DE69325654T2

DE69325654T2 - Verfahren zum erhöhen der interferenzdiversität in fdma/tdma in zellularen anordnungen und zellulare anordnung

Info

Publication number: DE69325654T2
Application number: DE69325654T
Authority: DE
Inventors: Petri Poeyhoenen
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1992-05-07
Filing date: 1993-05-06
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2013-05-07
Also published as: JPH07506473A; AU4262993A; NO944218L; ES2133398T3; EP0639313B1; DE69325654D1; FI922072A0; WO1993022850A1; FI922072A; NO307439B1; NO944218D0; DK0639313T3; FI95426B; EP0639313A1; ATE182238T1; AU670796B2; FI95426C

Description

Verfahren zum Erhöhen des Interferenzdiversity in einem Zellularsystem auf Frequenz-/Zeitmultiplexbasis und Zellularsystem.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erhöhen des Interferenzdiversity in einem Zellularsystem auf Frequenz- /Zeitmultiplexbasis gemäß dem Oberbegriff des beiliegenden Patentanspruchs 1 und auf ein Zellularsystem gemäß dem Oberbegriff des beiliegenden Patentanspruchs 8.
Die Kapazität von Zellularnetzen wird durch eine sogenannte Gleichkanalinterferenz begrenzt, die dadurch verursacht wird, daß dieselben Funkfrequenzen gemäß einem bekannten Prinzip eines Zellularnetzes wiederholt als durch eine Frequenzplanung definiertes Wiederverwendungsmuster verwendet werden.
Um einen von Störungen (Interferenzen) ausreichend befreiten Dienst zu garantieren, muß ein Funknetz unter Berücksichtigung der schlechtesten Erwartungen geplant werden. Dies bedeutet, daß ein fortlaufendes Störsignal in einer Gleichkanalzelle (einer dieselben Frequenzen benutzenden Zelle) und sogar üblicherweise in einer das größte Störsignal hervorrufenden topologischen Anordnung (Endgerät an dem in größter Nähe zu der gestörten Zelle befindlichen Rand der störenden Zelle und maximal eingestellte Sendeleistungen) bei der Grundplanungssituation angenommen werden muß. Damit die bei diesem schlechtesten Fall (worst case) hervorgerufene Interferenz ausreichend gering ist, wird ein ausreichend entspanntes Wiederverwendungsmuster für das Zellularnetz ausgewählt.
Durch die Planung eines Zellularnetzes basierend auf dem vorstehend beschriebenen schlechtesten Fall wird die Kapazität des Systems begrenzt. Dies muß als getrennter Nachteil be trachtet werden, da die Situation des schlechtesten Falls während des Betriebs des Netzes lediglich in wenigen Ausnahmefällen eintritt. Dementsprechend muß das Netz in der Praxis mit einem zusätzlichen die Kapazität des Netzes beeinträchtigenden Sicherheitsabstand ausgestattet werden.
Das bekannte GSM-System weist eine Frequenzsprungeigenschaft auf, durch die der Einfluß von Störern über eine größere Anzahl von Benutzern gestreut wird. Gemäß dem Frequenzsprungprinzip wird die Sendefrequenz fortlaufend während des Sendens eines Signals bzw. die Empfangsfrequenz während des Empfangs durch Verwenden einer geeigneten Zahl von Frequenzen, beispielsweise vier vorbestimmte Frequenzen, geändert. Diese Frequenzen bilden eine sogenannte Sprungsequenz. Innerhalb einer Zelle sind die Sprungsequenzen zwischen Zellen mit denselben zugewiesenen Frequenzen gegenseitig synchronisiert (es treten keine Kollisionen zwischen den Kanälen einer einzelnen Zelle auf) und voneinander unabhängig. In dem GSM-System stellt das Frequenzspringen ein optionales Merkmal für eine Basisstation und ein zwingendes Merkmal für eine Mobilstation dar.
Zwei Vorteilsarten können durch die Verwendung des Frequenzspringens erzielt werden, nämlich sogenannte Frequenz- und Interferenzdiversity-Effekte. Die gewünschte Wirkung des Frequenzdiversity basiert auf der Tatsache, daß Schwund- oder Fadingzustände über folgerichtige Zeitschlitzmomente gegenseitig unkorreliert sind, wenn sich die Frequenz einer Funkverbindung von einem Zeitschlitz zu einem anderen ausreichend ändert. Selbst stationäre oder (sich langsam bewegende) Benutzer, die sich für eine bestimmte Frequenz in einem Fadingloch befinden, sind dann regelmäßig auf einigen anderen zu der Sprungsequenz gehörenden Trägern auch in einem starken Feld. Andererseits wird die brauchbare Wirkung des Interferenzdiversity durch eine fehlende Korrelation zwischen den Sprungsequenzen verursacht, d. h. durch die Tatsache, daß die Frequenzsprungsequenzen der dieselben oder nahe beieinanderliegenden Frequenzen benutzenden Basisstationen voneinander verschieden sind, so daß sich einander störende Verbindungen beim Übergang von einem Zeitschlitz zu einem anderen ändern. Auf diese Weise wird der Einfluß starker Interferenzquellen über mehrere Kanäle gemittelt. Unter dem Einfluß einer solchen Streuung erkennen alle Benutzer des Netzes einen mittleren Interferenzpegel, so daß die Sicherheitsabstände beim Dimensionieren des Netzes verringert werden können. Dies führt zu einem dichteren Wiederverwendungsmuster. Das Funksystem und Frequenzspringen des GSM-Systems sind in der zitierten Druckschrift [1] näher beschrieben (eine Liste der zitierten Druckschriften ist am Ende der Beschreibung angegeben).
Die Effizienz des Interferenzdiversity hängt entscheidend davon ab, in welchem Ausmaß die Interferenzen unter den Benutzern des Netzes aufgeteilt werden können (Grad des Interferenzdiversity). In einem Zellularsystem nach dem Prinzip des als solches bekannten Spread-Spectrum-CDMA (Code Division Multiple Access, Codemultiplex), verwenden alle Verbindungen denselben Funkkanal, auf dem die Kanäle mittels Spreizcodes (Spreading Codes) für jeden Teilnehmer getrennt sind. In einem solchen System ist das Interferenzdiversity maximal und alle Verbindungen werden in symmetrischer Weise als geringe Interferenzbeiträge durch alle anderen Kanäle erkannt. (Das Prinzip des Spread-Spectrum-Codemultiplex und die darauf basierenden Systeme sind in der zitierten Druckschrift [2] näher beschrieben.)
In der Frequenzsprunganordnung gemäß dem GSM-System bleibt der Grad des Interferenzdiversity deutlich geringer (und somit ist der sich daraus ergebende Vorteil geringer) als in dem vorstehend betrachteten Spread-Spectrum-Codemultiplexsystem. In der Frequenzsprunglösung gemäß dem GSM-System wird ein Störer nur durch diejenigen Teilnehmer erkannt, deren Sprungkette die durch den Störer verwendeten Frequenz enthält und deren Zeitschlitz in einem Zeitraster in demselben Augenblick auftritt wie der Zeitschlitz des Störers. Um einen hohen Grad des Frequenzdiversity zu erzielen, sollte die Sprungkette eines solchen Systems eine große Zahl von Funkkanälen (Trägern) aufweisen, beispielsweise 4 bis 8. Aus Kapazitätsgründen wird eine solche große Zahl von Sendeempfängereinheiten jedoch in den meisten Zellen nicht installiert, so daß mit höheren Kosten verbundene Sprungfrequenzsynthesizer verwendet werden müssen.
Die WO-A-9113502 offenbart ein Zeitmultiplex-Zellularfunksystem, in dem ein Gemeinschaftsträgerfrequenzsprungverfahren (Shared-Carrier Frequency Hopping) verwendet wird. Die Kanäle werden zu einem gemeinsamen Pool zusammengefaßt und auf Rahmenbasis innerhalb eines Trägerwiederverwendungsdurchmessers während bestimmter Zeitschlitze einem Bereich und während anderer nichtüberlappter Zeitschlitze einem anderen Bereich zugewiesen. Die Druckschrift zeigt aber nicht die Verwendung des Zeitschlitzspringens als Mittel zur weiteren Verbesserung der Übertragungsqualität. Diese Druckschrift zeigt daher den Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die US-A-5020056 offenbart ein Verfahren zum Verringern synchroner Fadingeffekte in einem Zeitmultiplex-Kommunikationssystem. Durch Ändern der einem Benutzer zugeordneten Position des Zeitschlitzes von einem Rahmen auf einen anderen wird ein synchrones Fading vermieden. In diesem System wird jedoch kein Frequenzsprungverfahren verwendet und keine Koordination der Zeitschlitzsprungsequenzen zwischen verschiedenen Basisstationen vorgeschlagen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein für ein Zellularsystem auf Frequenz-/Zeitmultiplexbasis, wie beispielsweise das GSM-System, geeignetes Verfahren mit gegenüber dem Frequenzsprungverfahren verbessertem Grad des Interferenzdi versity bereitzustellen. Dies wird gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß (zusätzlich zu einem ersten Teil der Basisstationen des ein Frequenzsprungverfahren durchführenden Systems) zumindest ein Übertragungskanal eines zweiten Teils der Basisstationen zumindest zwei getrennte Zeitschlitze eines Zeitmultiplexrahmens in aufeinanderfolgenden Zeitmultiplexrahmen in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten wiederholten Sequenz verwendet und daß die durch getrennte Basisstationen verwendeten Sequenzen in solcher Weise gegenseitig koordiniert sind, daß zumindest die durch die innerhalb des gegenseitigen Einflußbereichs befindlichen Zellen verwendeten Sequenzen gegenseitig ausreichend unkorreliert sind. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Zellularsystem durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des beiliegenden Patentanspruchs 8 gekennzeichnet. (In dieser Beschreibung hat der Übertragungskanal die Bedeutung einer Verbindung zwischen zwei Übertragungspartnern und der Zeitschlitz stellt einen festen Teil eines Zeitmultiplexrahmens dar, dessen Zeitpunkt in Bezug auf den Zeitpunkt des Rahmens fest ist.)
Das Grundprinzip der Erfindung liegt darin, auch die Kanäle innerhalb eines Zeitschlitzrasters springen zu lassen, zusätzlich zu der Tatsache, daß sie in einem Frequenzraster springen; mit anderen Worten liegt das Prinzip im Einführen einer weiteren Dimension zum Erhöhen des Interferenzdiversity in solcher Weise, daß in einem Übertragungskanal (logische Verbindung) anstelle einer festen Zeitschlitzzuweisung eine Zahl von Zeitschlitzen mit regelmäßig wiederkehrendem Muster verwendet wird. Das Prinzip der Erfindung ist allgemein und betrifft alle Zellularnetzsysteme, in denen Zeitmultiplex verwendet wird und das Frequenzsprungverfahren möglich ist. Allerdings sind die Vorteile der Erfindung in Systemen am größten, bei denen eine beachtliche Zahl von Zeitschlitzen auf einem Träger bereitgestellt ist.
Um den Vorteil des Verfahrens zu maximieren, wird vorzugsweise in allen Basisstationen des Systems sowohl ein Frequenz- als auch ein Zeitschlitzsprungverfahren durchgeführt. Aus demselben Grund ist es vorteilhaft, die Zeitschlitzzuweisung aller Kanäle eines Rahmens zumindest der ausschließlich Verkehrskanäle aufweisenden Träger innerhalb des Rahmens von Rahmen zu Rahmen zu ändern. Es können allerdings nicht alle Kanäle ständig dem Springen unterzogen werden. Es ist besser, den Steuerkanal einer Zelle (BCCH/CCCH-Zeitschlitz in dem GSM-System) beispielsweise in einer festen Zeitschlitzzuweisung beizubehalten, so daß passive die Zellen überwachende Mobilstationen die Steuerdaten auffinden können, ohne mit einer Zeitschlitzsprungsequenz einer jeden Zelle synchonisiert werden zu müssen.
Da in einem Zeitschlitzrahmen des bekannten GSM-Systems 8 oder 16 (Halbratenkanal) Zeitschlitze vorhanden sind, führt das Zeitschlitzsprungverfahren als solches zu einem Diversityvorteil, der bis zu einer Sprungsequenz von 8 oder 16 Frequenzen nicht durch das Frequenzsprungverfahren erzielbar wäre. Durch eine Kombination des Frequenzsprungverfahrens mit dem erfindungsgemäßen Zeitschlitzsprungverfahren kann ein maximales Interferenzdiversity erzielt werden, dessen Effizienz sich dem hohen Grad des Interferenzdiversity des als solches bekannten und vorstehend beschriebenen Spread-Spectrum- Codemultiplexprinzips annähert.
Im folgenden werden die Erfindung und ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Beispiele der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a eine schematische Ansicht einer Wiederverwendung von Frequenzen in einem Zellularnetz, in dem eine Zellularstruktur aus einem Wiederverwendungsmuster mit 9 Zellen besteht,
Fig. 1b eine schematische Ansicht einer Zelle des Zellularnetzsystems,
Fig. 2a das Prinzip des Aufbaus von Signalverarbeitungseinheiten einer Basisstation gemäß Fig. 1b in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2b das Prinzip des Aufbaus der Signalverarbeitungseinheiten der Basisstation gemäß Fig. 1b in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 eine Sequenz eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Zeitschlitzsprungverfahrens,
Fig. 4 eine Sprungsequenz gemäß Fig. 3 anhand einer Anzahl von in Verbindung mit einem Zeitmultiplexrahmen gezeichneter Pfeile, und
Fig. 5 eine Sequenz eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zeitschlitzsprungverfahrens.
Fig. 1a zeigt ein Zellularnetzsystem als eine Kombination idealer Sechsecke, von denen jedes eine Zelle 10 repräsentiert. Gemäß der üblichen Frequenzplanung werden in bekannter Weise aus den Sechsecken Wiederverwendungsmuster gebildet, sogenannte Cluster, wobei die Cluster 20 typischerweise z. B. 9 Zellen umfassen, wie in Fig. 1a dargestellt ist. Die verfügbaren Frequenzen werden unter den Zellen eines Clusters aufgeteilt und die jeweiligen Frequenzen in den entsprechenden Zellen des nächsten Clusters nochmals wiederverwendet. In Fig. 1a ist die Frequenzkombination einer jeden Zelle durch die Bezugszeichen A bis I gekennzeichnet. (In einem 12,5MHz- Band mit 62 verfügbaren Trägerfrequenzen und einem Trägerabstand von 200 kHz werden beispielsweise jeder Zelle sechs oder sieben Frequenzen aus dem Frequenzband zugewiesen.) Dementsprechend besteht die Aufgabe des Interferenzdiversity im Schutz vor durch Gleichkanalzellen des Systems verursachten Interferenzen.
Fig. 1b zeigt ein Zellularnetzsystem (Fig. 1a) auf Frequenz- /Zeitmultiplexbasis innerhalb des Bereichs einer seiner Funkzellen 10. Eine Basisstation 11 bildet in dem System eine eigene Funkzelle und versorgt Teilnehmer 12, die sich innerhalb des Bereichs dieser Zelle bewegen und mit ihrer Basisstation über eine Funkstrecke in Verbindung stehen. Die Basisstation 11 umfaßt in diesem Fall vier Sendeempfängereinheiten, die durch die Bezugszeichen TRX1 ... TRX4 gekennzeichnet sind. Das in der Figur dargestellte Funksendeempfängersystem kann als Basisstation eines GSM-Systems dienen, in dem jeder Sendeempfänger vom Vollduplextyp ist, wobei der sogenannte Duplexabstand zwischen den Empfangs- und Sendefrequenzen 45 MHz beträgt. Der durch das System verwendete Frequenzbereich liegt typischerweise zwischen 800 und 1000 MHz. Die Ausgänge der Sendeempfänger TRX1 ... TRX4 sind mit einem Funkfrequenzvereinigungselement 13 verbunden, das die Sender der Sendeempfänger mit einer gemeinsamen Sendeantenne 14 und die Empfänger der Sendeempfänger mit einer gemeinsamen Empfangsantenne 15 verbindet. Bei dem Verbindungselement 13 handelt es sich um einen Breitbandkombinator, der für eine gemeinsame Verwendung mit Frequenzsprungsendeempfängern geeignet ist. Aufgrund der Verluste des Breitbandkombinators ist die Zahl der an dieselbe Antenne anschließbaren Sendeempfänger begrenzt.
Die in Fig. 1b gezeigte Basisstation umfaßt des weiteren mehrere Basisbandsignalverarbeitungseinheiten 16a bis 16d, die Basisbandmoduliersignale für die Sendeempfängereinheiten TRX1 ... TRX4 erzeugt. Mit den Signalverarbeitungseinheiten sind Übertragungskanäle A0 ... A31 verbunden, d. h. insgesamt 32 Übertragungskanäle, 8 pro Signalverarbeitungseinheit. Die Zahl der mit einer Signalverarbeitungseinheit verbundenen Übertragungskanäle stimmt mit der Zahl der Zeitschlitze in einem Zeitmultiplexrahmen des Systems überein. Die Übertra gungskanäle sind in einer als solche bekannten Weise in Steuerkanäle und Verkehrskanäle aufgeteilt. Zwischen den Signalverarbeitungseinheiten und den Sendern befindet sich ein Schaltfeld 17, das die zu sendenden Basisbandsignale mit den Sendern bzw. die zu empfangenden Signale mit den Signalverarbeitungseinheiten verbindet. Das Frequenzsprungverfahren kann auch auf einfache Weise mittels des Schaltfelds 17 realisiert werden. Ein eine Sequenz von Zeitmultiplexrahmen darstellendes Basisbandmoduliersignal wird in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Sequenz rahmenweise mit getrennten Sendeempfängereinheiten verbunden. Eine andere Alternative ist das Verwenden eines Sprungsynthesizers in den Sendeempfängern, so daß das Schaltfeld 17 nicht mehr unentbehrlich ist. Wird kein Schaltfeld verwendet sondern das Frequenzsprungverfahren erfolgt mittels Synthesizern, so kann das Schaltfeld andere Aufgaben erfüllen, beispielsweise auf die Konfiguration der Ausrüstung der Basisstation bezogene Aufgaben.
Fig. 2a zeigt das Prinzip des Aufbaus einer Signalverarbeitungseinheit 16a bis 16d in einem ersten Ausführungsbeispiel dieser. In den Signalverarbeitungseinheiten werden die zu sendenden Daten kodiert und durch zyklisches Kombinieren der durch die Übertragungskanäle bereitgestellten digitalen Datenströme in die Rahmenstruktur geladen. Beim Empfang wird die Rahmenstruktur der zu empfangenden Daten aufgelöst und eine Dekodierung durchgeführt. Die von einem anderen Teil des Funksystems, beispielsweise von einem Basisstationskontrollrechner des GSM-Systems, zu einer Signalverarbeitungseinheit kommenden zu sendenden Daten werden in einer Kanalkodiereinheit 21 verarbeitet. Die Kanalkodiereinheit 21 kann beispielsweise die folgenden Operationen durchführen: Übertragungsratenanpassung, Kanalkodierung, Verschachtelung, Verschlüsselung, Zusammenstellung eines Zeitmultiplexrahmens und Einstellung der Sendeleistungssteuerung. Die Kanalkodiereinheit ist mit einem Rahmenpuffer 22a verbunden, in dem jede Übertragungsverbindung während der Dauer des Gesprächs eine fest zugewiesene Speicherstelle besitzt, die die von jeder Übertragungsverbindung in dem nächsten Zeitmultiplexrahmen zu sendenden Daten enthält. Dementsprechend speichert der Rahmenpuffer jeweils die Inhalte zumindest eines Zeitmultiplexrahmens und überträgt in jedem Zeitschlitz einen Burst zu einer Schnittstelleneinheit 24, wobei der Burst die in dem Zeitschlitz zu übertragenden Daten enthält. Die Schnittstelleneinheit überträgt die Daten weiter über das Schaltfeld 17 zu genau einer Sendeempfängereinheit.
In dem Rahmenpuffer 22a befindet sich ein normaler Zeitmultiplexrahmen mit typischerweise 8 Zeitschlitzen TS0 bis TS7 (wobei jeder von diesen zu einem bestimmten Übertragungskanal gehört). In dem Rahmenpuffer 22a wird das Zeitschlitzsprungverfahren gemäß der Erfindung so realisiert, daß die Reihenfolge der zu der Schnittstelleneinheit 24 zu übertragenden Bursts in Übereinstimmung mit einem gewissen vorbestimmten Algorithmus geändert wird. Anstelle der durch den Rahmenpuffer durchgeführten Übertragung der Bursts zu der Schnittstelleneinheit kann die Schnittstelleneinheit die Zeitschlitze des Rahmenpuffers auch rahmenweise in die Sendeempfängereinheit in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Zeitschlitzsprungsequenz lesen. Fig. 3 zeigt eine solche Zeitschlitzsprungsequenz mit (in diesem Fall) 8 sequentiellen Zeitmultiplexrahmen 30 (die in Fig. 3 untereinander dargestellt sind), die eine Multirahmenstruktur des Zeitmultiplexrahmenstroms definiert. Der erste Rahmen entspricht einem "Grund"-Zeitmultiplexrahmen, in dem die TCH0 bis TCH7 ihre "Bezugs"-Zuweisungen einnehmen. Im nächsten Rahmen wurde jeder Verkehrskanal immer innerhalb des Rahmens umgeordnet, und nach einer Sequenz hat ein Verkehrskanal alle Zeitschlitze des Rahmens aufgesucht, worauf die Sprungsequenz nochmals wiederholt wird, usw., wodurch eine Sprungkette aus sequentiell wiederholten Sequenzen gebildet wird. (Nehmen N Zeitschlitze an dem Zeitschlitzsprungverfahren teil, so ist ein Multirahmen mit einer Länge von N Rahmen erforderlich.) Ein Beispiel in Fig. 3 zeigt das Durchlaufen der Zeitschlitze des Rahmens durch den Verkehrskanal TCHO in der Reihenfolge TS0-TS3-TS6-TS1- TS4-TS7-TS2-TS5.
Fig. 4 zeigt die entsprechenden Übergänge als eine Gruppe von Pfeilen. Für jeden Verkehrskanal TCH0 ... TCH7 sind dieselben Übergänge (die Pfeilgruppe) als relative Übergänge gültig.
Beim jeweiligen Empfang führt die Schnittstelleneinheit 24 die von einem Demodulator des Empfängers empfangenen Daten über die Schaltmatrix 17 einem weiteren Rahmenpuffer 22b zu, der die Inhalte zumindest eines gesamten Zeitmultiplexrahmens (die für jede Übertragungsverbindung in dem vorhergehenden Zeitmultiplexrahmen empfangenen Daten) speichert, führt den vorstehend beschriebenen Sprungalgorithmus in der Weise aus, daß die Kanäle die richtigen Positionen innerhalb des Rahmens einnehmen, und führt die Zeitmultiplexrahmen zeitschlitzweise (in paralleler oder serieller Form) einer Kanaldekodiereinheit 23 zu, die beispielsweise die nachfolgenden Operationen durchführt: Rahmenauflösung der Rahmenstruktur, Entschachtelung, Faltung (Convolution) und Blockdekodierung, Fehlerkorrektur und Anpassung an die Übertragungsrate. Die Kanaldekodiereinheit 23 überträgt die dekodierten Daten weiter zu den anderen Einheiten des Funksystems; in dem GSM-System beispielsweise zu einem Basisstationskontrollrechner.
Statt in den Signalverarbeitungseinheiten können die Rahmenpuffer auch auf der anderen Seite des Schaltfelds 17 angeordnet sein, d. h. in Verbindung mit den Sendeempfängereinheiten. Diese Alternative ist jedoch mit größeren Nachteilen verbunden, da gleichzeitig das Frequenzsprungverfahren verwendet wird, und sich die Situation in jeder Sendeempfängereinheit mit jedem Zeitmultiplexrahmen ändert, so daß eine Steuerung der Sendeempfängereinheit schwieriger wird.
Die Rahmenpuffer können auch aus den Signalverarbeitungseinheiten entfernt werden, und sowohl das Zeitschlitzsprungverfahren als auch das Frequenzsprungverfahren können ausschließlich mittels des Schaltfelds 17 durchgeführt werden. Dann führt das Schaltfeld das Frequenzsprungverfahren als eine Verbindung in jedem Zeitmultiplexrahmenschlitz und das Zeitschlitzsprungverfahren als eine Verbindung in jedem Zeitschlitz durch. Das Schaltfeld stellt dann ein übliches Zeitmultiplexschaltfeld dar, das durch Speicherschaltungen realisiert ist. Der Inhalt eines Zeitmultiplexrahmens wird in einen Schaltspeicher geschrieben, aus dem er in einer anderen Reihenfolge ausgelesen wird. Auf diese Weise kann die gegenseitige Reihenfolge der Kanäle rahmenweise geändert werden. Folglich entspricht das Prinzip des Aufbaus einer Signalverarbeitungseinheit bei diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 2b, d. h. keine Rahmenpuffer werden verwendet, sondern die Kanalkodiereinheit 21 überträgt die Zeitschlitze des Zeitmultiplexrahmens fortlaufend in üblicher numerischer Reihenfolge zu der Schnittstelleneinheit 24 (oder die Schnittstelleneinheit liest sie in üblicher numerischer Reihenfolge aus der Kanalkodiereinheit), und das Schaltfeld 17 wird als eine Zeitmultiplexmatrix mit einem Schaltspeicher realisiert, der durch das Bezugszeichen 18 in Fig. 1 gekennzeichnet ist.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Zeitschlitzsprungverfahrens, bei dem die Nachbarn eines jeden Verkehrskanals nahezu während der gesamten Sequenz gleich sind. Fig. 5 zeigt eine Sequenz eines anderen Typs mit dem zusätzlichen Vorteil, daß sie einen zusätzlichen Schutz vor einem Übersprechen von einem Zeitschlitz zu einem anderen ermöglicht. Darüber hinaus besucht in diesem Beispiel jeder Verkehrskanal während einer Sequenz (Multirahmen) alle Zeitschlitze des Rahmens. Dies ist jedoch nicht erforderlich; es ist auch nicht erforderlich, daß die zu einer Sequenz gehörende Rahmenzahl identisch mit der Zahl der Zeitschlitze in einem Rahmen ist.
Sind alle Zeitschlitze eines 8-Zeitschlitz-Zeitmultiplexrahmens in einer Sprungfrequenz enthalten, so sind sieben Alternativen für den ersten Sprung möglich, sechs Alternativen für den nachfolgenden Sprung, usw., d. h. 7! (7 Fakultät) = 5040 verschiedene Sprungsequenzen können gebildet werden. Diese Sequenzen haben einen unterschiedlichen Grad der gegenseitigen Korrelation. Im allgemeinen ergeben sich maximal (n- 1)! unterschiedliche Sequenzen, wenn n Zeitschlitze in dem Zeitschlitzsprungverfahren enthalten sind. In einem Zellularnetzsystem können diese Sequenzen unter den Zellen aufgeteilt werden.
Das Ziel der Planung der Zeitschlitzsprungsequenzen entspricht dem der Planung der Frequenzsprungsequenzen: es ist beabsichtigt, Sequenzen mit einer geringstmöglichen Korrelation zu bilden und in innerhalb des Bereichs gegenseitiger Beeinflussung angeordneten Zellen zu verwenden. Hinsichtlich beispielsweise der Gleichkanalzellen ist es nicht ausreichend, daß sie verschiedene Sequenzen aufweisen, sondern es muß eine ausreichende gegenseitige Abweichung der Sequenzen vorliegen. Da die Zahl der verfügbaren Sequenzen groß ist, können gegenseitig ausreichend unkorrelierte Sequenzen unter diesen aufgefunden werden. Die zu einem bestimmten Zeitpunkt gegenseitig ausreichend unkorrelierten Sequenzen sind von der Gleichkanalinterferenztoleranz des Systems (die in dem GSM- System 9dB beträgt), der Umgebung des Systems und dem statistischen Verhaltensmuster der Benutzer abhängig.
Erfindungsgemäß können Zeitschlitze und Übertragungskanäle, vorzugsweise Verkehrskanäle, in Gruppen zusammengefaßt werden, so daß eine bestimmte Gruppe von Kanälen eine gemeinsame Gruppe von Zeitmultiplexzeitschlitzen in der Weise teilt, daß alle Kanäle der betreffenden Kanalgruppe die Zeitschlitzgruppe in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten wiederholten Sequenz gegenseitig synchron verwendet, so daß jeder Kanal aufeinanderfolgend jeden Zeitschlitz verwendet. Diese Übertragungskanalgruppe umfaßt vorzugsweise so viele Kanäle, wie Zeitschlitze in einem Zeitmultiplexrahmen des Systems vorhanden sind.
Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die Beispiele der beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise innerhalb des Umfangs der vorstehend dargestellten erfinderischen Idee und der beiliegenden Patentansprüche abgewandelt werden kann. Es ist beispielsweise nicht erforderlich, daß die denselben Übertragungskanal bildenden Zeitschlitze in unmittelbar aufeinanderfolgenden Rahmen auftreten, und ein Sprung ist nicht unbedingt nach jedem Rahmen erforderlich. Folglich hat die Bezeichnung sequentielle Rahmen in den beiliegenden Patentansprüchen nicht die Bedeutung des unmittelbaren Aufeinanderfolgens der Rahmen.

Liste der zitierten Druckschriften:

[1]. Empfehlung GSM 05.01 "Physical layer on the radio path: General description".
[2]. Donald L. Schilling, Laurence B. Milstein, Raymond L. Pickholtz, Marvin Kullback, Frank Miller: "Spread Spectrum for Commercial Communications"; IEEE Communications Magazine, April 1991.

Claims

1. Verfahren zum Erhöhen des Interferenzdiversity in einem Zellularsystem auf Frequenz-/Zeitmultiplexbasis, mit:

- mehreren Basisstationen (11), von denen jede eine eigene Funkzelle (12) bildet und Funksendeempfängerelemente (TaX1 ... TRX4) aufweist zum Senden von Signalen auf zumindest einer Sendefrequenz in sequentiellen Zeitschlitzen und zum Empfangen von Signalen auf zumindest einer Empfangsfrequenz in sequentiellen Zeitschlitzen, die einen Zeitmultiplexrahmen (30) des Systems bilden, und

- Mobilstationen (12), die mit den Basisstationen (11) über eine Funkstrecke verbunden sind,

wobei in dem System ein Übertragungskanal zwischen einer Mobilstation (12) und einer Basisstation (11) als ein Burst in einem Zeitschlitz des Zeitmultiplexrahmens (30) eines Trägers der Basisstation realisiert ist,

wobei gemäß dem Verfahren ein Frequenzsprungverfahren in einem ersten Teil der Basisstationen (11) des Systems verwendet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

in einem zweiten Teil der Basisstationen (11) des Systems zusätzlich durch zumindest einen Übertragungskanal zumindest zwei verschiedene Zeitschlitze eines Zeitmultiplexrahmens aus sequentiellen Zeitmultiplexrahmen (30) in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten wiederholten Sequenz verwendet werden, und daß die durch die getrennten Basisstationen (11) verwendeten Sequenzen gegenseitig in der Weise koordiniert sind, daß zumindest die Sequenzen der innerhalb des Bereichs einer gegenseitigen Beeinflussung angeordneten Zellen gegenseitig ausreichend unkorreliert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil und der zweite Teil teilweise dieselben Basisstationen (11) aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil und der zweite Teil dieselben Basisstationen (11) aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil und der zweite Teil zur Maximierung des Interferenzdiversitys alle Basisstationen (11) des Systems aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer zu dem zweiten Teil gehörenden Basisstation (11) zumindest ein Teil der Übertragungskanäle eine Gruppe bildet, die eine gemeinsame Gruppe von Zeitmultiplexzeitschlitzen in der Weise gemeinsam nutzen, daß alle Übertragungskanäle der Übertragungskanalgruppe die Zeitschlitzgruppe in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten wiederholten Frequenz in gegenseitig synchroner Weise verwenden, so daß jeder Übertragungskanal aufeinanderfolgend jeden Zeitschlitz verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskanalgruppe aus den Verkehrskanälen des Systems besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskanalgruppe so viele Kanäle aufweist, wie Zeitschlitze in einem Zeitmultiplexrahmen (30) des Systems vorhanden sind.

8. Zellularsystem auf Frequenz-/Zeitmultiplexbasis, mit

- mehreren Basisstationen (11), von denen jede eine eigene Funkzelle (12) bildet und Sendeempfängerelemente (TRX1 ... TRX4) aufweist zum Senden von Signalen auf zumindest einer Sendefrequenz in sequentiellen Zeitschlitzen und zum Empfangen von Signalen auf zumindest einer Empfangsfrequenz in sequentiellen Zeitschlitzen, die einen Zeitmultiplexrahmen (30) des Systems bilden, wobei zumindest ein Teil der Basisstationen (11) eine Frequenzsprungeinrichtung (17; TRX1 ... TRX4) aufweist zum Durchführen eines Frequenzsprungverfahrens, und

dadurch gekennzeichnet, daß

zur Erhöhung des Interferenzdiversitys des Systems zumindest ein Teil der Basisstationen (11) eine Zeitschlitzsprungeinrichtung (17, 18; 22a, 22b) aufweist zum Ändern der Zeitschlitzzuweisung von zumindest einem Übertragungskanal innerhalb des Rahmens (30) von einem Rahmen zu einem anderen in Übereinstimmung mit einer gewissen vorbestimmten Sprungsequenz, wobei das Sprungverfahren sowohl beim Senden als auch beim Empfangen durchgeführt wird.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Basisstationen (11) des Systems die Zeitschlitzsprungeinrichtung (17, 18; 22a, 22b) aufweisen.

10. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschlitzsprungeinrichtung einen Rahmenpuffer (22a, 22b) sowohl in dem Sende- als auch in dem Empfangszweig aufweist, wobei in dem Rahmenpuffer die Daten von zumindest einem Zeitmultiplexrahmen (30) zu einem Zeitpunkt gespeichert sind und wobei die Daten aus dem Rahmenpuffer zeitschlitzweise in Übereinstimmung mit der Sprungfrequenz weiterübertragen werden.

11. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschlitzsprungeinrichtung ein Zeitmultiplexschaltfeld (17) aufweist, wobei die Daten des Zeitmultiplexrahmens (30) in den Schaltspeicher (18) des Felds eingeschrieben werden, und wobei die Daten zeitschrittsweise in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Sprungsequenz aus dem Speicher (18) ausgelesen werden.