frequenzsprung-Gruppen schrittweise jeweils nur in einem Teilbereich des TDM-Zeitrahmens, d. h. nicht in allen Zeitschlitzen gleichzeitig. Dadurch bleibt die FDM-/TDM-Funkübertragung jeweils in solchen Zeitschlitzen, in denen momentan keine Neuordnung durchgeführt wird, von dieser unbeeinflußt. Ein Verbindungsaufbau mit Zuweisung eines dieser Zeitschlitze ist ohne Wartezeit (Queueing) möglich. Die in diesen Zeitschlitzen bestehenden FDM-/TDM-Funkverbindungen und damit die Funkkanalbelegung bleiben von der Neuordnung unbeeinflußt. Furthermore, the frequency hopping groups are reorganized gradually only in a sub-area of the TDM time frame, d. H. not in all time slots at the same time. This leaves the FDM / TDM radio transmission in such time slots in which No reorganization is currently being carried out by this unaffected. Establishing a connection with assignment of one of these Time slots are possible without waiting (queuing). The one in these Time slots existing FDM / TDM radio connections and thus the Radio channel assignments remain unaffected by the reorganization.  

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements result from the subclaims.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Hilfe folgender Zeichnungen beschrieben:Furthermore, the invention is based on an exemplary embodiment and described with the help of the following drawings:

Fig. 1 die Tabellen mit den Frequenzsprung-Gruppen für den TDM-Zeitrahmen vor und nach ihrer Neuordnung zeigt; Fig. 1 shows the tables with the frequency hopping groups for the TDM time frame before and after their rearrangement;

Fig. 2 die zwei temporäre Tabellen zeigt, die jeweils einem Schritt der schrittweisen Neuordnung entsprechen; Figure 2 shows the two temporary tables, each corresponding to a step of stepwise reordering;

Fig. 3 die schematisch ein Flußdigramm zum Verfahren zeigt und Fig. 3 shows schematically a flow chart for the method and

Fig. 4 die ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung und der daran angeschlossenen Funkfeststationen zeigt. Fig. 4 shows a block diagram of the control device and the radio base stations connected to it.

In Fig. 1 sind zwei Tabellen TAB und TAB′ dargestellt, die jeweils für den TDM-Zeitrahmen TF Frequenzsprung-Gruppen als Zuordnung von Zeitschlitzen T0 bis T7 und Trägerfrequenzen C0 bis C3 vorgeben. Jede der Tabellen enthält acht Spalten, die den Zeitschlitzen T0 bis T7 entsprechen und vier Zeilen, die den Trägerfrequenzen C0 bis C3 entsprechen. Demnach gibt jede der Tabellen die Frequenzsprung-Gruppen für eine FDM-/TDM-Funkübertragung auf acht Zeit- und vier Frequenzkanälen an. Nach der ersten Tabelle TAB sind insgesamt 14 Frequenzsprung-Gruppen G1 bis G14 gebildet, in dem innerhalb eines jeden der Zeitschlitze mindestens zwei Trägerfrequenzen einander zugeordnet sind. Beispielsweise enthält der Zeitschlitz T3 die Frequenzsprung-Gruppen G6 und G7, wobei erstere die Trägerfrequenzen C0 und C3 umfaßt und letztere die benachbarten Trägerfrequenzen C1 und C2 umfaßt. Ein Funkübertragungskanal der beispielsweise der Frequenzsprung-Gruppe G7 zugeordnet ist, liegt demnach im Zeitkanal T3 und kann im Frequenzsprung-Verfahren zwischen den Frequenzkanälen C1 und C2 wechseln. Eine Frequenzsprung-Gruppe G12, die alle Trägerfrequenzen umfaßt ist hier beispielsweise im Zeitschlitz T6 zugeordnet. Innerhalb dieser Frequenzsprung-Gruppe G12 können demnach die Funkübertragungskanäle im Frequenzsprung-Verfahren zwischen vier Trägerfrequenzen wechseln. Eine Funkübertragung innerhalb der Frequenzsprung-Gruppe G12 ist demnach weniger störanfällig als eine Funkübertragung innerhalb der Frequenzsprung-Gruppe G7. Zur Übertragung von Signalisierungsinformationen, wie etwa für einen Funk-Verbindungsaufbau, ist einer der FDM-/TDM-Funkübertragungskanäle einem festen Zeitkanal-/Frequenzkanalpaar, d. h. keiner Frequenzsprung-Gruppe zugeordnet. In diesem Fall ist dies der Funkübertragungskanal R im Zeitschlitz T0 und auf der Trägerfrequenz C0.In Fig. 1, two tables TAB and TAB 'are shown, each specifying frequency hopping groups for the TDM time frame TF as assignment of time slots T0 to T7 and carrier frequencies C0 to C3. Each of the tables contains eight columns that correspond to time slots T0 to T7 and four rows that correspond to carrier frequencies C0 to C3. Accordingly, each of the tables specifies the frequency hopping groups for an FDM / TDM radio transmission on eight time and four frequency channels. According to the first table TAB, a total of 14 frequency hopping groups G1 to G14 are formed, in which at least two carrier frequencies are assigned to one another within each of the time slots. For example, the time slot T3 contains the frequency hopping groups G6 and G7, the former comprising the carrier frequencies C0 and C3 and the latter comprising the neighboring carrier frequencies C1 and C2. A radio transmission channel which is assigned to the frequency hopping group G7, for example, is therefore in the time channel T3 and can switch between the frequency channels C1 and C2 using the frequency hopping method. A frequency hopping group G12, which includes all carrier frequencies, is assigned here, for example, in time slot T6. Within this frequency hopping group G12, the radio transmission channels can therefore switch between four carrier frequencies using the frequency hopping method. A radio transmission within the frequency hopping group G12 is therefore less susceptible to interference than a radio transmission within the frequency hopping group G7. For the transmission of signaling information, such as for a radio connection establishment, one of the FDM / TDM radio transmission channels is assigned to a fixed time channel / frequency channel pair, ie no frequency hopping group. In this case, this is the radio transmission channel R in the time slot T0 and on the carrier frequency C0.

Die erste Tabelle TAB ermöglicht nun eine FDM-/TDM-Funkübertragung im Frequenzsprung-Verfahren mit 14 Frequenzsprung-Gruppen. Eine hohe Anzahl an Frequenzsprung-Gruppen innerhalb des TDM-Zeitrahmen bedeutet, daß wenige der Frequenzsprung-Gruppen alle Trägerfrequenzen umfassen, wodurch nur in diesen wenigen Frequenzsprung-Gruppen eine hohe Übertragungsqualität zu erzielen ist. Treten in einigen der Frequenzsprung-Gruppen hohe Interferenzen auf, so wird durch eine Neuordnung der Tabelle TAB durchgeführt, wie etwa durch Spalten einzelner Frequenzsprung-Gruppen und Zuordnen der Trägerfrequenzen und Zeitschlitze zu neuen Frequenzsprung-Gruppen. Dadurch wird eine neue Tabelle TAB′ mit weniger Frequenzsprung-Gruppen für eine bessere FDM-/TDM-Funkübertragung erstellt.The first table TAB now enables FDM / TDM radio transmission using the frequency hopping method with 14 frequency hopping groups. A high number of frequency hopping groups within the TDM time frame means that few of the frequency hopping groups all Include carrier frequencies, making only these few Frequency hopping groups to achieve a high transmission quality is. Occur high in some of the frequency hopping groups Interference occurs, by reorganizing the table TAB performed, such as by splitting individual ones Frequency hopping groups and assigning the carrier frequencies and Time slots for new frequency hopping groups. This will make one new table TAB 'with fewer frequency hopping groups for one better FDM / TDM radio transmission created.

Die Erstellung einer neuen Tabelle ist z. B. auch dann erforderlich, wenn eine der Trägerfrequenzen ausfällt oder vom Betreiber des FDM-/TDM-Funkübertragungssystems ein Aufschalten oder Abschalten einer Trägerfrequenz gewünscht wird. The creation of a new table is e.g. B. also required if one of the carrier frequencies fails or is operated by the operator of the FDM / TDM radio transmission system an activation or deactivation a carrier frequency is desired.  

Die neue Tabelle TAB′ nach Fig. 1 enthält 11 Frequenzsprung-Gruppen, die neu gebildet wurden, im weiteren neue Frequenzsprung-Gruppen G1′ bis G11′ genannt. Während die Tabelle TAB noch zehn Frequenzsprung-Gruppen mit jeweils zwei Trägerfrequenzen enthält, enthält die neue Tabelle TAB′ nur sechs Frequenzsprung-Gruppen mit jeweils zwei Trägerfrequenzen. Dafür enthält die neue Tabelle TAB′ einen hohen Anteil an Frequenzsprung-Gruppen mit drei und mehr Trägerfrequenzen, was im Vergleich mit TAB einer höheren durchschnittlichen Übertragungsqualität entspricht. So wirken sich Störungen auf einem der Trägerfrequenzen nur gering auf die Funkübertragung in diesen Frequenzsprung-Gruppen aus. Ausgehend von einer FDM-/TDM-Funkübertragung nach der Tabelle TAB soll nun eine FDM-/TDM-Funkübertragung nach der neuen Tabelle TAB′ durchgeführt werden. Um nun von der Tabelle TAB zu der TAB′ zu gelangen, wird erfindungsgemäß die Zuordnung von Zeit- und Frequenzkanälen für den TDM-Zeitrahmen schrittweise innerhalb jeweils nur eines Teilbereiches des Zeitrahmens geändert. Dies wird anhand von Fig. 2 im weiteren näher erläutert.The new table TAB 'of Fig. 1 contains 11 frequency hopping groups that have been newly formed, further called new frequency hopping groups G1' to G11 '. While the table TAB still contains ten frequency hopping groups, each with two carrier frequencies, the new table TAB 'contains only six frequency hopping groups, each with two carrier frequencies. For this, the new table TAB 'contains a high proportion of frequency hopping groups with three and more carrier frequencies, which corresponds to a higher average transmission quality compared to TAB. Interference on one of the carrier frequencies has only a minor effect on radio transmission in these frequency hopping groups. Starting from an FDM / TDM radio transmission according to the table TAB, an FDM / TDM radio transmission is now to be carried out according to the new table TAB '. In order to get from the table TAB to the TAB ', according to the invention the assignment of time and frequency channels for the TDM time frame is changed step by step within only a partial area of the time frame. This is explained in more detail below with reference to FIG. 2.

Fig. 2, die die ersten beiden Schritten der Änderung der Tabelle TAB darstellt, zeigt zwei temporäre Tabellen TRANS1 und TRANS2. Die erste temporäre Tabelle TRANS1 ergibt sich aus einer Bildung von neuen Frequenzsprung-Gruppen innerhalb der ersten beiden Zeitschlitze in der Tabelle TAB. Demnach wird in einem ersten Schritt die Tabelle TAB nur in einen Teilbereich des TDM-Zeitrahmen TF geändert, der die ersten beiden Zeitschlitze T0 und T1 umfaßt. Hier wurden beispielsweise innerhalb des Zeitschlitzes T1 die ursprünglich zwei Frequenzsprung-Gruppen G2 und G3 zu einer Frequenzsprung-Gruppe G2′ zusammengefaßt. Fig. 2, which shows the first two steps of changing the table TAB, shows two temporary tables TRANS1 and TRANS2. The first temporary table TRANS1 results from the formation of new frequency hopping groups within the first two time slots in the table TAB. Accordingly, in a first step, the table TAB is changed only in a partial area of the TDM time frame TF, which comprises the first two time slots T0 and T1. Here, for example, the originally two frequency hopping groups G2 and G3 were combined to form a frequency hopping group G2 'within the time slot T1'.

Die temporäre Tabelle TRANS1 entspricht innerhalb ihrer ersten beiden Zeitschlitze TO und T1 der neuen Tabelle TAB′. Die Zuordnung innerhalb der verbleibenden sechs Zeitschlitze T2 bis T7 entspricht der ursprünglichen Zuordnung nach der Tabelle TAB. Wird nun ein Frequenzsprung-Verfahren nach Tabelle TAB auf ein Frequenzsprung-Verfahren nach der temporären Tabelle TRANS1 umgestellt, so sind in diesem Schritt nur zwei von acht Zeitschlitzen d. h. nur ein Teil der FDM-/TDM-Funkübertragung von der Umstellung betroffen. Um innerhalb einer FDM-/TDM-Funkübertragung von der Tabelle TAB zur temporären Tabelle TRANS1 umzustellen, muß zunächst lediglich dafür gesorgt werden, daß keine Funkübertragung innerhalb der ersten beiden Zeitschlitze stattfindet. Sind die ersten beiden Zeitschlitze T0 und T1 nicht oder nicht mehr belegt, werden die neuen Frequenzsprung-Gruppen G1′ und G2′ gebildet. Danach kann eine neue Belegung dieser Zeitschlitze erfolgen. Die Funkübertragung innerhalb der anderen Zeitschlitze T2 bis T7 bleibt hiervon unberührt. Diese temporäre Tabelle TRANS1 wird so lange für eine Funkübertragung genutzt, bis innerhalb eines zweiten Teilbereiches P2 des Zeitrahmens, d. h. hier innerhalb der Zeitschlitze T2 und T3 keine Funkübertragung mehr stattfindet. Dann wird die Funkübertragung entsprechend einer zweiten temporären Tabelle TRANS2 umgestellt, die sich lediglich durch eine Neuordnung der Frequenzgruppen innerhalb der Zeitschlitze T2 und T3 von der temporären Tabelle TRANS1 unterscheidet.The temporary table TRANS1 corresponds within its first two time slots TO and T1 of the new table TAB '. The assignment corresponds to T2 to T7 within the remaining six time slots  the original assignment according to the table TAB. Now becomes a Frequency hopping method according to table TAB on Frequency hopping procedure according to the temporary table TRANS1 only two out of eight in this step Time slots d. H. only part of the FDM / TDM radio transmission from affected by the changeover. To within one FDM / TDM radio transmission from the table TAB to the temporary table To convert TRANS1, all that needs to be done first is to that there is no radio transmission within the first two time slots takes place. The first two time slots T0 and T1 are not or no longer occupied, the new frequency hopping groups G1 ′ and G2 'formed. After that, a new assignment of this Time slots occur. The radio transmission within the other Time slots T2 to T7 remain unaffected. This temporary Table TRANS1 is used for radio transmission until within a second partial area P2 of the time frame, i.e. H. here no more radio transmission within time slots T2 and T3 takes place. Then the radio transmission becomes one second temporary table TRANS2, which is only by reorganizing the frequency groups within the Time slots T2 and T3 from the temporary table TRANS1 differs.

Während der Erstellung einer der temporären Tabellen, kann ein Verbindungsaufbau in den nicht betroffenen sechs Zeitschlitzen ohne Wartezeit (Queuing) durchgeführt werden. Ist die jeweilige temporäre Tabelle erstellt, so werden auch die verbleibenden zwei Zeitschlitze zum Verbindungsaufbau freigegeben.While creating one of the temporary tables, a Connection establishment in the unaffected six time slots without Waiting time (queuing). Is the respective one temporary table is created, so are the remaining two Time slots for connection establishment released.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wird die ursprüngliche Tabelle TAB schrittweise über die temporären Tabellen TRANS1, TRANS2 usw. in die neue Tabelle TAB′ überführt. Die temporären Tabellen gelten für die FDM-/TDM-Funkübertragung nur für einen begrenzten Zeitraum der benötigt wird, um jeweils einen Teilbereich des Zeitrahmens von einer Kanalbelegung zu befreien. Da schrittweise nur ein Teilbereich des Zeitrahmens umgeordnet wird, braucht die Umordnung jeweils nur denjenigen Endgeräten (z. B. Mobilstationen) mitgeteilt zu werden, die im jeweiligen Teilbereich einen FDM-/TDM-Funkkanal belegen.As shown in FIGS. 1 and 2, the original table TAB is gradually transferred via the temporary tables TRANS1, TRANS2, etc. into the new table TAB '. The temporary tables apply to the FDM / TDM radio transmission only for a limited period of time, which is required to free a sub-area of the time frame from channel assignment. Since only a partial area of the time frame is gradually rearranged, the rearrangement need only be communicated to those terminal devices (e.g. mobile stations) that occupy an FDM / TDM radio channel in the respective partial area.

In Fig. 3 ist ein Flußdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 zur Bildung und Neuordnung solcher Tabellen dargestellt. Zunächst wird in einem Schritt 110 eine wie in Fig. 1 gezeigte Tabelle TAB erstellt und danach eine Funkübertragung gesteuert. Anschließend wird in einem Schritt 120 für jede Frequenzsprung-Gruppe die Funkübertragungsqualität Q ermittelt. Ein Maß hierfür ist beispielsweise die zeitlich ermittelte Bitfehlerrate, die sich während der Funkübertragung etwa durch sich ändernde Ausbreitungsbedingungen ändert. Durch Vergleich der jeweiligen Bitfehlerrate Q mit einem Schwellwert Qmin wird festgestellt, ob eine Änderung der Tabelle notwendig ist, um die Übertragungsqualität zu verbessern. Ist dies nicht der Fall, wird in einem Schritt 121 die Funkübertragung weiterhin nach der Tabelle TAB durchgeführt. Ist dies jedoch der Fall, d. h. muß die Tabelle TAB geändert werden, so wird in einem Schritt 130 eine neue Tabelle TAB′ erstellt. Dazu wird in einem Teilschritt 131 zunächst der TDM-Zeitrahmen in Teilbereiche unterteilt. Hier wird beispielsweise der Zeitrahmen, der acht Zeitschlitze umfaßt, in vier Teilbereiche P1, P2,. . . zu je zwei Zeitschlitzen unterteilt. Danach wird die Anzahl der Schritte ermittelt innerhalb derer die Tabelle TAB in die neue Tabelle TAB′ überführt wird (Teilschritt 132). In diesem Fall sind es vier Schritte (4 temporäre Tabellen), da der TDM-Zeitrahmen in vier Teilbereiche aufgeteilt wurde. Eine derartige Aufteilung, daß jeder Teilbereich zwei benachbarte Zeitschlitze umfaßt, ist aus folgenden Gründen besonders vorteilhaft: Zum einen ist jeder Teilbereich nur so groß gewählt, daß er nicht den Großteil des TDM-Zeitrahmens umfaßt, wodurch bei Änderung der Tabelle die Funkübertragung nur in geringem Umfang beeinträchtigt wird. Zum anderen ist der Teilbereich so groß gewählt, daß er mehr als einen Zeitschlitz umfaßt, wodurch die Überführung der Tabelle TAB in die neue Tabelle TAB′ nicht zu viele Schritte benötigt. FIG. 3 shows a flow diagram for a method 100 according to the invention for forming and rearranging such tables. First, in a step 110, a table TAB as shown in FIG. 1 is created and then radio transmission is controlled. The radio transmission quality Q is then determined in a step 120 for each frequency hopping group. A measure of this is, for example, the bit error rate determined over time, which changes during radio transmission, for example due to changing propagation conditions. By comparing the respective bit error rate Q with a threshold value Qmin, it is determined whether a change in the table is necessary in order to improve the transmission quality. If this is not the case, the radio transmission continues in step 121 according to the table TAB. However, if this is the case, ie the table TAB has to be changed, a new table TAB 'is created in a step 130. For this purpose, the TDM time frame is first divided into sub-areas in a sub-step 131. Here, for example, the time frame, which comprises eight time slots, is divided into four subareas P1, P2,. . . divided into two time slots each. The number of steps in which the table TAB is transferred to the new table TAB ′ is then determined (substep 132). In this case there are four steps (4 temporary tables) because the TDM time frame has been divided into four sub-areas. Such a division that each sub-area comprises two adjacent time slots is particularly advantageous for the following reasons: On the one hand, each sub-area is chosen only so large that it does not cover the majority of the TDM time frame, which means that when the table is changed, radio transmission is only slight Extent is affected. On the other hand, the partial area is chosen so large that it comprises more than one time slot, so that the transfer of the table TAB into the new table TAB 'does not require too many steps.

Bei der Überführung der Tabelle wird demnach in einer Schrittfolge 133 zunächst eine erste temporäre Tabelle TRANS1 erstellt, indem der erste Teilbereich P1 neu geordnet wird. Danach wird eine zweite temporäre Tabelle TRANS2 erstellt, die aus der ersten temporären Tabelle durch Neuordnung des zweiten Teilbereichs P2 hervorgeht. Anschließend wird eine dritte temporäre Tabelle TRANS3 in entsprechender Weise erstellt. Zum Schluß wird die neue Tabelle TAB′ durch Neuordnung des vierten Teilabschnittes erstellt. Die Schritte 1 bis 4, die jeweils zu einer temporären Tabelle bzw. zur neuen Tabelle TAB′ führen, sind prinzipiell gleich, so daß für diese Schritte ein Algorithmus zur Bildung der jeweiligen temporären Tabelle angewendet wird.When transferring the table is therefore in a sequence of steps 133 first creates a first temporary table TRANS1 by the first section P1 is rearranged. After that, a second temporary table TRANS2 created from the first temporary Table results from reorganization of the second section P2. Then a third temporary table TRANS3 in created accordingly. Finally, the new table TAB 'created by reorganizing the fourth section. The Steps 1 to 4, each for a temporary table or for lead new table TAB 'are basically the same, so that for this steps an algorithm to form each one temporary table is applied.

Nach Abschluß des Verfahrens 100 sind somit für den ganzen TDM-Zeitrahmen neue Frequenzsprung-Gruppen gebildet, die in der neuen Tabelle TAB′ abgelegt sind. Die verschiedenen Tabellen werden beispielsweise in einem digitalen Speicher abgelegt und können für die Funkübertragung herangezogen werden. Das Erstellen und Abspeichern der Tabellen sowie die Steuerung der Funkübertragung wird in einer Steuereinrichtung durchgeführt, die anhand der Fig. 4 im weiteren näher beschrieben wird.After completion of the method 100 new frequency hopping groups are thus formed for the entire TDM time frame, which are stored in the new table TAB '. The various tables are stored, for example, in a digital memory and can be used for radio transmission. The tables are created and saved and the radio transmission is controlled in a control device which is described in more detail below with reference to FIG. 4.

In Fig. 4 ist das sogenannte Funkfeststationen-Teilsystem BSS eines zellularen Mobilfunksystems schematisch dargestellt. Es enthält eine Steuereinrichtung BSC (Funkfeststationen-Steuerung), an die Funkfeststationen BTS angeschlossen sind. Die Funkfeststationen-Steuerung BSC enthält einen Steuerrechner PROC mit einer Mikroprozessorschaltung, einen daran angeschlossenen Speicher MEM sowie verschiedene Schnittstellenschaltungen A, Abis, INTex, im weiteren kurz Schnittstelle genannt. Eine der Schnittstellen A dient zur Verbindung der Steuereinrichtung BSC mit einer Funkvermittlungsstelle des Mobilfunksystems über eine Signalisierungsstrecke, die z. B. nach dem Standard "CCITT Nr. 7" ausgelegt ist. Eine andere der Schnittstellen Abis dient zum Anschluß der Funkfeststationen an die Steuereinrichtung über Signalisierungsstrecken, die beispielsweise nach dem "PCM30"-Standard ausgelegt sind. Eine weitere Schnittstelle INTEX, die beispielsweise eine "X.25-Schnittstelle" ist, ermöglicht die Verbindung der Steuereinrichtung BSC mit einer Betriebs- und Wartungszentrale OMC des Mobilfunksystems.In FIG. 4, the so-called base stations subsystem BSS is a cellular mobile radio system illustrated schematically. It contains a control device BSC (base station control) to which base stations BTS are connected. The base station controller BSC contains a control computer PROC with a microprocessor circuit, a memory MEM connected to it and various interface circuits A, Abis, INTex, hereinafter referred to as interface. One of the interfaces A is used to connect the control device BSC to a radio switching center of the mobile radio system via a signaling link which, for. B. is designed according to the standard "CCITT No. 7". Another of the interfaces Abis is used to connect the base stations to the control device via signaling links which are designed, for example, according to the "PCM30" standard. Another interface INTEX, which is, for example, an "X.25 interface", enables the control device BSC to be connected to an operating and maintenance center OMC of the mobile radio system.

Die Steuereinrichtung BSC ist somit über die Schnittstelle Abis mit den Feststationen BTS verbunden. Jede Funkfeststation enthält ein sogenanntes Frequenzsprung-Schaltteil FHU (frequency hopping unit) und einen damit verbundenen Funksendeempfänger TRX. Das Frequenzsprung-Schaltteil FHU führt in Abhängigkeit von der Steuereinrichtung BSC das Frequenzsprung-Verfahren innerhalb der Funkfeststationen BTS durch. Die Steuereinrichtung BSC (Funkfeststationen-Steuerung) steuert das Frequenzsprung-Schaltteil FHU einer der Funkfeststationen BTS beispielsweise wie folgt:The control device BSC is thus connected via the Abis interface connected to the base stations BTS. Each base station contains one so-called frequency hopping switching unit FHU (frequency hopping unit) and a connected radio transceiver TRX. The Frequency hopping switching part FHU performs depending on the Control device BSC the frequency hopping process within the Base stations by BTS. The control device BSC (Base station control) controls the frequency hopping switching part FHU one of the base stations BTS for example as follows:

Im digitalen Speicher MEM der Steuereinrichtung ist eine Tabelle abgespeichert, die die Frequenzsprung-Gruppen wie zuvor beschrieben angibt. Für die FDM-/TDM-Funkübertragung zwischen den Funkfeststationen BTS und Mobilfunkstationen MSa und MSb wird dem Frequenzsprung-Schaltteil FHU von der Steuereinrichtung der Inhalt der (aktuellen) Tabelle TAB mitgeteilt.There is a table in the digital memory MEM of the control device saved the frequency hopping groups as previously described indicates. For FDM / TDM radio transmission between the Fixed radio stations BTS and mobile radio stations MSa and MSb Frequency hopping switching part FHU from the control device the content the (current) table TAB.

Dazu erzeugt die Steuereinrichtung BSC mittels der Mikroprozessorschaltung PROC Signalisierungsprotokolle, die sie über die Schnittstelle Abis an die Funkfeststation sendet. Dabei greift die Mikroprozessorschaltung PROC auf den Speicher MEM zu, in dem die Tabelle über die Frequenzsprung-Gruppen abgelegt ist. Diese (aktuelle) Tabelle und andere (neue) Tabellen wurden zuvor z. B. mittels eines Personal-Computers in der Betriebs- und Wartungszentrale OMC erstellt und über die X.25-Schnittstelle INTEX in den Speicher MEM geschrieben. Der Inhalt der (aktuellen) Tabelle wird von der Steuereinrichtung BSC an das Frequenzsprung-Schaltteil FHU der jeweiligen Funkfeststation BTS übertragen. Das Frequenzsprung-Schaltteil FHU schaltet die Funkübertragungskanäle zwischen der Funkfeststation BTS und den Mobilstationen MSa und MSb auf die Trägerfrequenzen, so daß für jeden Funkübertragungskanal die Trägerfrequenz innerhalb einer Frequenzsprung-Gruppe G1 pseudo-zufällig gewechselt wird. Damit die Mobilstationen MSa und MSb Funkverbindungen aufbauen und synchron zu den obigen Frequenzsprung-Verfahren ihre Sende- und Empfangsfrequenzen ändern können, signalisiert die Funkfeststation BTS an jede der Mobilstationen solche Sprungparameter, wie etwa im zitierten Buch von Mouly und Pauthet als "hopping sequence number", "hopping group number" und "mobile allocation index offset" beschrieben.For this purpose, the control device generates BSC using the Microprocessor circuit PROC signaling protocols that they sends to the base station via the Abis interface. Here the microprocessor circuit PROC accesses the memory MEM in which the table on frequency hopping groups is stored. These  (Current) table and other (new) tables were previously z. B. by means of a personal computer in the operating and Maintenance center OMC created and via the X.25 interface INTEX written in the memory MEM. The content of the (current) table is from the control device BSC to the frequency hopping switching part FHU of the respective base station BTS. The Frequency hopping switching unit FHU switches the radio transmission channels between the base station BTS and the mobile stations MSa and MSb on the carrier frequencies, so that for each radio transmission channel the carrier frequency within a frequency hopping group G1 is changed pseudo-randomly. So that the mobile stations MSa and Establish MSb radio connections and synchronize with the above Frequency hopping procedures change their transmit and receive frequencies the BTS base station signals to each of the Mobile stations such jump parameters, such as in the cited book by Mouly and Pauthet as "hopping sequence number", "hopping group number "and" mobile allocation index offset ".

Die Steuereinrichtung BSC fragt fortlaufend über die Schnittstelle Abis die Bitfehlerrate (BER) der einzelnen Funkverbindungen ab. Ist zumindest eine der BER kleiner als ein Schwellwert, so ist eine Änderung der Tabelle angezeigt. Auf folgende einfache Art und Weise kann die (aktuelle) Tabelle, die im Speicher MEM abgelegt ist, geändert werden und in eine neue Tabelle überführt werden:The control device BSC continuously asks about the interface Abis the bit error rate (BER) of the individual radio connections. Is at least one of the BER is less than a threshold value, so is one Modification of the table is displayed. In the following simple way can the (current) table, which is stored in the memory MEM, changed and transferred to a new table:

Im Speicher MEM sind eine aktuelle Tabelle und mehrere neue Tabellen mit verschiedenen und mit unterschiedlich vielen Frequenzsprung-Gruppen abgelegt. Es gibt demnach Tabellen mit vielen Frequenzsprung-Gruppen, die eine geringe Übertragungsqualität der Funkübertragung ermöglichen, und Tabellen mit wenigen Frequenzsprung-Gruppen, die eine Funkübertragung mit hoher Übertragungsqualität ermöglichen. Soll nun die aktuelle Tabelle so geändert werden, daß eine höhere Übertragungsqualität ermöglicht wird, so greift die Mikroprozessorschaltung PROC auf eine im Speicher MEM abgelegte neue Tabelle zu, errechnet entsprechend den geschilderten Verfahren mehrere temporäre Tabellen und steuert eine schrittweise Überführung der aktuellen Tabelle in die neue Tabelle.A current table and several new ones are in the memory MEM Tables with different and with different numbers Frequency hopping groups filed. There are therefore tables with many frequency hopping groups that are low Enable transmission quality of radio transmission, and tables with few frequency hopping groups using radio transmission enable high transmission quality. Should now be the current Table can be changed so that a higher transmission quality  is enabled, the microprocessor circuit PROC takes up a new table stored in the memory according to the described procedure, several temporary tables and controls a gradual transfer of the current table into the new table.

Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung ist für eine FDM-/TDM-Funkübertragung in einem zellularen Mobilfunksystem, wie beispielsweise im GSM (Gobal System for Mobile Communications) zugeschnitten. Es sind jedoch auch zahlreiche andere Ausführungsführungsbeispiele der Erfindung denkbar in anderen Funksystemen, die für ein Frequenzsprung-Verfahren ausgelegt sind, wie etwa in militärischen Funksystemen, Betriebsfunksystem oder drahtlosen Bürokommunikationssystemen. Weiterhin ist die Erfindung auch ausführbar für eine FDM-/CDM-Funkübertragung, d. h. für eine Funkübertragung mit Vielfachzugriff auf verschiedene Trägerfrequenzen und auf verschiedene Codes (CDM: Code Devision Multiplex), indem Frequenzsprung-Gruppen durch Zuordnung von Frequenz- und Codekanälen gebildet werden.The embodiment of the invention described here is for an FDM / TDM radio transmission in a cellular mobile radio system, such as in GSM (Global System for Mobile Communications) tailored. However, there are numerous others Execution examples of the invention conceivable in others Radio systems that are designed for a frequency hopping method, such as in military radio systems, company radio systems or wireless office communication systems. Furthermore, the invention also executable for FDM / CDM radio transmission, d. H. for one Radio transmission with multiple access to different Carrier frequencies and on different codes (CDM: Code Devision Multiplex) by frequency hopping groups by assignment of Frequency and code channels are formed.

Claims (9)

1. Verfahren (100) zur Bildung und Neuordnung von Frequenzsprung-Gruppen (hopping groups) für eine FDM-/TDM-Funkübertragung mit folgenden Schritten:
  • - für einen TDM-Zeitrahmen (TF) werden die Frequenzsprung-Gruppen (G1,. . .G16) durch eine Zuordnung (TAB) von Trägerfrequenzen (C0,. . .C3) und Zeitschlitzen (T0,. . .T7) gebildet (110), so daß jede Frequenzsprung-Gruppe (G4) mindestens zwei der Trägerfrequenzen (C0, C1) umfaßt und mindestens einem der Zeitschlitze (T2) zugeordnet ist,
  • - falls die Zuordnung (TAB) geändert werden soll (120), wird sie schrittweise geändert und in eine neue Zuordnung (TAB′) überführt (130), indem jeweils für einen von N Teilbereichen (P1, P2. . .) des TDM-Zeitrahmens (TF) neue Frequenzsprung-Gruppen (G1′, G2′) gebildet werden (131, 132), wobei jeder der Teilbereiche mindestens einen der Zeitschlitze umfaßt.
1. Method ( 100 ) for forming and rearranging frequency hopping groups for an FDM / TDM radio transmission with the following steps:
  • - For a TDM time frame (TF), the frequency hopping groups (G1, ... G16) are formed by an assignment (TAB) of carrier frequencies (C0, ... C3) and time slots (T0, ... T7) ( 110), so that each frequency hopping group (G4) comprises at least two of the carrier frequencies (C0, C1) and is assigned to at least one of the time slots (T2),
  • - If the assignment (TAB) is to be changed (120), it is changed step by step and converted (130) into a new assignment (TAB ′), in each case for one of N sub-areas (P1, P2...) of the TDM Time frame (TF) new frequency hopping groups (G1 ', G2') are formed (131, 132), each of the sub-areas comprising at least one of the time slots.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, bei dem zur schrittweisen Änderung der Zuordnung (TAB) die N Teilbereiche (P1; P2;. . .) des TDM-Zeitrahmens (TF) so bestimmt werden (131), daß sie gleichgroß sind und, daß sie jeweils mindestens zwei benachbarte Zeitschlitze (T0, T1; T2, T3;. . .) umfassen.2. The method ( 100 ) according to claim 1, in which the N partial areas (P1; P2;...) Of the TDM time frame (TF) are determined (131) in such a way that they are of equal size in order to change the assignment (TAB) step by step and that they each comprise at least two adjacent time slots (T0, T1; T2, T3; ...). 3. Verfahren (100) nach Anspruch 1, bei dem die Anzahl der Schritte zur Überführung der Zuordnung (TAB) in die neue Zuordnung (TAB′) durch die Anzahl N der Teilbereiche (P1, P2. . .) bestimmt wird (132), wodurch sich M=N-1 Zwischenschritte ergeben, bei dem M temporäre Zuordnungen (TRANS1, TRANS2,. . .) erstellt werden (133), indem innerhalb der Zuordnung (TAB) nacheinander für den ersten, zweiten bis M-ten der Teilbereiche (P1; P2;. . .) die neuen Frequenzsprung-Gruppen gebildet werden, und bei dem auf die temporären Zuordnungen für die FDM-/TDM-Funkübertragung jeweils für eine vorgebbare Zeitdauer zugegriffen wird, die einem ganzen Vielfachen einer TDM-Zeitrahmendauer (Zyklus) entspricht.3. The method ( 100 ) according to claim 1, in which the number of steps for converting the assignment (TAB) into the new assignment (TAB ') is determined by the number N of the partial areas (P1, P2...) (132) , which results in M = N-1 intermediate steps in which M temporary assignments (TRANS1, TRANS2,...) are created (133) by successively within the assignment (TAB) for the first, second to M-th of the subareas (P1; P2;...) The new frequency hopping groups are formed, and in which the temporary assignments for the FDM / TDM radio transmission are each accessed for a predefinable time period which is a whole multiple of a TDM time frame duration (cycle ) corresponds. 4. Verfahren (100) nach Anspruch 1, bei dem fortlaufend die Übertragungsqualität (Q) der FDM-/TDM-Funkübertragung für jede Frequenzsprung-Gruppe (G1, G16) ermittelt wird und bei dem die Zuordnung (TAB) dann geändert wird (120), falls die Übertragungsqualität (Q) für mindestens eine der Frequenzsprung-Gruppen (G2) unter einem Schwellwert (Q min) liegt. 4. The method ( 100 ) according to claim 1, in which the transmission quality (Q) of the FDM / TDM radio transmission is continuously determined for each frequency hopping group (G1, G16) and in which the assignment (TAB) is then changed (120 ), if the transmission quality (Q) for at least one of the frequency hopping groups (G2) is below a threshold (Q min). 5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zuordnung (TAB) dann geändert wird, falls mindestens eine der Trägerfrequenzen (C0,. . .,C3) für die FDM-/TDM-Funkübertragung ausfällt.5. The method according to claim 1, where the assignment (TAB) is then changed, if at least one of the carrier frequencies (C0, ..., C3) for the FDM / TDM radio transmission fails. 6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem zur Änderung der Zuordnung (TAB) nur für solche der N Teilbereiche (P1) mit Frequenzsprung-Gruppen (G2), deren Übertragungsqualität (Q) unter dem Schwellwert (Q min) liegt, die neuen Frequenzsprung-Gruppen (G2′) erstellt werden.6. The method according to claim 4, in the case of which to change the assignment (TAB) only for those of the N Subareas (P1) with frequency hopping groups (G2) whose Transmission quality (Q) is below the threshold (Q min), which new frequency hopping groups (G2 ′) are created. 7. Steuereinrichtung (BSC), die für mindestens eine Funkfeststation (BTS) eine FDM-/TDM-Funkübertragung steuert, indem sie Frequenzsprung-Gruppen (hopping groups) vorgibt und neu ordnet mittels:
  • - eines Speichers (MEM), in dem mindestens eine Zuordnung von Trägerfrequenzen (C0,. . .,C3) und Zeitschlitzen (T0,. . .,T7) als Tabelle (TAB) abgelegt ist, die die Frequenzsprung-Gruppen (G1,. . ., G16) für einen TDM-Zeitrahmen angibt,
  • - eines Steuerrechners (PROC), der mit dem Speicher (MEM) und mit der Funkfeststation (BTS) verbunden ist, der fortlaufend und für jede Frequenzsprung-Gruppe eine Übertragungsqualität (Q) der FDM-/TDM-Funkübertragung ermittelt und mit einem Schwellwert (Q min) vergleicht und der aus der Tabelle (TAB) schrittweise eine neue Tabelle (TAB′) errechnet, indem er jeweils für einen von N Teilbereichen (P1, P2,. . .) des TDM- Zeitrahmens (TF) neue Frequenzsprung-Gruppen (G1′, G2′. . .) vorgibt, falls die Übertragungsqualität (Q) mindestens einer der Frequenzsprung-Gruppen (G1,. . .,G16) unter dem Schwellwert (Q min) liegt.
7. Control device (BSC) which controls an FDM / TDM radio transmission for at least one base station (BTS) by specifying and re-arranging frequency hopping groups by means of:
  • - A memory (MEM) in which at least one assignment of carrier frequencies (C0, ..., C3) and time slots (T0, ..., T7) is stored as a table (TAB), which the frequency hopping groups (G1, ., G16) for a TDM time frame,
  • - a control computer (PROC) which is connected to the memory (MEM) and to the base station (BTS), which continuously and for each frequency hopping group determines a transmission quality (Q) of the FDM / TDM radio transmission and with a threshold value ( Q min) compares and calculates a new table (TAB ′) step by step from the table (TAB), by adding new frequency hopping groups for each of N sub-areas (P1, P2, ...) of the TDM time frame (TF) (G1 ', G2'...) Specifies if the transmission quality (Q) of at least one of the frequency hopping groups (G1, ...., G16) is below the threshold value (Q min).
8. Steuereinrichtung (BSC) nach Anspruch 7, bei dem der Steuerrechner (PROC) zur Ermittlung der jeweiligen Übertragungsqualität (Q) die Bitfehlerraten der einzelnen FDM-/TDM-Funkübertragungen zyklisch von den Funkfeststationen (BTS) abfragt und durch zeitliche Mitteilung auswertet.8. Control device (BSC) according to claim 7, where the control computer (PROC) to determine the respective Transmission quality (Q) the bit error rates of the individual FDM / TDM radio transmissions cyclically from the base stations (BTS) queries and evaluates by timely notification. 9. Steuereinrichtung (BSC) nach Anspruch 7, bei dem der Steuerrechner (PROC) eine prozessorgesteuerte Schaltung ist, die ein Frequenzsprung-Schaltteil (FHU) in der jeweiligen Funkfeststation (BTS) überwacht und steuert und die die neue Tabelle (TAB′) dann errechnet, falls eine der Trägerfrequenzen (CO, . . .,C3) in dem Frequenzsprung-Schaltteil (FHU) ausfällt.9. Control device (BSC) according to claim 7, in which the control computer (PROC) is a processor-controlled circuit which is a frequency hopping switching part (FHU) in the respective Radio base station (BTS) monitors and controls the the new Table (TAB ′) is then calculated if one of the carrier frequencies (CO, . . ., C3) in the frequency hopping switching unit (FHU) fails.
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