DE69718628T2

DE69718628T2 - Vorrichtung und verfahren zur reduktion von gleichkanalstörungen

Info

Publication number: DE69718628T2
Application number: DE69718628T
Authority: DE
Inventors: Sandeep Chennakeshu; Lynn Reinhold
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2017-03-29
Also published as: JP2000507778A; EP0890280A1; AU725848B2; AU2591197A; CA2249582A1; CN1220071A; EP0890280B1; WO1997037505A1; CN1149881C; JP2007295603A; US6091936A; KR20000004997A; DE69718628D1; CA2249582C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft zelluläre Telefonsysteme und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer drahtlosen Kommunikation mit reduzierter Störung.

Beschreibung des verwandten Sachstands

Zelluläre Telefonsysteme teilen einen großen Dienstebereich in eine Anzahl kleinerer diskreter geographischer Bereiche, die "Zellen" genannt werden. Herkömmliche Zellen reichen typischerweise in der Größe von ungefähr einem halben bis ungefähr 20 Kilometern im Durchmesser. Jede Zelle ist an mehrfache benachbarte Zellen angrenzend, um eine kontinuierliche Abdeckung über den Dienstebereich bereitzustellen. Eine Basisstation, die eine Vielzahl von Sendeempfängern einschließt, die befähigt sind, auf unterschiedlichen Funkfrequenzen unabhängig zu arbeiten, ist für jede der Zellen bereitgestellt. Über die Sendeempfänger greifen die Basisstationen in gleichzeitige Kommunikationen mit mehrfachen Mobilstationen ein, die innerhalb des Bereichs der zugeordneten Zelle arbeiten. Die Basisstationen kommunizieren weiter über Datenverbindungen (und Sprachstrecken) mit einer zentralen Steuerstation, die allgemein als ein mobiles Vermittlungszentrum bezeichnet wird, das derart wirkt, Telefonanrufe selektiv mit den Mobilstationen über die Basisstationen zu verbinden und allgemein den Betrieb des Systems zu steuern.
Es sind eine Vielzahl von Funkfrequenzen in dem zellulären Frequenzband für Systemanbieter von zellulären Telefonen zur Verwendung beim Kommunizieren mit Mobilstationen verfügbar. Eine Mehrheit der verfügbaren Funkfrequenzen sind für Sprachkanäle vorbehalten, die beim Übertragen von Telefongesprächen verwendet werden. In einem analogen zellulären Telefonsystem, wie dem bekannten advanced mobile phone system (AMPS), ist ein Frequenzteilungs-Mehrfachzugriff (frequency division multiple access (FDMA)) -analoger Sprachkanal pro Frequenz vorhanden. In einem digitalen zellulären Telefonsystem, wie dem bekannten D-ANIPS (IS136) oder dem Global System for Mobile (GSM) Communications sind eine Vielzahl von Zeitteilungs-Mehrfachzugriff (time division multiple access, TDMA) -digitaler Sprachkanäle (Zeitschlitze) prö Frequenz vorhanden. Die übrigen Funkfrequenzen in einem zellulären Frequenzband sind als Steuerkanäle zum Übertragen der Steuersignale (Befehle) reserviert, die verwendet werden, um den Betrieb des Systems auszurichten. Alternativ umfaßt der Steuerkanal einen Zeitschlitz bei einer Frequenz, die mit mehrfachen Sprachkanälen geteilt wird. Die Steuersignale, die über den Steuerkanal übertragen werden, schließen Rundfunksysteminformationen, Anrufursprünge, Seitensignale, Seitenantwortsignale, Ortsregistrierungssignale, Sprachkanalzuweisungen, Wartungsbefehle und Zellauswahl- oder -wiederauswahlbefehle ein.
Eine übliche zelluläre Systemfrequenz-Zuweisungsarchitektur stellt ein normales Frequenzband plus ein erweitertes Frequenzband innerhalb des gesamten zellulären Frequenzbands bereit. In einem Beispiel sind eine erste Vielzahl der Funkfrequenzen in dem normalen Bandabschnitt des zellulären Frequenzbands für die Steuerkanäle reserviert, die von dem System auf der Basis zumindest eines Steuerkanals pro Zelle verwendet werden, um zelluläre Systembetriebs-Steuersignale und -nachrichten zwischen Mobilstationen und Basisstationen zu übertragen. Eine zweite Vielzahl der Frequenzen von sowohl den normalen als auch den erweiterten Bändern sind für die Sprachkanäle reserviert, und sind typischerweise mehr oder weniger gleich unter den Zellen aufgeteilt und zugeordnet als eine erforderliche Basis von dem System für Teilnehmer zum Übertragen zellulärer Sprachkommunikationen zwischen Mobilstationen und Basisstationen.
Ein zellulärer Dienstebereich kann einen großen geographischen Bereich abdecken und in vielen Fällen wird ein Bedarf nach einer großen Anzahl von Zellen vorhanden sein. In vielen Fällen überschreitet die benötigte Anzahl von Zellen in der Anzahl die Anzahl von Zellen, die durch ein Teilen der verfügbaren Frequenzen unter den Zellen auf eine derartige Weise bereitgestellt sind, um so eine erwartete Teilnehmerbenutzung pro Zelle abzuwickeln. In einem derartigen Fall sind einfach nicht genug Frequenzen in dem zellulären Frequenzband für eine eindeutige Zuordnung zu den eingeschlossenen Zellen vorhanden. Dementsprechend werden, um eine ausreichende Zellabwicklungskapazität über den Dienstebereich bereitzustellen, die Zellen in Gruppen von Zellen gruppiert, und die Frequenzen in dem zellulären Frequenzband werden unter jeder der Gruppen geteilt und in jeder wieder verwendet.
Zusätzlich zu derartigen herkömmlichen Zellen werden neue Zellen vorgeschlagen, in welchen die Bodenbasisstationen durch Satelliten ersetzt sind, wobei die Zellengröße ausgelegt werden kann, beträchtlich größer als die Größe einer herkömmlichen Zelle zu sein. Im Wege eines Beispiels könnte eine vorgeschlagene Zelle so groß wie ein Staat sein. Die tatsächliche Größe hängt natürlich von Auslegungsanforderungen wie etwa der Anzahl von Benutzern in Bezug auf die System-Durchsatzfähigkeit ab. Abgesehen von dem offensichtlichen strukturellen und physikalischen Unterschied zwischen festen, land-basierten Basisstationen und umlaufenden Satelliten-Sendeempfängern, und dem Unterschied in der potentiellen geographischen Größe der Zellen, die jeweils verwendet werden, sind die Kommunikationssysteme und die Systemarchitekturen für die vorgeschlagenen Zellen und die vorhandenen herkömmlichen Zellen ähnlich.
Für sowohl die vorgeschlagenen als auch die herkömmlichen Zellen ist jede Zelle für einen Gebrauch eines vorbestimmten Satzes von Frequenzen von dem verwendeten zellulären Frequenzband zugeordnet, indem analoge und/oder digitale Sprachkanälen bereitgestellt werden. Die Verfügbarkeit mehrfacher Sprachkanäle pro Zelle gestattet es, daß Basisstationen viele Telefongespräche mit vielen Mobilstationen gleichzeitig abwickeln. Die Frequenzen, die für Sprachkanäle verwendet werden, die einer vorgegebenen Zelle zugeordnet sind, sind vorzugsweise voneinander über dem Frequenzspektrum des zellulären Frequenzbandes beabstandet. Dies dient dazu, die Fälle und nachteiligen Wirkungen von Nachbarkanalstörungen zu minimieren.
Weil nur eine begrenzte Anzahl von Frequenzen in dem zellulären Frequenzband verfügbar ist, sind die gleichen Frequenzen, die einer Zelle zugeordnet sind, auch anderen Zellen in entfernten Teilen des Dienstebereichs zugeordnet (d. h. werden von diesen verwendet). Typischerweise sind benachbarte Zellen nicht zugeordnet, die gleiche Frequenz zu verwenden. Überdies sind die Energiepegel der Signalübertragungen in einem herkömmlichen land-basierten zellulären Telefonsystem auf jedweder vorgegebenen Frequenzstärke beschränkt, um so eine Ausbreitung über den Zellenbereich hinaus zu begrenzen. Die vorangehenden Vorsichtsmaßnahmen dienen dazu, die Fälle einer Störung von Zellen zu reduzieren, wobei die Störung als eine Gleichkanalstörung bekannt ist. Eine Gleichkanalstörung wird durch eine Wiederverwendung dieser gleichen Frequenz in einer entfernten Zelle herbeigeführt, und ist das spezifische Ergebnis zweier Benutzer, die versuchen, den gleichen Frequenzkanal zu verwenden. In dem Fall eines digitalen Telefonsystems ist die Gleichkanälstörung ein Ergebnis zweier Benutzer, die versuchen, den gleichen Zeitschlitz des gleichen Frequenzkanals zu der gleichen Zeit auf eine Weise zu verwenden, wo jeder den anderen stört. In dem Fall eines vorgeschlagenen satelliten-basierten Systems resultiert eine Gleichkanalstörung aus dem "bleeding", (verlaufen) einer Signalübertragung vom fokussierten Strahltyp von einem Satelliten zu einer Nachbarzelle. Dieser Typ einer Störung, die auftreten kann, wenn der Sendeempfänger ein Satellit ist, kann auf die analogen wie auch die digitalen Signalübertragungen ähnlich den bodenbasierten Sendeempfängern zutreffen.
Trotz der Planung von Diensteanbietern beim Zuordnen der Frequenzen in frequenzwiederverwendenden zellulären oder Satellitensystemen und beim Steuern des Systembetriebs ist es jedoch bekannt, dass Fälle einer. Gleichkanalstörung auftreten. Diese Störung beeinträchtigt einen Systembetrieb oft nachteilig durch beispielsweise ein Verschlechtern einer Sprachqualität auf den Sprachkanälen oder ein Stören bei der Übertragung und dem Empfang von Steuersignalen auf den Steuerkanälen. Für digitale Kommunikationssysteme wirkt das mobile Vermittlungszentrum derart, die Zeitschlitze innerhalb der zugeordneten Frequenzen dynamisch zuzuweisen, die in irgend einer Zelle unter der Vielzahl von innerhalb des Zellenbereichs angeordneten Mobilstationen verfügbar sind, die Kommunikationen wünschen, um zu versuchen, potentielle Gleichkanalstörungen zu vermeiden. Unzweckmäßigerweise treten Fälle einer Gleichkanalstörung bekanntermaßen noch immer auf.
Ein Grund dafür betrifft die inhärenten Beschränkungen in der Kapazität des zugewiesenen Frequenzspektrums für derartige Kommunikationen in Bezug auf einen Bedarf. Typischerweise sind nicht sämtliche Zellen vollständig ausgelastet. Dies minimiert die Wahrscheinlichkeit, dass der gleiche Kanal in einer Gleichkanalzelle besetzt ist. Jedoch besteht, mit zunehmendem Bedarf nach einer Kapazität, wenn die Anzahl von Benutzern in einer Zelle ansteigt, eine größere Wahrscheinlichkeit einer Gleichkanalstörung.
Spezifischer kann ein bestimmter Benutzer in einem herkömmlichen System ein Signal emittieren, das ausreichend stark ist, um sich von einer Gruppe von Zellen zu einer anderen Gruppe von Zellen zu erstrecken, wobei die gleiche Frequenz von einem anderen Benutzer verwendet wird. In einem Satellitensystem, wobei der Satellit auf eine Zielzelle oder eine Zielgruppe abwärts strahlt, kann ein Anteil des Signals in eine benachbarte Zelle oder Gruppe strahlen und kann den anderen Benutzer in, einer benachbarten Zelle, der die gleiche Frequenz benutzt, stören. In dem Fall, wo die Kommunikationssysteme digital sind und das vorgeschlagene Satellitensystem einschließen, ist das Problem einer Gleichkanalstörung akuter, weil sämtliche Kommunikationen dazu neigen, von dem Satelliten synchronisiert zu werden. Somit sind zwei sich störende Zeitschlitze synchronisiert und neigen deswegen dazu, einander für die Dauer des Zeitschlitzes zu stören.
Die WO 95 12233 beschreibt ein Kommunikationssystem zum Übertragen von TDMA-Signalen für zelluläre Kommunikationen während vordefinierter Zeitschlitze, wobei das System eine Vielzahl von Zellgruppen umfasst, wobei jede mindest eine Zelle, zumindest einen Sendeempfänger zum Übertragen von TDMA-Signalen innerhalb jeder der Gruppen und einen Controller zum Implementieren eines Frequenzfeldschemas, das eine gestaffelte Versatzperiode zwischen Feldern benachbarter Zellen einschließt, um bessere Störer-Diversität zu schaffen, einschließt.
Deswegen besteht ein Bedarf nach einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Verwendung in zellulären Telefonsystemen, die einen effizienteren Gebrauch des zellulären Frequenzbands erleichtern, was Fälle einer Gleichkanalstörung minimiert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In einem zellulären Telefonsystem vom Frequenz-Wiederverwendungstyp ist das zelluläre Frequenzband in eine Vielzahl von Gruppen und Frequenzen geteilt, wobei jeder Gruppe mehrfache Zellen zugeordnet ist. Für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Gruppen von Frequenzen (d. h. Kanäle) von einer Gruppe von Zellen dann in der Zeit relativ zu den Gruppen von Kanälen benachbarten Gruppen von Zellen gestaffelt, wobei die Gruppen von Kanälen von jeder der Gruppen von Zellen im wesentlichen die gleichen, wenn nicht identisch sind. Die Wirkung dieses Signalstaffelns besteht darin, das Störsignal aufzuspreizen und deswegen den Betrag einer Gleichkanalstörung, der in einem vorgegebenen Zeitschlitz eines digitalen Signals zu erkennen ist, zu reduzieren. Um dies zu erreichen müssen die übertragenen Signale jedoch relativ zu einer bekannten Taktfrequenz gestaffelt werden. Durch ein Staffeln von Datenkommunikationen auf diese Weise wird der durchschnittliche Betrag einer Gleichkanalstörung über einem vorgegebenen zellulären Frequenzband aufgespreizt, und der Betrag einer Gleichkanalstörung wird minimiert, wodurch einer Signalrekonstruktionsschaltung eine günstigere Gelegenheit gegeben wird, ein Signal deutlich zu rekonstruieren. Die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen sind sowohl auf herkömmliche Basisstationen wie auf die vorgeschlagenen Satellitensysteme oder auf jedwedes andere System anwendbar, in welchem eine Gleichkanalstörung ein Problem sein kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung sendet eine Steuerstation auf dem Boden Steuersignale zu einem Satelliten, wobei die Zeitgebungsparameter spezifiziert werden, die einer spezifischen Übertragung durch den Satelliten entsprechen. Bei einem Minimum spezifizieren die Zeitgebungsparameter einen Betrag einer Verzögerung oder eines Staffelns für jedes der Signale, das zu der bestimmten Zelle oder Gruppe von Zellen übertragen wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, in welcher eine Vielzahl von herkömmlichen Gruppen eine Vielzahl von Zellen aufweisen, wobei jede Zelle einen Sendeempfänger aufweist, ist ein Zeitgebungs-Controller, der für jede Gruppe von Zellen bereitgestellt ist, vorhanden. Dieser Zeitgebungs- Controller ist mit jedem der Sendeempfänger mit jeder der Zellen innerhalb der Gruppe gekoppelt und stellt geeignete Steuersignale zum Einführen des gewünschten Betrags einer Verzögerung zum Staffeln für die Kommunikationssignale, die innerhalb der Gruppen erzeugt werden, bereit. Für diese Ausführungsform ist jeder der Zeitgebungscontroller auch mit einem Takt gekoppelt, dessen Wert verwendet wird, um die internen Takte jedes der Zeitgebungscontroller zu synchronisieren, wodurch der Betrieb der Zeitgebungscontroller synchronisiert wird. Wie deswegen ersehen werden kann, sind die Zeitgebungscontroller befähigt, vorspezifizierte Beträge einer Verzögerung oder eines Staffelns relativ zueinander auf eine präzise Weise einzuführen.
In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Zeitgebungs-Controller für jede Zelle innerhalb einer Gruppe bereitgestellt. Innerhalb dieser Ausführungsform ist jeder Zeitgebungs-Controller mit einer Zelle gekoppelt, und steuert dementsprechend den Betrag einer Verzögerung oder einer Staffelung für die Kommunikationsübertragungen zu dieser bestimmten Zelle. Für diese Ausführungsform sind sämtliche Zeitgebungs-Controller miteinander gekoppelt, entweder direkt oder indirekt, um so die Steuerung der Übertragungen zu den verschiedenen Zellen innerhalb der Gruppe zu steuern. In dieser Ausführungsform wird eine Taktquelle verwendet, um die internen Takte jedes der Zeitgebungs-Controller zu steuern, die verwendet werden, um jede der Zellen innerhalb der Gruppe zu steuern.
Ein erfinderisches Verfahren schließt in einer Ausführungsform ein Verzögern der Übertragung sämtlicher Steuer- und Verkehrskanäle innerhalb einer ersten Gruppe um einen ersten vorspezifizierten Betrag ein. Die Steuer- und Verkehrssignale in einer benachbarten Gruppe, nämlich einer zweiten Gruppe, werden um einen zweiten vorspezifizierten Betrag verzögert. Die ersten und zweiten vorspezifizierten Beträge einer Verzögerung sind ungleich in Bezug aufeinander und sind ungleich gegenüber anderen benachbarten Gruppen. In einer Ausführungsform sind sieben Gruppen angeordnet und zusammen gruppiert, was dazu führt, dass es sechs unterschiedliche Beträge einer vorspezifizierten Verzögerung für sechs der Gruppen vorhanden sind, während eine Gruppe Verkehrs- und Steuersignale mit keiner Verzögerung überträgt. Jede der sieben Gruppen überträgt deswegen entsprechende Zeitschlitze zu einer unterschiedlichen Zeit.
Wie aus dieser Ausführungsform ersehen werden kann, bildet die Gruppe, deren Steuer- und Verkehrskanäle mit keiner Verzögerung oder mit einem vorspezifizierten Betrag einer Verzögerung, der gleich Null ist, übertragen werden, deswegen eine Zeitgebungsreferenz für die anderen benachbarten Gruppen.
Wie verstanden werden kann, erfordert ein derartiges Staffeln der Steuer- und Verkehrssignalübertragung eine Synchronisation der Signalübertragungen von Gruppe zu Gruppe. Eine derartige Synchronisation wird auf verschiedene Weisen durchgeführt. In einer Ausführungsform werden die vorbestimmten Verzögerungszeiten relativ zu den Signalübertragungen der Referenzgruppe bestimmt. In einer weiteren Ausführungsform spezifiziert ein Zeitgebungs- Controller dem Sender die tatsächlichen Übertragungszeiten der Verkehrs- und Steuersignale. Wie ersehen werden kann, sind die Zeitgebungs-Controller miteinander in Kommunikation, um den synchronisierten Betrieb bereitzustellen.
In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Zeitgebungs-Controller für jede Zelle einer Gruppe bereitgestellt, wobei die Zeitgebung gleichmäßig innerhalb der Zelle gestaffelt ist. In dem erfinderischen Verfahren werden die Steuer- und Verkehrssignale um unterschiedliche Beträge bei dem Zellenpegel anstelle dem Gruppenpegel verzögert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein vollständigeres Verständnis des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung erhalten werden, wenn sie in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen genommen wird:
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein beispielhaftes Zellendiagramm, das die Frequenzzuordnungsarchitektur des zellulären Frequenz-Wiederverwendungs-Telefonsystems schematisch veranschaulicht;
Fig. 2 eine Gleichkanalstörung, die mit einem satellitenbasierten Sendeempfänger auftreten kann;
Fig. 3 eine Gleichkanalstörung, die mit einer bodenbasierten Basisstation auftreten kann;
Fig. 4 ein Zeitgebungsdiagramm, das eine Signalstaffelung veranschaulicht;
Fig. 5 ein Systemdiagramm, das das boden-basierte Basisstationssystem veranschaulicht; und
Fig. 6 ein System, das das satelliten-basierte System veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nun wird Bezug genommen auf Fig. 1, worin bekannter Zellenaufbau und eine Frequenzzuordnungsarchitektur zur Verwendung in einem zellulären Funkfrequenz- Wiederverwendungs-Telefonsystem veranschaulicht ist. Ein willkürlicher geographischer Bereich (nachstehend "der Dienstebereich") ist in eine Vielzahl von angrenzenden Zellen, beispielsweise f(1)-f(7) geteilt, die schematisch durch Kreise dargestellt sind. Jeder Zelle f(1)-:f(7) ist zumindest eine Frequenz zugeordnet und kann eine große Anzahl von Frequenzen für eine Kommunikation zugeordnet sein. Jede Frequenz, die zugeordnet ist, ist eindeutig relativ zu den anderen zugeordneten Frequenzen in den Zellen f(1)-f(7). Es ist zu verstehen, dass die Verwendung von Kreisen für die Zellen nur Erklärungszwecken dient, und dass Zellformen spezifischen Auslegungserwägungen unterworfen sind. Im Wege eines Beispiels könnten die Zellen definiert werden, Formen aufzuweisen, die hexagonal, quadratisch, dreieckig etc. sind. Die Zellen f(1)-f(7) werden dann in Gruppen 12 gruppiert (skizziert in fett, um eine Erkennung zu erleichtern). Es ist natürlich zu verstehen, dass jede Gruppe 12 mehr oder weniger Zellen f(1)-f(7) als erforderlich aufweisen kann.
Weiter unter Bezugnahme auf Fig. 1 verwendet jede Zelle f(1) die gleiche Frequenz oder Gruppe von Frequenzen wie die Zelle f(1) in einer benachbarten Gruppe 12(1)-12(7). In einem digitalen System kann deswegen eine Gleichkanalstörung auftreten, wenn ein vorgegebener Zeitschlitz in einer Zelle f(1) den gleichen Zeitschlitz in einer Zelle f(1) einer benachbarten Gruppe 12(1)-12(7) stört.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sei darauf hingewiesen, dass benachbarte Zellen in der Frequenz- Wiederverwendungsarchitektur typischerweise nicht zur Verwendung der gleichen Funkfrequenz zugeordnet sind. Eine Wiederverwendung einer identischen Funkfrequenz in dem Dienstebereich wird vorzugsweise mit einer Trennung von zumindest einer Zelle f(1)-f(7) zusammen mit einer Steuerung einer Sendeleistung von jeder Zelle ausgeführt, um eine Wellenausbreitung auf im wesentlichen innerhalb des Zellenbereichs einzuschränken. Überdies sei darauf hingewiesen, dass typischerweise nicht eine Zelle f(1)-f(7) benachbarte Funkfrequenzen in dem zellulären Band benutzt.
Trotz der Vorsichtsmaßnahmen, die unternommen werden, um eine Störung zu vermeiden, ist es bekannt, dass eine Störung in zellulären Systemen wie den zuvor beschriebenen auftritt. Ein Aspekt dieser Störung rührt von gleichen analogen oder digitalen Kanalkommunikationen her, die gleichzeitig in den Zellen f(1)-f(7) anderer Gruppen 12 auftreten (d. h. Gleichkanalstörung). Trotz jedweder auferlegter Sendeleistungsbegrenzungen breitet sich ein bestimmter Betrag der Funkfrequenzenergie jener Sprachkommunikationen über die jeweiligen Zellgrenzen hinaus aus und stört den (die) Frequenzkanal (-Kanäle) entsprechender Zellen f(1)-f(7) in benachbarten Gruppen 12(1)-12(7).
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 2 ist ein Diagramm gezeigt, das eine potentielle Gleichkanalstörung in einem vorgeschlagenen satelliten-basierten System für zelluläre. Kommunikationen veranschaulicht. Wie ersehen werden kann, sendet ein Satellit 20 einen Strahl 22 zu einer Zellgruppe 24. In dem Beispiel der Fig. 2 bestrahlt der Strahl 22 nicht nur die Gruppe 24, sondern bestrahlt teilweise auch die Gruppe 26. In dem Beispiel bestrahlt ein Strahlabschnitt 22a die Gruppe 24, während ein Strahlabschnitt 22b teilweise die Gruppe 26 bestrahlt. Es ist dieser Strahlabschnitt 22b, der ein Störsignal werden kann, das eine Gleichkanalstörung in der Gruppe 26 verursacht.
In Bezugnahme nun auf Fig. 3 ist eine Gruppe 30 gezeigt, wobei ein Kommunikationssignal 32 über den Umfang 34 der Gruppe 30 strahlt und in einen Abschnitt 36 der Gruppe 38 strahlt. Es liegt innerhalb des Abschnitts 36 der Gruppe 38, in dem eine Gleichkanalstörung auftreten kann.
Die potentielle Gleichkanalstörung, wie sie in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist, kann in dem Fall eines digitalen Kommunikationssystems unter Verwendung eines Zeitteilungs- Mehrfachzugriffs (TDMA) reduziert werden, in dem die Zeitschlitze gestaffelt werden.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, wobei entsprechende Zeitschlitze von sieben benachbarten Gruppen, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, relativ zueinander gestaffelt sind. Somit sind, im Wege eines Beispiels, wenn ein Zeitschlitz eine Periode von 577 Millisekunden aufweist, dann sämtliche der Zeitschlitze um ein Vielfaches von 1/6 der 577 Millisekunden relativ zu den anderen entsprechenden Zeitschlitzen in den benachbarten Gruppen gestaffelt. Wie ersehen werden kann, sind die Zeitschlitze 42-47 sämtlich um 1/6 einer Zeitschlitzperiode gestaffelt, jeweils in einem unterschiedlichen Vielfachen von 1/6 eines Zeitschlitzes, so dass keine Störung für den gesamten Zeitschlitz des Referenzzeitschlitzes 41 vorhanden ist.
Das Zeitgebungsdiagramm der Fig. 4 ist für das Staffeln von Verkehrssignalen wie auch Steuersignalen veranschaulichend, das, wie in Fig. 4 ersehen werden kann, ein Störsignal herbeiführt, das zumindest teilweise von einem Zeitschlitz zu einem anderen zu verteilen ist. Da es bekannt ist, dass eine Gleichkanalstörung für Steuerkanäle wie auch für Kommunikationskanäle auftreten kann, sollte ein derartiges Staffeln von Zeitschlitzen für Steuersignale wie auch in dem Verkehr durchgeführt werden.
Wie zuvor erwähnt weist das Staffeln von Zeitschlitzen zwischen Trägern benachbarter Zellen den Nettoeffekt eines Verteilens von Gleichkanalstörquellen von irgend einem Benutzer zu anderen Benutzern auf, was in einem "Störungsmitteln" resultiert. Ein Störsignal stört deswegen nicht nur einen Zeitschlitz, sondern vielmehr mehrfache Zeitschlitze. Dementsprechend ist das Störsignal relativ zu einem Zeitschlitz für eine kürzere Zeitperiode vorhanden. Dieses Störungsmitteln oder -verteilen kann nur auftreten, wenn die Zeitschlitze der unterschiedlichen Träger aufeinander bezogen versetzt sind. Im allgemeinen verschlechtert, wenn die Zeitschlitze, die den verschiedenen Trägerfrequenzen zugeordnet sind, sämtlich in der Zeit ausgerichtet sind, ein starker Störer das Träger-zu-Störer- Verhältnis eines Betriebsverhaltens über dem gesamten Zeitschlitz der anderen Benutzer, die auf die gleiche Trägerfrequenz abgestimmt sind, die den gleichen Zeitschlitz aufweist. In der System-Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt ist, werden die Zeitschlitze automatisch in der Zeit ausgerichtet, wenn die Erfindung nicht ausgeführt wird, vorausgesetzt, dass der einzige. Satellit als eine Quelle für die Vielzahl unterschiedlicher Zellen und Gruppen verwendet wird. Dementsprechend kann die Störung durch ein Staffeln der Kommunikationen von einem Satellit 20 der Fig. 2 zu verschiedenen Gruppen 24 und 26 gemittelt werden. Diese Verteilung oder das Mitteln einer Störung für jedweden Zeitschlitz erleichtert deswegen eine bessere Signalkorrektur durch die verschiedenen Verschachtelungs- und Kanalcodierungstechniken, die in Kommunikationssystemen eingesetzt werden, wie es Durchschnittsfachleuten bekannt ist. Die Verwendung einer geeigneten Fehlerkorrekturcodierung mit einem derartigen Störungsmittel erleichtert die Wiedergewinnung von Bits in dem effektiven Teil eines Schlitzes in höherem Maße, wodurch Bitfehler und Bitfehlerraten reduziert werden.
Unter Bezugnahme wieder auf Fig. 2, und wie zuvor bemerkt wurde, sind die verschiedenen Signale 22, die von dem Satelliten 20 zu den verschiedenen Gruppen, beispielsweise der Gruppe 24 oder der Gruppe 26, gesendet werden, üblicherweise miteinander synchronisiert aufgrund der Tatsache, dass sie von der gleichen Quelle, nämlich dem Satelliten 20 strahlen. Der Zeitgebungs-Controller 28 des Satelliten 20 staffelt in der Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 2 gezeigt ist, Zeitschlitze der Verkehrs- und Steuersignale auf eine Weise, wie in Fig. 4 gezeigt, für jeden der Signalstrahlen 22, die zu den Zellgruppen 24 und 26 gesendet werden. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind sämtliche der Steuer- und Verkehrskanäle der Gruppe 24 um einen ersten vordefinierten Betrag einer Verzögerung gestaffelt, während sämtliche Verkehrs- und Steuerkanäle der Gruppe 26 durch einen zweiten vorbestimmten Betrag einer Verzögerung gestaffelt sind. Der Betrag einer vorbestimmten Verzögerung für jede der Gruppen wird durch einen Zeitgebungs-Controller 28 gesteuert, der mit dem Satelliten 20 gekoppelt ist, und der die Zeitgebung der Übertragung der Signalstrahlen 22 von dem Satelliten 20 steuert. Während der Zeitgebungs-Controller 28 funktionell als ein Teil eines Satelliten 20 gezeigt ist, ist zu verstehen, dass der Zeitgebungs-Controller in einer boden-basierten Station platziert werden kann, wobei das Koppeln mit dem Satelliten vermöge drahtloser Signalübertragungen geschieht. In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Satellit 20 funktionell nur ein Sendeempfänger, wobei sämtliche Steuersignale von einem boden-basierten Controller ausgehen.
In einem herkömmlicheren System, wie jenem in der Fig. 3 gezeigten System, enthält jede Gruppe 30 und 38 eine Vielzahl von Zellen. Beispielsweise kann jede Gruppe sieben Zellen f(1)-f(7) aufweisen, wie in der Ausführungsform der Fig. 1 gezeigt. In einer Ausführungsform der Erfindung hierin enthält jede Zelle innerhalb einer Gruppe die gleiche vordefinierte Verzögerung oder eine Verzögerung in dem Fall, dass die Zellen die "Referenz-"Signale übertragen, wobei die Verzögerung bei einem Staffeln der Übertragungen von den Zellen innerhalb einer Gruppe verwendet werden. Somit wird in einer Ausführungsform ein Zeitgebungs-Controller 31 verwendet, um die Zeitgebung für jede der Zellen innerhalb der Gruppe 30 zu steuern, während ein getrennter Zeitgebungs- Controller 39 verwendet wird, um die Zeitgebung für jede der Zellen innerhalb der Gruppe 38 zu steuern.
In der Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, ist es auch notwendig, die internen Takte des Systems der verschiedenen Gruppen mit einer hohen Präzision zu synchronisieren, so dass diese Signale genau gestaffelt werden können. Beispielsweise überträgt in Fig. 3 der Systemtakt 40 Taktwerte über Leitungen 42 und 44 zu Zeitgebungs-Controllern 31 bzw. 39, so dass die internen Takte dieser beiden Zeitgebungs-Controller synchronisiert sind. Im Gegensatz dazu erfordert das System der Fig. 2 die Verwendung eines Takts zur Synchronisation nicht, da es nur einen Zeitgebungs-Controller und einen Takt zum Steuern sämtlicher der verschiedenen Signalstrahlen 22 aufweist, die zu den verschiedenen Gruppen, wie etwa den Gruppen 24 und 26 gesendet wurden.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, in welcher jede der Zellen innerhalb einer Gruppe 50 ihren eigenen Zeitgebungs-Controller 52(1)- 52(7) enthält. Wie ersehen werden kann, ist jeder Zeitgebungs-Controller 52(1)-52(7) mit Zellen f(1)-f(7) der Gruppe 50 über Leitungen 53(1)-53(7) jeweils gekoppelt. In dieser Ausführungsform sind sämtliche der Zeitgebungs- Controller 52(1)-52(7) in Kommunikation jeweils über Leitungen 54(1)-54(7) miteinander, um das Staffeln der Zeitschlitze zu synchronisieren.
Unter Bezugnahme nun auf das Blockdiagramm der Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, sendet ein Referenztaktgeber 60 einen Taktwert über eine Leitung 61 zu einem Zeitgebungs-Controller 62, der dann Steuersignale über eine Leitung 63 zu einem Satellitensender 64 sendet, um die Zeitgebung der Signalstrahlen 65 zu steuern, die zu den Anschlusseinheiten innerhalb der Gruppe 66 übertragen werden.
Obwohl das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in den zugehörigen Zeichnungen veranschaulicht und in der vorangehenden detaillierten Beschreibung beschrieben worden ist, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt ist, sondern für zahlreiche Neuanordnungen, Modifikationen und Substitutionen geeignet ist, ohne von der Erfindung abzuweichen, wie sie in den folgenden Ansprüchen offenbart und definiert ist. Insbesondere ist zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung wirksam in Verbindung mit der Zuweisung von entweder analogen oder digitalen Verkehrs- und Steuerkanälen benutzt werden kann.

Claims

1. Ein Kommunikationssystem zum Übertragen von TDMA- Signalen für zelluläre Kommunikation während vordefinierter Zeitschlitze, das gekennzeichnet ist durch:

eine Mehrzahl von Zellgruppen, wobei jede Zellgruppe (66) zumindest eine Zelle enthält, und jede Zelle zumindest einen Frequenzkanal enthält, wobei der zumindest eine Frequenzkanal sich von jedem anderen Frequenzkanal innerhalb derselben Gruppe unterscheidet;

zumindest einen Sender (64) zum Übertragen von TDMA- Signalen innerhalb jeder der Zellgruppen; und

eine Steuerung (62) zum Einfügen eines vorgegebenen Verzögerungsbetrags in die Übertragung eines TDMA- Zeitschlitzes von einem ersten Sender in einer ersten Zellgruppe, wobei der vorgegebene Verzögerungsbetrag verhindert, dass der TDMA-Zeitschlitz gleichzeitig mit einem entsprechenden TDMA-Zeitschlitz von einem zweiten Sender in einer zweiten Zellgruppe gesendet wird.

2. Das Kommunikationssystem nach Ansprüch 1, wobei es zumindest einen Sender gibt, der innerhalb jeder Zelle der zumindest einen Zelle jeder Zellgruppe der Mehrzahl von Gruppen lokalisiert ist.

3. Das Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Sender in zumindest einem Satelliten untergebracht ist.

4. Das Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung den zumindest einen Sender dazu veranlasst, denselben vorgegebenen Verzögerungsbetrag in der Übertragung jedes TDMA-Zeitschlitzes des innerhalb einer Gruppe der Mehrzahl von Gruppen übertragenen. TDMA- Signals einzufügen.

5. Das System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung weiterhin einen Systemtakt zum Bereitstellen eines Taktreferenzsignals umfasst, aus dem der vorgegebene Verzögerungsbetrag zu berechnen ist.

6. Das System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung weiterhin eine Mehrzahl von, bei jeder Gruppe der Mehrzahl von Gruppen lokalisierten, Steuerungen umfasst.

7. Das System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung weiterhin eine Mehrzahl von, in jeder Zelle der Mehrzahl von Zellen lokalisierten, Steuerungen umfasst.

8. Das Kommunikationssystem nach Anspruch 4, wobei die Steuerung den zumindest einen Sender dazu veranlasst, einen unterschiedlichen, vorgegebenen Verzögerungsbetrag für jedes der von jeder der Gruppen der Mehrzahl von Gruppen übertragenen TDMA-Signale einzufügen.

9. Ein Verfahren zum Vermindern von Kokanalinterferenz in einem Kommunikationssystem, das zumindest einen Sender (64) zum Übertragen von TDMA-Signalen innerhalb jeder einer Mehrzahl von Gruppen enthält, wobei jede Gruppe (66) der Mehrzahl von Gruppen zumindest eine Zelle enthält und das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist:

Übersenden eines Zeitschlitzes eines TDMA-Signals von einem ersten Sender innerhalb, einer ersten Gruppe zu einem ausgewählten Zeitpunkt; und

Verzögern der Übertragung eines entsprechenden Zeitschlitzes eines TDMA-Signals von einem zweiten Sender innerhalb einer zweiten Gruppe um eine ausgewählte Verzögerung nach Übertragung des Zeitschlitzes vom ersten Sender.

10. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Verzögerns weiterhin den Schritt des Synchronisierens der Übertragung vom ersten und zweiten Sender enthält, um den ordnungsgemäßen Zeitablauf der gewählten Verzögerung sicherzustellen.

11. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Zeitpunkt zur Übertragung des entsprechenden Zeitschlitzes des TDMA- Signals für die zweite Gruppe festgelegt wird durch Abwarten eines vorgegebenen Zeitbetrags nach Übertragung von Steuer- und Verkehrssignalen durch die erste Gruppe.

12. Ein Verfahren zum Vermindern von Kokanalinterferenz in einem Kommunikationssystem, das zumindest einen Sender (64) zum Übertragen von TDMA-Signalen innerhalb jeder einer Mehrzahl von Gruppen enthält, wobei jede Gruppe (66) der Mehrzahl von Gruppen zumindest eine Zelle enthält und eine damit assoziierte Zeitsteuerung aufweist und das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist:

Synchronisieren von Übertragungen entsprechender TDMA- Zeitschlitze von jedem der Sender in der Mehrzahl von Gruppen, die zumindest eine Zeitsteuerung verwenden; und

Verzögern von, von jedem der Sender innerhalb der Mehrzahl von Gruppen gesendeten, Übertragungen für entsprechende TDMA-Zeitschlitze, wobei der Verzögerungsbetrag für jeden der entsprechenden TDMA- Zeitschlitze verhindert, dass irgendwelche zwei TDMA- Zeitschlitze in verschiedenen Gruppen zur selben Zeit übertragen werden.

13. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei jede Gruppe eine einzelne Steuerung aufweist und der Schritt des Synchronisierens Weiterhin umfasst Synchronisieren jedes Senders innerhalb der Gruppe gemäß der einzelnen Steuerung.