DE4432926A1 - Mobiles Funknetz - Google Patents
Mobiles FunknetzInfo
- Publication number
- DE4432926A1 DE4432926A1 DE19944432926 DE4432926A DE4432926A1 DE 4432926 A1 DE4432926 A1 DE 4432926A1 DE 19944432926 DE19944432926 DE 19944432926 DE 4432926 A DE4432926 A DE 4432926A DE 4432926 A1 DE4432926 A1 DE 4432926A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- frequency
- frequencies
- mobile radio
- frequency hopping
- radio network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
- H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
- H04B7/2621—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using frequency division multiple access [FDMA]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
- H04B1/7143—Arrangements for generation of hop patterns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Funknetz mit einer
Anzahl von Basisstationen in räumlicher Anordnung nach Art ei
nes Zellularsystem und mit Mobilstationen, bei dem in den be
treffenden Stationen ein Frequenzsprungverfahren implementiert
ist.
Das Frequenzsprungverfahren dient dazu, daß die Mobilstationen
und die Basisstationen nicht ständig auf einer Frequenz senden
und empfangen, sondern während der Verbindung ein Frequenzwech
sel erfolgen kann. Dadurch können Gleichkanalstörungen und
Nachbarkanalstörungen minimiert und in der Mobilstation bei
gleichbleibender Qualität Energie gespart werden. Ferner kann
in einem zellularen Mobilfunknetz durch Frequency Hopping der
Wiederholungsabstand der Frequenzen reduziert werden.
Ein Beispiel für ein digitales Mobilfunksystem ist das digitale
zellulare pan-europäische Mobilfunksystem GSM (Global System
for Mobile Communication). Bei diesem System wird das Vielfach
zugriffsverfahren TDMA (Time Division Multiple Access) benutzt,
wobei die Mobilfunkteilnehmer durch Signalisierungskanäle bzw.
Verkehrskanäle, die auf unterschiedlichen oder gleichen Zeit
schlitzen eines Zeitmultiplexsystems liegen, unterschieden wer
den. Die Signalisierungskanäle bzw. Verkehrskanäle bezeichnet
man auch als logische Kanäle, weil mehrere Signalisierungskanä
le bzw. Verkehrskanäle sich einen Zeitschlitz teilen können.
Die Zeitschlitze werden, im Gegensatz zu den Signalisierungska
nälen bzw. Verkehrskanälen, welche logische Kanäle genannt wer
den, als physikalische Kanäle bezeichnet. Die physikalischen
Kanäle stellen das Übertragungsmedium zur Verfügung.
Das GSM ist für den 900 MHz-Bereich (GSM 900) und für den 1800
MHz-Bereich (DCS 1800) standardisiert. Im GSM 900 empfangen die
Basisstationen und senden die Mobilstationen (MS) in dem als
Unterband bezeichneten Frequenzband von 890 bis 915 MHz; in dem
mit Oberband bezeichneten Frequenzband von 935 bis 960 MHz sen
den die Basisstationen und empfangen die Mobilstationen. Für
das DCS 1800 System ist ein Unterband von 1710 bis 1785 MHz
vorgesehen, in dem die Mobilstationen senden und die Basista
tionen empfangen; in einem Oberband von 1805 bis 1880 MHz sen
den die Basisstationen und empfangen die Mobilstationen.
Die Frequenzbandbreite eines Trägers (Carrier, Frequenz) im GSM
System beträgt 200 kHz, und jeder Träger mit der Bandbreite von
200 kHz ist in acht Zeitschlitze (timeslots) aufgeteilt. Die
acht Zeitschlitze bilden einen Zeitschlitzrahmen. Ein Zeit
schlitz hat eine Dauer von 0.577 ins und ein Zeitschlitzrahmen
eine Dauer von 4.616 ins. Das GSM-System ist somit eine Kombina
tion aus dem Vielfachzugriffsverfahren Frequency Division Mul
tiple Access (FDMA) und Time Division Multiple Access (TDMA).
Man spricht in diesem Fall von einem FDMA/TDMA-System.
Jedem Mobilfunkteilnehmer im GSM wird für die Übertragung von
Daten oder digitalisierter Sprache ein Verkehrskanal (Traffic
Channel, TCH) zugewiesen. Für die Übertragung von Signalisie
rung wie z. B. beim Verbindungsaufbau wird jedem Mobilfunkteil
nehmer ein oder mehrere Signalisierungskanäle hintereinander
zugewiesen. Einem Mobilfunkteilnehmer kann man gleichzeitig
auch ein oder mehrere Verkehrskanäle und ein oder mehrere Si
gnalisierungskanäle zuweisen. Die Verkehrskanäle und die Signa
lisierungskanäle bilden die Gruppe der logischen Kanäle, da
diese Kanäle eine logische Funktion haben. Die Zeitschlitze
bilden die Gruppe der physikalischen Kanäle, da sie die Physik
zum Transport der Bitströme zur Verfügung stellen. Verkehrska
näle können Sprachdatenkanäle oder Datenkanäle sein, wobei ein
oder mehrere Datenkanäle oder ein oder mehrere Sprachdatenka
näle oder gleichzeitig Daten- und Sprachdatenkanäle einem Zeit
schlitz eines Trägers zugeordnet sein können. Ferner besteht
auch die Möglichkeit, Kombinationen aus Verkehrskanälen und Si
gnalisierungskanälen einem Zeitschlitz zuzuordnen.
Im GSM System wird neben der festen Zuordnung der Kanäle, bei
spielsweise der Daten-, Sprach- oder Kontrollkanäle, zu einer
festen Frequenz und einem Zeitschlitz TN innerhalb eines Zeit
schlitzrahmens T auch das Frequenzsprungverfahren (Frequency
Hopping) angewendet. Der Vorteil des Frequenzsprungverfahrens
liegt darin, daß sich die Qualität, z. B. die Bitfehlerrate des
Übertragungskanals, für langsame bewegende Mobilstationen ge
genüber einer festen Zuordnung verbessert. Beim Frequenzsprung
verfahren kann der Kanal von einem Zeitschlitzrahmen T zu einem
anderen Zeitschlitzrahmen T auf einer anderen Frequenz liegen;
dabei bleibt aber die zugewiesene Zeitschlitznummer TN erhal
ten. Da die Frequenz sich nicht bitweise ändert, sondern nur
von Zeitschlitzrahmen T zu Zeitschlitzrahmen T ändern kann,
spricht man in diesem Fall von einem langsamen Frequenzsprung
verfahren.
Bei Anwendung des Frequenzsprungverfahrens gibt die Basis-Steu
ereinheit BSC vor, über welche Frequenzen und in welcher Rei
henfolge nach einem Frequenzsprungverfahren gesprungen werden
soll. In Fig. 1 ist das Frequenzsprungverfahren für einen Ka
nal, der dem Zeitschlitz TN2 zugeordnet ist und über vier Fre
quenzen springen kann, für acht hintereinanderfolgende Zeit
schlitzrahmen T dargestellt. Die vier Frequenzen lauten: F1,
F2, F3 und F4. Im Zeitschlitzrahmen N liegt der Zeitschlitz TN2
auf der Frequenz F3, im Zeitschlitzrahmen N+1 auf der Frequenz
F2, danach auf der Frequenz F1, anschließend wieder auf F1,
dann im Zeitschlitzrahmen N+4 auf F2, dann auf F4, dann auf F3
und dann wieder auf F4. Dies entspricht einem zufälligen Sprin
gen über die in der Frequenzliste enthaltenen Frequenzen F1,
F2, F3, F4 und man spricht hierbei von einem zufälligen Sprin
gen, im Gegensatz zu einem zyklischen Springen, bei dem die Fre
quenzliste periodisch abgearbeitet wird.
Die Sprungfolge wird im GSM System durch den sogenannten Fre
quency Hopping Sequence Algorithmus vorgegeben. Dieser Algo
rithmus ist ein pseudo zufälliger Prozeß. Mit der Angabe von
Startbedingungen läßt sich die Frequenzsprungfolge generieren.
Man kann mit diesem Algorithmus vorgeben, wie gesprungen werden
soll. Es besteht die Möglichkeit, zyklisch oder zufällig
(pseudo zufällig, wie zum Beispiel in Fig. 1 dargestellt) über
die vorgegebenen Frequenzen zu springen. Der im GSM System im
plementierte Frequenzsprungalgorithmus entspricht einem gleich
verteilten Zufallsprozeß, d. h., die am Frequenzsprungverfahren
teilnehmenden Frequenzen werden gleich häufig benutzt.
Zyklisch bedeutet hierbei, daß bei Vorgabe einer Frequenzliste
diese der Reihe nach abgearbeitet wird. In Fig. 2 ist ein Bei
spiel für ein zyklisches Springen dargestellt, bei dem einem
Teilnehmer ein auf dem Zeitschlitz TN2 liegender Kanal zugeord
net worden ist und die Frequenzliste F4, F1, F2 und F3 lautet.
Die Sprungfolge für acht hintereinanderfolgende zeitschlitzrah
men T für das zyklische Springen ist dann wie folgt: Im Zeit
schlitzrahmen N liegt der Zeitschlitz TN2 auf der Frequenz F4,
im Zeitschlitzrahmen N+1 auf der Frequenz F1, danach auf der
Frequenz F2, dann auf F3, dann auf wieder F4, usw. Beim zykli
schen Sprungverfahren wird über die vorgegebene Frequenzliste
bzw. Frequenztabelle gesprungen. Fig. 3 zeigt die Häufigkeits
verteilung der an dem Frequenzsprungverfahren teilnehmenden
Frequenzen in einem Diagramm. Es handelt sich dabei, wie be
reits oben erwähnt, um eine Gleichverteilung der Frequenzen F1,
F2, F3 und F4.
Durch dieses Verfahren wird sowohl beim zyklischen oder peri
odischen als auch beim pseudo zufälligen Frequenz springen er
reicht, daß alle Frequenzen der vorgegebenen Frequenzsprung
liste während einer Verbindung gleich häufig benutzt werden.
Man spricht in diesem Fall von einer Gleichverteilung der Fre
quenzen oder es wird gleichverteilt über die vorgegebenen Fre
quenzen der Frequenzliste gesprungen. Gleichverteilt bedeutet:
wenn eine Liste n Frequenzen enthält, dann ist im Mittel wäh
rend einer Verbindung die Wahrscheinlichkeit 1/n für das Auf
treten einer Frequenz beim Frequenzsprungverfahren oder der zu
gewiesene Kanal befindet sich 1/n auf einer Frequenz der vorge
gebenen Frequenzliste. Die Frequenzlisten lassen sich durch das
Operation und Maintenance Center (OMC) einstellen und daher vom
Betreiber eines zellularen Mobilfunknetzes vorgeben. Es läßt
sich unter anderem für jeden Zeitschlitz eine andere Frequenz
liste angeben und außerdem können für einen Zeitschlitz mehrere
Frequenzlisten existieren, die zum Beispiel zu unterschiedli
chen Zeitpunkten automatisch oder manuell eingestellt werden
oder abhängig vom Verkehr variiert beziehungsweise ein- und
ausgeschaltet werden.
Der Nachteil des Frequenzsprungverfahrens im GSM System ist,
daß es nur möglich ist, gleichverteilt über die in einer Fre
quenzliste vorgegebenen Frequenzen zu springen. Die Gleichver
teilung hinsichtlich der am Frequenzsprungverfahren teilnehmen
den Frequenzen wird durch den Zufallsgenerator, den sogenannten
Frequenzsprung-Algorithmus generiert. Somit existiert im GSM
System immer, unabhängig davon, ob zyklisch oder zufällig über
Frequenzen gesprungen wird, eine Gleichverteilung der am Fre
quenzsprungverfahren teilnehmenden Frequenzen.
Im GSM System ist sowohl in der Mobile Station als auch in der
Base Station der Frequency Hopping Algorithmus implementiert.
Durch die Übermittlung von Parameter zur Base Station und zur
Mobile Station gibt der Base Station Controller bekannt, über
welche Frequenzen in welcher Reihenfolge gesprungen werden
soll, wann mit dem Springen gestartet wird, und ob es sich um
ein zyklisches oder zufälliges Springen handelt. Beim zufälli
gen Frequenzspringen handelt es sich natürlich beim GSM System
um ein gleichverteiltes Springen. Die übertragenden Parameter
können zum Beispiel sein: Zeitschlitz, Frequenzliste, Zeit
schlitzrahmennummer für den Start des Springens, Anfangsbedin
gungen des Frequenzsprungalgorithmus, ob zyklisch oder zufällig
gesprungen werden soll, usw.
Die Übermittlung der Frequenzliste an die Mobile Station wird
im GSM System auf mehreren Arten durchgeführt. Bei der ersten
Methode wird eine Bit Mapping Message übertragen. Hierbei han
delt es sich um ein Bitmuster oder Bit-Feld, wobei das Bit den
Wert Eins hat, falls die dem Feld zugeordnete Frequenz in der
Frequenzsprungliste enthalten ist. Gemäß der anderen Methode
wird die Frequenzliste durch eine absolute Zahl dargestellt und
alle zur Frequenzliste gehörenden Frequenzen werden relativ zu
dieser absoluten Frequenznummer dargestellt. Nebenbedingung ist
dabei, daß der relative Wert nicht Null und keine Frequenz dop
pelt oder mehrfach in der Liste enthalten sein darf. Durch
diese Übertragungsmechanismen ist es nicht möglich, eine Fre
quenzsprungliste zu erstellen bzw. zu übertragen, die Frequen
zen doppelt oder mehrfach enthalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein mobiles Funk
netz der eingangs genannten Art eine Lösung anzugeben zur Ver
meidung der beim Frequenzsprungverfahren mit gleichverteiltem
Springen über Frequenzen vorhandenen Nachteile.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch an die am
Frequenzsprungverfahren teilnehmenden Mobilstationen und die
Basisstation übermittelte Frequenzlisten, die eine oder mehrere
Frequenzen doppelt oder mehrfach enthalten.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin,
daß die beim Mobilfunk frequenzselektiven Übertragungsbedingun
gen in entsprechender Form; berücksichtigt werden können. Fre
quenzselektiv bedeutet, daß die Übertragungsqualität auf der
einen Frequenz besser ist als auf einer anderen. Mit einem Fre
quenzsprungverfahren, das keine Gleichverteilung der teilneh
menden Frequenzen aufweist, ergibt sich eine insgesamt bessere
Übertragungsqualität gegenüber einer Gleichverteilung der teil
nehmenden Frequenzen, indem man eine oder mehrere Frequenzen,
die für ein gewisses Gebiet gute Übertragungseigenschaften be
ziehungsweise Übertragungsqualitäten aufweisen, häufiger am
Frequenzsprungverfahren teilnehmen läßt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, bei der Frequenzplanung ei
nes Mobilfunknetzes das Frequenzsprungverfahren mit nicht
gleichverteilten Frequenzen zu benutzen. Dies kann in der Form
durchgeführt werden, daß man eine oder mehrere Frequenzen F ei
ner vorgegebenen Frequenzmenge in einer oder in mehreren Zellen
eine große Auftretenswahrscheinlichkeit (Häufigkeit) und in ei
ner anderen Zelle oder anderen Zellen, die auch benachbart sein
können, eine geringere Auftretenswahrscheinlichkeit
(Häufigkeit) von Frequenzen zuordnet. Durch diese Planung kann
man erreichen, daß die gegenseitigen Störungen
(Gleichkanalstörungen) oder Kollisionen kleiner werden gegen
über einem Frequenzsprungverfahren mit gleichverteilten Fre
quenzen.
Durch die Vorgaben von Frequenzlisten, die eine oder mehrere
Frequenzen doppelt oder mehrfach enthalten, besteht die Mög
lichkeit, unter Ausnutzung des zyklischen Springens jede be
liebige Verteilung der an dem Frequenzsprungverfahren teilneh
menden Frequenzen zu generieren. Die Übertragung der entspre
chend gestalteten Frequenzlisten mit doppelt oder mehrfach ent
haltenen Frequenzen läßt sich dadurch durchführen, daß man die
Frequenzen als absolute Frequenzen übermittelt. Eine andere Va
riante besteht darin, eine absolute Frequenz anzugeben und die
anderen Frequenzen der Frequenzliste relativ dazu zu berechnen,
wobei auch der relative Wert Null oder andere relative Werte
mehrmals in der Frequenzliste enthalten sein können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfin
dungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dar
gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In einem ersten Ausführungsbeispiel stehen für das Frequenz
sprungverfahren die Frequenzen F1, F2, F3 und F4 zur Verfügung.
Die Frequenzen sollen während einer Verbindung mit den folgen
den Wahrscheinlichkeiten auftreten: Die Frequenz F1 mit der
Wahrscheinlichkeit 1/2, Frequenz F2 mit der Wahrscheinlichkeit
1/6, Frequenz F3 mit 1/6 und Frequenz F4 mit 1/6. Das ergäbe
z. B. die folgende Frequenzliste:
F1, F2, F1, F3, F1, F4 die an die Mobile Station und Base Station übertragen wird. Den in Mobile Station und Base Station imple mentierten Frequenzsprungalgorithmen wird mitgeteilt, daß sie zyklisch springen sollen. Hierbei wird eine Gleichverteilung bezüglich der Frequenzen F2, F3 und F4 erzeugt, wobei diese Frequenzen mit der Häufigkeit 1/6 auftreten; die Frequenz F1 tritt mit der Wahrscheinlichkeit von 50%. auf. In Fig. 3 ist für diese Frequenzliste das Frequenzsprungverfahren für einen Kanal, der dem Zeitschlitz TN2 zugeordnet ist, für acht aufein anderfolgende Zeitschlitzrahmen dargestellt. Im Zeitschlitzrah men N liegt der Zeitschlitz TN2 auf der Frequenz F1, im Zeit schlitzrahmen N+1 auf der Frequenz F2, danach wieder auf F1, im Zeitschlitzrahmen N+3 auf F3, anschließend wieder auf F1, da nach auf F4, usw. Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Häufig keitsverteilung der in der Frequenzliste enthaltenen Frequenzen F1, F2, F3 und F4.
F1, F2, F1, F3, F1, F4 die an die Mobile Station und Base Station übertragen wird. Den in Mobile Station und Base Station imple mentierten Frequenzsprungalgorithmen wird mitgeteilt, daß sie zyklisch springen sollen. Hierbei wird eine Gleichverteilung bezüglich der Frequenzen F2, F3 und F4 erzeugt, wobei diese Frequenzen mit der Häufigkeit 1/6 auftreten; die Frequenz F1 tritt mit der Wahrscheinlichkeit von 50%. auf. In Fig. 3 ist für diese Frequenzliste das Frequenzsprungverfahren für einen Kanal, der dem Zeitschlitz TN2 zugeordnet ist, für acht aufein anderfolgende Zeitschlitzrahmen dargestellt. Im Zeitschlitzrah men N liegt der Zeitschlitz TN2 auf der Frequenz F1, im Zeit schlitzrahmen N+1 auf der Frequenz F2, danach wieder auf F1, im Zeitschlitzrahmen N+3 auf F3, anschließend wieder auf F1, da nach auf F4, usw. Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Häufig keitsverteilung der in der Frequenzliste enthaltenen Frequenzen F1, F2, F3 und F4.
Bei einer Frequenzliste aus den Frequenzen F1, F2, F3, F4 und
F5 soll über die folgende Frequenzliste F1, F2, F1, F3, F1, F4,
F1, F3, F1, F2, F1, F5 zyklisch gesprungen werden. Damit erhal
ten die Frequenzen F die in der nachfolgenden Tabelle aufge
führten Auftretenswahrscheinlichkeiten p(F) während des Fre
quenzsprungverfahrens:
Hiermit wird annähernd eine Gaußverteilung der am Frequenz
sprungverfahren teilnehmenden Frequenzen generiert. Die Häufig
keitsverteilung der Frequenzen F1, F2, F3, F4 und F5 ist in
Fig. 6 dargestellt, wobei zur Veranschaulichung in die Häufig
keitsverteilung die Kurve einer Gaußverteilung skizziert ist.
Als weiteres Beispiel wird ein Frequenzspringen mit den Fre
quenzen F1, F2, F3, F4, und F5 betrachtet. Hierbei sollen die
Frequenzen mit einer Häufigkeit entsprechend einer Rayleigh-
Verteilung vorkommen. Eine geeignete Frequenzliste wäre in die
sem Fall: F3, F2, F1, F3, F4, F1, F5, F1, F3, F4, F1, über die
periodisch gesprungen wird. Die Häufigkeitsverteilung der teil
nehmenden Frequenzen am Frequenzsprungverfahren ist in Fig. 7
dargestellt.
Durch die Mitteilung von Frequenzlisten, die eine oder mehrere
Frequenzen doppelt oder mehrfach enthalten, und durch Vorgabe
der Parameter des im GSM System spezifizierten Hopping Sequence
Algorithmus besteht die Möglichkeit, annähernd jede beliebige
Verteilung der Frequenzen, die am Frequenzsprungverfahren teil
nehmen, zu generieren. Damit besteht ferner die Möglichkeit,
dies bei der Frequenzplanung eines Netzwerkes zu berücksichti
gen, indem man über sogenannte "gute" Frequenzen einer Zelle
häufiger springt (große Auftretenswahrscheinlichkeit) und über
weniger "gute" Frequenzen nicht so häufig springt (kleine Auf
tretenswahrscheinlichkeit). Dadurch läßt sich die Qualität im
Netz verbessern.
Durch Frequency Hopping läßt sich aber auch z. B. der Wiederho
lungsabstand der Frequenzen reduzieren und damit auch in einem
zellularen Mobilfunksystem die Kapazität bei gleicher Anzahl
von Frequenzen erhöhen. Bei einer nicht gleichverteilten
Sprungfolge ist dabei, im Gegensatz zur einer gleichverteilten,
die Kollisionshäufigkeit geringer. Durch eine geringere Kolli
sionswahrscheinlichkeit wird auch die Qualität eines zellularen
Mobilfunknetzes verbessert. Unter der Kollisionshäufigkeit ist
die Häufigkeit zu verstehen, daß sich zwei oder mehrere Teil
nehmer zu einem bestimmten Zeitpunkt in benachbarten oder ver
schiedenen Zellen auf der gleichen Frequenz befinden und sich
gegenseitig stören.
Bei der Frequenzplanung eines zellularen Mobilfunksystems wird
der gesamte zur Verfügung stehende Frequenzvorrat auf ein
Cluster verteilt. Ein Cluster ist eine Gruppe von Zellen, wobei
jede Frequenz innerhalb eines Clusters nur einmal verteilt
wird. Ein zellulares Mobilfunksystem besteht somit aus einer
Aneinanderreihung von Cluster, wobei jedes Cluster aus einer
gewissen Anzahl von Zellen besteht. Jeder Zelle ist eine Basis
station zugeordnet, welche bestimmte Frequenzen aus dem Fre
quenzvorrat zugewiesen werden.
Frequency Hopping kann bei der Netzplanung unter verschiedenen
Gesichtspunkten berücksichtigt werden. Einerseits besteht die
Möglichkeit Frequency Hopping zur Minimierung von Gleichkanal
störungen bzw. von Kollisionshäufigkeiten einzusetzen, dann muß
man die Frequenzen, über die in der Zelle gesprungen werden
soll, vorhalten. Das Vorhalten der Frequenzen erfordert einen
großen Frequenzvorrat. Andererseits läßt sich der Wiederho
lungsabstand von Frequenzen reduzieren, was zu einer Kapazi
tätserhöhung bei gleichbleibender Qualität beziehungsweise Kol
lisionshäufigkeit oder Gleichkanalstörungen beiträgt. Dabei
werden die Gleichkanalstörungen beziehungsweise Kollisionshäu
figkeiten bei nicht gleichverteilten Auftretenswahrscheinlich
keiten der Frequenzen einer Frequenz folge geringer sein als bei
einer gleichverteilten Auftretenswahrscheinlichkeit der Fre
quenzen einer Frequenzsprungfolge. Durch die Verringerung des
Wiederholungsabstandes wird die Kapazität des Netzwerkes er
höht. Dieser Sachverhalt soll nachfolgend an einigen Beispielen
erläutert werden.
In Fig. 8 ist ein Cluster aus 3 Zellen (3er Cluster) darge
stellt, wobei der Frequenzvorrat aus den 3 Frequenzen F1, F2
und F3 besteht. Jede Zelle erhält eine Frequenz: Zelle 1 die
Frequenz F1, Zelle 2 die Frequenz F2 und Zelle 3 die Frequenz
F3. Jede Frequenz F jeder Zelle hat somit die Auftretenswahr
scheinklichkeit p(F)=1, dies bedeutet, daß nicht gesprungen
wird. Das 3er Cluster läßt sich bei gleichbleibenden Frequenz
vorrat, unter Ausnutzung von Frequency Hopping, zu einem 4er
Cluster (Fig. 9) erweitern, indem zum Beispiel in der vierten
Zelle über die drei Frequenzen F1, F2 und F3 springt. In der
Zelle 4 tritt somit bei einer gleichverteilten Sprungfolge wäh
rend einer Verbindung jede Frequenz mit der Wahrscheinlichkeit
1/3 auf. Demzufolge wird jede Frequenz im Cluster, also die
Frequenzen F1, F2 und F3, bei einer gleichverteilten Sprung
folge im Mittel zu 1/3 gestört. Eine andere Möglichkeit zur
Erweiterung der Kapazität besteht darin, daß man in jeder Zelle
über alle drei Frequenzen springt. Dieses ist in Fig. 10 darge
stellt. Dadurch werden, da gleichverteilt gesprungen wird, je
zwei Teilnehmer in unterschiedlichen Zellen im Mittel zu einem
1/9 gestört: zum Beispiel ein Teilnehmer in Zelle 1 und ein
Teilnehmer in Zelle 2 haben die Kollisionswahrscheinlichkeit
1/9; 3 Teilnehmer werden dann im Mittel zu 1/27 gestört.
Im Falle einer nicht gleichverteilten Frequenzsprungfolge fal
len die Störungen im Mittel günstiger aus. In der folgenden
Tabelle sind die Häufigkeitsverteilungen p(F) der Frequenzen
F1, F2 und F3 der einzelnen Zellen eingetragen.
Die hierzu gehörende Darstellung von Fig. 11 zeigt, daß die
Frequenz F1 in Zelle 1 die Auftretenswahrscheinlichkeit p(F1)=1/2,
die Frequenz F2 in Zelle 1 die Auftretenswahrscheinlichkeit
p(F2)=1/4 und die Frequenz F3 in Zelle 1 die Auftretenwahr
scheinlichkeit p(F3)=1/4. Eine Berechnung der Kollisionswahr
scheinlichkeit für zwei Teilnehmer beträgt im Mittel 1/10. Für
den Fall, daß sich 3 Teilnehmer in unterschiedlichen Zellen
gleichzeitig stören beträgt 1/29. An diesem einfachen Beispiel
wird deutlich, daß sich das nicht gleichverteilte Springen über
Frequenzen hinsichtlich Störungen günstiger auswirkt als eine
gleichverteilte Frequenzsprungfolge.
Ein weiterer Vorteil von Frequency Hopping besteht darin, daß
wie im letzten Beispiel deutlich gezeigt wurde, im Falle des
Zulassens einer gewissen Kollisionshäufigkeit auf die Frequenz
planung im Prinzip verzichtet werden kann. Beim nicht gleich
verteilten Springen über Frequenzen fallen dabei die Kollisons
häufigkeiten gegenüber dem gleichverteilten günstiger aus.
Die genannten Vorteile für einen kleinen Frequenzvorrat sind
bei einem größeren Frequenzvorrat günstiger. Dies wird an dem
nachfolgenden Beispiel gezeigt.
Es wird ein Cluster aus sieben Zellen mit dem Frequenzvorrat
F1, F2, F3, F4, F5 und F6 betrachtet. Hierbei ist gemäß der
Darstellung nach Fig. 12 den Zellen 1 bis 6 jeweils eine Fre
quenz zugeordnet. In der Zelle 7 wird über die Frequenzliste
F1, F2, F3, F4, F5 und F6 gleichverteilt gesprungen. Somit wird
jede Frequenz zu einem 1/6 gestört. Wird in den Zellen 1 bis 7
gleichverteilt über den gesamten Frequenzvorrat von F1, F2, F3,
F4, F5 und F6 gesprungen, ergibt sich für zwei Teilnehmern, die
sich in verschiedenen Zellen befinden, im Mittel eine Störwahr
scheinlichkeit bzw. Kollisionshäufigkeit von 1/36 und bei drei
Teilnehmern, die sich in drei verschiedenen Zellen aufhalten
und ein Gespräch führen, eine von 1/216.
In Fig. 13 ist ein entsprechendes Cluster aus sieben Zellen mit
dem Frequenzvorrat F1, F2, F3, F4, F5 und F6 für ein nicht
gleichverteiltes Springen dargestellt. Die Häufigkeitsvertei
lungen p(F) der sechs Frequenzen F1, F2, F3, F4, F5 und F6 sind
in der nachfolgenden Tabelle enthalten.
Mit den angegebenen Werten resultiert für zwei Teilnehmern im
Mittel eine Störwahrscheinlichkeit von 1/40 und bei drei Teil
nehmern eine von 1/332. Dieses Beispiel zeigt, daß bei einer
höheren Anzahl von Frequenzen über die gesprungen wird, im
Falle einer nicht gleichverteilten Frequenzsprungfolge die Kol
lisionshäufigkeiten geringer ausfallen als im Falle einer
gleichverteilten Frequenzsprungfolge.
Fig. 14 zeigt in einem Blockschaltbild eine Anordnung mit einer
Mobilstation (MS) und einer Basisstation (BTS-Base Transceiver
Station), die zwischen gleichverteiltem und nicht gleichver
teiltem Frequenzspringenunterscheiden. Hierzu sind in der Mo
bilstation (MS)1 und der Basisstation (BTS)5, die an einen Base
Station Controller 9 (BSC) angeschlossen ist, jeweils eine Ein
heit 2, 3 bzw. 6, 7 für gleichverteiltes Frequenzspringen und
für nicht gleichverteiltes Frequenzspringen angeordnet und mit
dem Sender/Empfänger 4, 8 (Transceiver) der jeweiligen Station
verbunden. Die BSC 9 enthält eine Einheit 10 Kanalvorgabe für
gleichverteiltes Frequenzspringen und eine Einheit 11 Kanalvor
gabe für nicht gleichverteiltes Frequenzspringen. Die Kanalvor
gaben werden an die Basisstation 5 und die Mobilstation 1
übertragen, in denen dann die entsprechende Anschaltung der
Einheiten 2, 6 bzw. 3, 7 für gleichverteiltes Frequenzspringen
bzw. nicht gleichverteiltes Frequenzspringen an den Transceiver
4 bzw. 8 erfolgt. Diese Möglichkeit der Unterscheidung von
gleichverteiltem und nicht gleichverteiltem Frequenzspringen
hat den Vorteil, daß das nicht gleichverteilte Frequenzspringen
in ein bestehendes System mit gleichverteiltem Frequenzspringen
integriert werden kann.
Claims (10)
1. Mobiles Funknetz mit einer Anzahl von Basisstationen in
räumlicher Anordnung nach Art eines Zellularsystems und mit Mo
bilstationen, bei dem ein Frequenzsprungverfahren implementiert
ist,
gekennzeichnet durch an die am Frequenz
sprungverfahren teilnehmenden Mobilstationen und der Basissta
tion übermittelte Frequenzlisten, die eine oder mehrere Fre
quenzen mehrfach enthalten.
2. Mobiles Funknetz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenzen der Frequenzliste als absolute Frequenzen
übermittelt werden.
3. Mobiles Funknetz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Übermittlung der Frequenzliste in der Weise erfolgt,
daß eine absolute Frequenz angegeben wird und die anderen Fre quenzen der Frequenzliste relativ dazu berechnet werden.
daß die Übermittlung der Frequenzliste in der Weise erfolgt,
daß eine absolute Frequenz angegeben wird und die anderen Fre quenzen der Frequenzliste relativ dazu berechnet werden.
4. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenzliste in der betreffenden Station periodisch
abgearbeitet wird.
5. Mobiles Funknetz nach Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenzliste in der betreffenden Station nach einem
Algorithmus abgearbeitet wird, der eine bestimmte Verteilung
erzeugt.
6. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß Frequenzen, die einem Zelle zugeordnet sind und am Fre
quenzsprungverfahren teilnehmen, mit unterschiedlichen Häufig
keiten vorkommen.
7. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in benachbarten Zellen gleiche Frequenzen, die am Frequenz
sprungverfahren teilnehmen, mit unterschiedlichen Häufigkeiten
auftreten.
8. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Zellen unterschiedliche Frequenzsprungverfahren existie
ren und die Frequenzliste einer Zelle so aufgespalten ist, daß
über die eine Menge gleichverteilt ist, über die andere nicht
gleichverteilt gesprungen wird und/oder über eine weitere Menge
nicht gesprungen wird.
9. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in benachbarten Zellen unterschiedliche Frequenzsprungver
fahren vorgesehen sind derart, daß in der einen gleichverteilt,
in der anderen nicht gleichverteilt gesprungen wird und in ei
ner weiteren kein Frequenzspringen angewendet wird.
10. Anordnung durch Durchführung des Frequenzspringens inner
halb eines mobilen Funknetzes nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Mobilstation und Basisstation jeweils eine Vorrichtung
angeordnet ist zur Unterscheidung zwischen gleichverteiltem und
nicht gleichverteiltem Frequenzspringen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944432926 DE4432926C2 (de) | 1994-09-15 | 1994-09-15 | Mobiles Funknetz |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944432926 DE4432926C2 (de) | 1994-09-15 | 1994-09-15 | Mobiles Funknetz |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4432926A1 true DE4432926A1 (de) | 1996-03-28 |
DE4432926C2 DE4432926C2 (de) | 1998-02-05 |
Family
ID=6528328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944432926 Expired - Fee Related DE4432926C2 (de) | 1994-09-15 | 1994-09-15 | Mobiles Funknetz |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4432926C2 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19617301A1 (de) * | 1996-04-30 | 1997-11-06 | Alcatel Mobile Comm Deutsch | Neuordnen von Frequenzsprung-Gruppen für eine FDM-/TDM-Funkübertragung bei hoher Verkehrslast |
EP0854600A1 (de) * | 1997-01-21 | 1998-07-22 | Thomson-Csf | Selbstadaptives Datenübertragungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
WO1998042149A2 (de) * | 1997-03-19 | 1998-09-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vermittlungssystem zur herstellung von fernmeldeverbindungen |
DE19716433A1 (de) * | 1997-04-18 | 1998-10-22 | Alsthom Cge Alcatel | Verfahren zum Aufbau einer Funkkette innerhalb eines Funknetzes |
DE19728491A1 (de) * | 1997-07-03 | 1999-02-04 | Deutsche Telekom Mobil | Verfahren und Anordnung zum kapazitätsgesteuerten Betrieb von Mobilfunknetzen |
DE19755831A1 (de) * | 1997-12-16 | 1999-06-17 | Cit Alcatel | Verfahren zur Erzeugung einer Funkfrequenzsprungfolge für eine Funkkommunikation, Funkvorrichtung und Funkkommunikationssystem dafür |
DE19755832A1 (de) * | 1997-12-16 | 1999-06-17 | Cit Alcatel | Verfahren zur Erzeugung einer Frequenzsprungfolge mittels verketteter Kodierungen, Funkvorrichtung und Funkkombinationssystem dafür |
EP1035666A2 (de) * | 1999-03-05 | 2000-09-13 | Inmarsat Ltd. | Verfahren und Gerät für Gruppen von Sender-Übertrager mit Steuerung der Zustandsberichtung |
WO2002035873A2 (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-02 | Ericsson Inc | Systems, methods, and computer program products for providing traffic frequency diversification in a cellular communication system |
US6928286B2 (en) | 1999-04-22 | 2005-08-09 | Infineon Technologies Ag | Method of frequency synchronization in a wireless communications system and configuration for implementing the method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993017507A1 (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-02 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | A method for communication in a tdma cellular mobile radio system using frequency hopping |
-
1994
- 1994-09-15 DE DE19944432926 patent/DE4432926C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993017507A1 (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-02 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | A method for communication in a tdma cellular mobile radio system using frequency hopping |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0810747A2 (de) * | 1996-04-30 | 1997-12-03 | Alcatel | Neuordnen von FrequenzsprugGruppen für eine FDM-/TDM-Funkübertragung bei hoher Verkehrslast |
DE19617301A1 (de) * | 1996-04-30 | 1997-11-06 | Alcatel Mobile Comm Deutsch | Neuordnen von Frequenzsprung-Gruppen für eine FDM-/TDM-Funkübertragung bei hoher Verkehrslast |
EP0810747A3 (de) * | 1996-04-30 | 2001-06-13 | Alcatel | Neuordnen von FrequenzsprugGruppen für eine FDM-/TDM-Funkübertragung bei hoher Verkehrslast |
US6094425A (en) * | 1997-01-21 | 2000-07-25 | Thomson-Csf | Self-adaptive method for the transmission of data, and implementation device |
EP0854600A1 (de) * | 1997-01-21 | 1998-07-22 | Thomson-Csf | Selbstadaptives Datenübertragungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
FR2758673A1 (fr) * | 1997-01-21 | 1998-07-24 | Thomson Csf | Procede auto-adaptatif de transmission de donnees et dispositif de mise en oeuvre |
WO1998042149A2 (de) * | 1997-03-19 | 1998-09-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vermittlungssystem zur herstellung von fernmeldeverbindungen |
WO1998042149A3 (de) * | 1997-03-19 | 1999-05-27 | Siemens Ag | Verfahren und vermittlungssystem zur herstellung von fernmeldeverbindungen |
DE19716433A1 (de) * | 1997-04-18 | 1998-10-22 | Alsthom Cge Alcatel | Verfahren zum Aufbau einer Funkkette innerhalb eines Funknetzes |
US6304745B1 (en) | 1997-04-18 | 2001-10-16 | Alcatel | Method of establishing a radio chain in a radiocommunications network |
DE19728491B4 (de) * | 1997-07-03 | 2007-11-22 | T-Mobile Deutschland Gmbh | Verfahren und Anordnung zum kapazitätsgesteuerten Betrieb von Mobilfunknetzen |
DE19728491A1 (de) * | 1997-07-03 | 1999-02-04 | Deutsche Telekom Mobil | Verfahren und Anordnung zum kapazitätsgesteuerten Betrieb von Mobilfunknetzen |
DE19755831A1 (de) * | 1997-12-16 | 1999-06-17 | Cit Alcatel | Verfahren zur Erzeugung einer Funkfrequenzsprungfolge für eine Funkkommunikation, Funkvorrichtung und Funkkommunikationssystem dafür |
DE19755832A1 (de) * | 1997-12-16 | 1999-06-17 | Cit Alcatel | Verfahren zur Erzeugung einer Frequenzsprungfolge mittels verketteter Kodierungen, Funkvorrichtung und Funkkombinationssystem dafür |
EP1035666A2 (de) * | 1999-03-05 | 2000-09-13 | Inmarsat Ltd. | Verfahren und Gerät für Gruppen von Sender-Übertrager mit Steuerung der Zustandsberichtung |
US7986951B2 (en) | 1999-03-05 | 2011-07-26 | Inmarsat Global Limited | Method and apparatus for controlling transmissions in communication systems |
US7519370B2 (en) | 1999-03-05 | 2009-04-14 | Inmarsat Global Limited | Method and apparatus for controlling transmissions in communications systems |
EP1035666A3 (de) * | 1999-03-05 | 2003-03-12 | Inmarsat Ltd. | Verfahren und Gerät für Gruppen von Sender-Übertrager mit Steuerung der Zustandsberichtung |
EP1443683A1 (de) * | 1999-03-05 | 2004-08-04 | Inmarsat Ltd. | Verfahren und Gerät zum Zusammenbringen von Hin- und Zurückfrequenzkanälen von drahtlosen Sendern-Empfängern |
US6928286B2 (en) | 1999-04-22 | 2005-08-09 | Infineon Technologies Ag | Method of frequency synchronization in a wireless communications system and configuration for implementing the method |
WO2002035873A3 (en) * | 2000-10-24 | 2003-01-16 | Ericsson Inc | Systems, methods, and computer program products for providing traffic frequency diversification in a cellular communication system |
WO2002035873A2 (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-02 | Ericsson Inc | Systems, methods, and computer program products for providing traffic frequency diversification in a cellular communication system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4432926C2 (de) | 1998-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69600082T3 (de) | Zeitschlitzanordnung in mobilem kommunikationssystem | |
DE69321831T2 (de) | Zellularanordnung | |
EP0996306B1 (de) | Verfahren und Funk-Kommunikationssystem zur Signalisierungssteuerung | |
EP1076945B1 (de) | Verfahren und basisstationssystem zur kanalzuteilung in einem funk-kommunikationssystem | |
DE2733503C3 (de) | Bewegliches Nachrichten-Funksystem | |
EP0938822B1 (de) | Verfahren und basisstationssystem zur konfigurierung einer funkschnittstelle zwischen einer mobilstation und einer basisstation eines zeitmultiplex-mobilfunksystems für eine paketdatenübertragung | |
DE69829749T2 (de) | Kanalzuweisungsverfahren | |
EP1163818B1 (de) | Verfahren und basisstation zur kanalzuweisung für eine funkübertragung | |
EP0585994A2 (de) | Mobilfunksystem mit adaptiver Zuweisung der Funkkanäle | |
DE19959136B4 (de) | Verfahren zum Kanalabfragen und Vorrichtung | |
EP0611006A1 (de) | Mobilfunksystem mit Vollduplex- und Halbduplexverkehr | |
EP0241954A2 (de) | Digitales Funkübertragungssystem und Mobilfunkteilnehmergerät für ein solches digitales Funkübertragungssystem. | |
WO1999009678A1 (de) | Verfahren und anordnung zur funkübertragung von daten unter verwendung von frequenzsprüngen | |
EP0111970A1 (de) | Verfahren und Steuereinrichtung zur Verteilung der Verkehrsmenge auf verschiedene Organisationskanäle eines Funkübertragungssystems | |
DE4432926C2 (de) | Mobiles Funknetz | |
DE69325654T2 (de) | Verfahren zum erhöhen der interferenzdiversität in fdma/tdma in zellularen anordnungen und zellulare anordnung | |
WO1998059439A1 (de) | Verfahren und anordnung zur effektiven funkübertragung von daten | |
DE19526549B4 (de) | Kommunikationsvorrichtung und Verfahren mit adaptiver Burstübertragungszeit | |
EP1090520B1 (de) | Verfahren und basisstation zur übertragung von organisationsinformationen in einem funk-kommunikationssystem | |
EP0639929B1 (de) | Verfahren und Anordnung zur hybriden Kanalzuteilung in einem Mobilfunksystem | |
EP0038518A1 (de) | Mobiles Funknetz | |
DE3012141C2 (de) | Mobiles Funksystem mit netzweiter Synchronisation | |
DE69532854T2 (de) | Einrichtung für telekommunikationssysteme | |
EP1108342A1 (de) | Verfahren zur übertragung von sprachinformationen in einem funk-kommunikationssystem | |
EP1169788B1 (de) | Stochastische sendeleistungseinstellung in einem kanal zum willkürlichen zugriff eines funk-kommunikationssystem |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: NOKIA SIEMENS NETWORKS GMBH & CO.KG, 81541 MUE, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SCHULZ, EGON, DR., 80993 MUENCHEN, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |