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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft sektorisierte Antennen zur Verwendung
bei zellularen Kommunikationssystemen und insbesondere einen sektorisierten
Antennenaufbau mit Verwendung einer Vielzahl von Frequenzen, deren
Strahlbreite innerhalb einer Vielzahl von gleich beabstandeten Sektoren
um eine Basisstationsstandort herum fokussiert ist.
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Stand der
Technik
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PCS-Systeme
(Personal Communication Services) bieten Benutzern eine Vielzahl
von drahtlosen Telefondiensten durch leistungsschwache tragbare
Telefoneinheiten. Es wird erwartet, dass die Beliebtheit von PCS
exponentiell über
die nächsten paar
Jahre zunimmt und PCS-Betreiber in den USA stehen der Aufgabe gegenüber, landesweite
Versorgung bereitzustellen, um Teilnehmer anzuziehen. Damit Betreiber
landesweite Versorgung wirtschaftlich für ihre Teilnehmer bereitstellen
können,
ist die Verwendung großer
Zellen erforderlich. Literaturstellen, die sich mit Verbesserungen
von Kommunikationssystemsystemen befassen, umfassen: das am 4. Oktober
1988 erteilte US-Patent 4,775,998 versucht, die Probleme von Zufügung von
Sprachkanälen
zu behandelt, Patentschrift WO 91/01073 (veröffentlicht am 24. Januar 1991)
zeigt Verbesserungen unter Verwendung von Zeitmultiplexzugriff,
und Patentschrift WO 96/00466 (veröffentlicht am 4. Januar 1996)
zeigt Verbesserungen für
die adaptive Sektorisierung in einem Spreizspektrum-Kommunikationssystem.
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PCS-Telefone
müssen
jedoch kleiner sein und längere
Gesprächszeiten
aufweisen. Es erfordert einen niedrigen Stromverbrauch durch die
Telefoneinheit. Um gegenwärtig bestehende
oder größere Zellengrößen in Verbindung
mit Einheiten mit niedrigerer Leistungsabgabe aufrechtzuerhalten,
ist eine Verbesserung der Basisstationsempfangsfähigkeit erforderlich. Mit Rauschfaktoren,
die vielleicht schon so niedrig wie möglich sind, kann eine Lösung, bessere
Basisstationsempfängerfähigkeiten
zu erhalten, die Verringerung von Verkabelungsverlusten bei aktiven
Antennen sein. Eine verbesserte Antennenanordnung und die Verwendung
von mehr Diversity-Empfang sind zusätzliche Lösungen zur Verbesserung der
Empfängereigenschaften
der Basisstation.
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EP 0591770 offenbart eine
sektorisierte Zellularfunkbasisstationsantenne mit einer Vielzahl
von im Winkel voneinander getrennten Richtsendeantennen und einer
Vielzahl von im Winkel voneinander getrennten Richtempfangsantenne.
Die Mittelachse der Empfangsantennen liegt in einem Winkelversatz zur
Mittelachse der Sendeantennen.
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EP 0639035 offenbart eine
intelligente Antenne für
eine Basisstation mit einer Vielzahl von Antennengruppen, die jeweils
eine Vielzahl von getrennten überlappenden
schmalen Strahlen im Azimut bilden, wobei die Gesamtheit der durch
die Gruppen gebildeten Strahlen ein im Wesentlichen Allrichtungsversorgung
im Azimut bereitstellt.
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US 5257398 offenbart dynamische
Frequenzwiederverwendung in einem Zellularfunknetz, in dem unterschiedliche
Frequenzwiederverwendungsverfahren für den BCCH und die Verkehrskanäle benutzt
werden.
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FR 2690023 offenbart Frequenzsprung,
bei dem Frequenzen TDMA-Zeitschlitzen zugeteilt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ERFINDUNG
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Die
obigen und andere Probleme werden durch das Verfahren und die Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung zur Verbesserung der Empfängereigenschaften
einer Basisstation überwunden.
Ein normaler Dreisektoren-Basisstationsstandort mit einer Mehrzahl
zugewiesener Kanalfrequenzen wird in eine Vielzahl von 120°-Sektoren
unterteilt, wobei jeder der Sektoren eine Sektorantenne aufweist,
die einem Richtantennenstrahl für
den Sektor erzeugt.
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Eine
Vielzahl von Kanalfrequenzen wird jedem der Sektoren so zugewiesen,
dass die Basisstation nur die zugewiesenen Frequenzen für den Sektor
entlang jeder Sektorantenne sendet und empfängt. Für ein Zellulartelefonsystem
wie beispielsweise DAMPS werden die Frequenzkanäle gleich unter jedem der Sektoren
verteilt, so dass keine bestimmte Frequenz in mehr als einem Sektor
bestimmt wird. Bei einem GSM-System können jedoch Frequenzen in einem
bestimmten Sektor über
Frequenzspungverfahren mit benachbarten Sektoren geteilt werden.
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Durch
Erhöhen
der Anzahl von Sektoren um eine bestimmte Basisstation herum und
eindeutiges Zuweisen einer Gruppe von Kanalfrequenzen zu jedem Sektor
wird die Wahrscheinlichkeit, dass eine tragbare Mobileinheit in
einer Strahlspitze zu liegen kommt, stark erhöht. Weiterhin sind diese Winkelentfernung
von einer Strahlspitze und damit die Gewinnverluste notwendigerweise
geringer. Diese Faktoren verbessern zusammen die Empfängereigenschaft der
Basisstation für
Telefoneinheiten mit geringerer Leistung. Das System kann Empfängereigenschaften
weiterhin durch Verwendung von Diversity-Kombinationen aus in benachbarten
Sektoren empfangenen Signalen von der gleichen Telefoneinheit verbessern.
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Nach
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Basisstationssystem
mit einer Gruppe von zugewiesenen Antennenfrequenzen bereitgestellt,
die verbesserte Kommunikation mit einer Vielzahl von Funktelefoneinheiten
bieten, wobei das Basisstationssystem folgendes umfasst: eine Vielzahl von
Sektorantennen zum Erzeugen einer Vielzahl von bedeutend überlappenden
Richtantennenstrahlen mit im Winkel gestaffelten Richtungen, die
Vielzahl von Richtantennenstrahlen versorgen einen Bereich bis zu
360° Azimut,
wobei der Vielzahl von Sektorantennen jeweils ein eindeutiger Abschnitt
der Gruppe zugewiesener Antennenfrequenzen zugewiesen wird, so daß keine
zwei aus der Vielzahl von Sektorantennen die gleichen Antennenfrequenzen übertragen;
Mittel zum Übertragen
und Empfangen entlang jeder aus der Vielzahl von Sektorantennen unter
Verwendung des eindeutigen Abschnitts der zugewiesenen Antennenfrequenz;
und Steuermittel zum Zuweisen zu einer Funktelefoneinheit einer
Sektorantenne mit einer maximalen Strahlenspitze, die der Funktelefoneinheit
am nächsten
ist.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Verbessern des Empfangs an einem Basisstationsstandort für tragbare
Funktelefoneinheiten bereitgestellt, mit einer Gruppe von zugewiesenen
Antennenfrequenzen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Ausrichten einer Vielzahl von Sektorantennen derart, dass die Antennen
eine Vielzahl von überlappenden Richtantennenstrahlen
erzeugen, die einen Bereich bis zu 360° Azimut abdecken und gleichmäßig beabstandete
Strahlenspitzen für
die Antennenstrahlen aufweisen; Zuweisen eines eindeutigen Abschnitts der
zugewiesenen Frequenzen zu jeder der Vielzahl der Sektorantennen
derart, dass keine zwei Sektorantennen die gleichen Antennenfrequenzen übertragen; Übertragen
und Empfangen entlang mindestens einer aus der Vielzahl von Sektorantennen
unter Verwendung eines eindeutigen Abschnitts der zugewiesenen Antennenfrequenzen;
und Zuweisen einer tragbaren Funktelefoneinheit von einer Sektorantenne mit
einer Strahlenspitze für
einen Antennenstrahl, der sich am nächsten zu der tragbaren Funktelefoneinheit
befindet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Ein
vollständigeres
Verständnis
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist
erhältlich
durch Bezugnahme auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen:
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1a und 1b gewöhnlich benutzte Dreisektoren-Standortanordnungen
darstellen;
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2 die
gegenwärtig
bestehenden sektorisierten Antennenaufbauten innewohnende Streckendämpfungsgeometrie
darstellt;
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3 einen
interstitiellen Sektoransatz zur Verbesserung von Basisstationsempfang
in bestehenden Zellengrößen oder
Ermöglichen
von Empfang in größeren Zellen
für ein
DAMPS-System darstellt;
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4 eine
Tabelle der Auswirkungen von Multisektorkonfigurationen und Diversity-Kombination
auf den Gewinnverlust in verschiedenen Winkeln von der Strahlspitze
darstellt;
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5 einen
interstitiellen Sektoransatz zur Verbesserung des Basisstationsempfangs
in bestehenden Zellengrößen oder
Ermöglichen
von Empfang in größeren Zellen
für ein
GSM-System darstellt;
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6 eine
Tabelle ist, die orthogonale Sprungsätze für 24, mit einem einzigen Standort kommunizierende
Mobilgeräte
darstellt; und
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7 ein
Blockschaltbild eines Systems zur Verarbeitung empfangener Signale
an einem Basisstationsstandort unter Verwendung eines interstitiellen
Sektoransatzes ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nunmehr
auf die Zeichnungen bezugnehmend und insbesondere auf 1a und 1b sind dort
zwei gewöhnlich
benutzte Dreisektoren pro Standortanordnungen zur Bereitstellung
von zellularer Funkversorgung dargestellt. Bei dem Aufbau der 1a ist
dieser Standort so angeordnet, daß eine Antenne der in drei
Sektoren aufgeteilten Antenne 10 an jedem Standort 8 direkt
auf einen Nachbarstandort 8 zeigt. Im Aufbau der 1b zeigen
die in drei Sektoren aufgeteilten Antennen 10 an jedem
Standort 8 zwischen Nachbarstandorte.
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Durch
Signalleistungs-, Reichweite- und Ausbreitungsbetrachtungen wird
bestimmt, welcher bestimmte Standort eine Zellularfunkverbindung steuern
wird. Die Verbindung wird vorzugsweise von dem Standort gesteuert,
der das Signal der Mobileinheit am besten empfängt. 2 zeigt
die Streckendämpfungsgeometrie
für die
in 1a dargestellte Standortkonfiguration. Der relative
Antennengewinn, um alle äußersten
Enden der Zelle mit gleicher Stärke
zu erreichen, wird als eine Winkelfunktion von der Fokusrichtung
der sektorisierten Antenne 10 aus berechnet. Entlang der
Fokuslinie der Antenne 10 werden keine Gewinnverluste verzeichnet.
In einem Winkel von 30° von
der Fokuslinie der Antenne 10 zeigt das Antennendiagramm
einen Gewinnabfall von – 2,45
dB von Strahlspitzenrichtung. Bei 60° beträgt der Abfall -12 dB von der
Strahlspitzenrichtung. Diese Werte von Gewinn gegenüber Winkel
stellen eine grob konstante Signalstärke von oder zu Mobilgeräten entlang
der Zellengrenze sicher.
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Beispielsweise
kann das Mobilgerät
am Ort „C" mit gleicher Leistung
vom Standort „A" aus in einer Entfernung
von 2X mit vollem Antennengewinn oder vom Standort „B" aus in einer Entfernung
von X mit einem Gewinnverlust von 12 dB erreicht werden. Ein Mobilgerät am Punkt „D" kann entweder vom Standort „A" oder „B" in einer Entfernung
von √3X
mit einer Antennengewinnverringerung von 2,45 dB vom Spitzengewinn
erreicht werden. Die Standortkonfiguration der 1b weist ähnliche
Verlusteigenschaften auf.
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Der
Antennengewinnverlust als Funktion des Winkels von der Fokuslinie
aus wird als Antennendiagramm oder Strahlungsdiagramm bezeichnet.
Der Antennengewinn wird daher normalerweise gewollt als eine Funktion
des Versatzwinkels von der Spitzengewinnrichtung oder Fokusline
gewählt,
so daß gleicher
Empfang von oder Übertragungen
zu Mobilgeräten
an jeden Punkt an der sechseckigen Zellengrenze erreicht wird. Trotzdem
ist es ein Nachteil herkömmlicher
Dreisektorensysteme, daß die
Mobileinheit 12 dB mehr Senderleistung benutzen muß, wenn sie
sich 60° versetzt
von der Fokuslinie befindet, als wenn ein Antennenstrahl genau in
Richtung des Mobilgeräts
bereitgestellt und fokussiert worden wäre. Die Bereitstellung solcher
zusätzlichen,
interstitielle Strahlen genannten Strahlen ist eine Aufgabe der
Erfindung.
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Nunmehr
auf 3 bezugnehmend ist dort ein Ansatz mit interstitiellem
Sektor zur Verbesserung der Empfangseigenschaften einer Basisstation dargestellt.
Die Besprechung der 3 wird in bezug auf das AMPS-System (advanced
mobile phone system) geführt.
Im AMPS-System werden
Diensteanbietern annähernd
420 30-kHz-Kanäle zugewiesen. Normalerweise
wird ein 21-Zellen-Muster
mit 7 Dreisektoren-Standorten mit 20 Sequenzen pro Sektor oder Zelle
d.h. 60 Frequenzen pro Standort, aufgebaut. In dem in 1 dargestellten System werden alle 20
Frequenzen in einem bestimmten Sektor in der gleichen Richtung ausgestrahlt.
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Bei
einem alternativen Sektoransatz nach der Darstellung in 3 ist
der Zellenstandort in sechs Sektoren aufgeteilt, die auf 0°, 60° 120°, 180°, 240° bzw. 300° zeigen.
Jedem Sektor werden 10 Frequenzen zugewiesen und entlang der Mittellinie
für einen
Sektor ausgestrahlt. Für
Besprechungszwecke werden der Antennensektor 0°, 120° und 240° als „blaue" Sektoren bezeichnet, während die
Antennensektoren 60°,
180° und
300° als „rote" Sektoren bezeichnet
werden. Die Frequenzen F1–F10 werden dem „blauen" Sektor auf 0° zugewiesen, F11–F20 werden dem „roten" Sektor bei 60° zugewiesen, und so weiter wie
in 3 dargestellt.
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Die
(nicht dargestellte) Mobilvermittlungsstelle ist noch für ein Dreisektorensystem
konfiguriert, behandelt aber die „blauen" Sektoren als eine Basisstation mit
10 Frequenzen in jedem Sektor und die „roten" Sektoren als eine weitere Basisstation
mit 10 Frequenzen in jedem Sektor. Die Tatsache, daß diese
zwei Basisstationen sich am gleichen Standort befinden, beeinflußt nicht
die Funktionsweise der Vermittlungsstelle.
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Durch
Zuteilen der Antennenfrequenzen über
sechs Sektoren um den Standort herum anstatt von drei besteht eine
größere Wahrscheinlichkeit, daß sich eine
Mobileinheit in einem Strahlspitzenbereich befindet. Der Abstand
zwischen Strahlspitzenbereichen beträgt nur 60° anstatt 120° und der maximale Gewinnverlustwinkel
würde für einen
Sechssektorenstandort 30° betragen.
So ist die Verlustmöglichkeit über große Bereiche
der Zelle minimiert. Beispielsweise wird ein Mobilgerät bei „C" gleichermaßen durch
die 0°-Sektorantenne
der blauen Basis „A" und die 120°-Sektorantenne
der blauen Basis „B" empfangen. Bei dem
vorherigen Aufbau würde
keine der beiden Standorte einen Vorteil gegenüber dem anderen besitzen. Die
180°-Sektorantenne
der roten Basis „B" wird jedoch um 12
dB stärker
durch das Mobilgerät
empfangen, da sich das Mobilgerät
in der Spitze der „roten" Basisantenne in
nur der Hälfte
der maximalen Reichweite befindet. Das Mobilgerät würde so lange mit der „roten" Basisstation verbunden sein,
bis es zum Punkt „E" hinausverlegt würde, an welchem
es gleichermaßen
entweder von der blauen A-Station oder der roten B-Station versorgt
werden würde.
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Durch
die Anordnung der Frequenzen über sechs
Standorte wird die Größe des durch
den Standort „B" bedienten Versorgungsbereichs
effektiv auf das durch das gestrichelt dargestellte Sechseck 30
dargestellte Sechseck vergrößert. Statt
einen Standort mit größerem Bereich
zu versorgen, kann „B" auch Signale von
Mobileinheiten geringerer Leistung im Zellenversorgungsbereich der
gleichen Größe empfangen.
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Obwohl
die vorliegende Ausführungsform
in bezug auf die Verwendung von 10 Frequenzen in jedem von sechs
Sektoren besprochen worden ist, können die sechs Sektoren weiterhin
in 12 Sektoren aufgeteilt werden, wobei jedem Sektor fünf Sequenzen
zugewiesen sind. Durch die zwei weiteren Dreisektoren-Basisstationen
mit einem 30-Grad-Antennenversatz von den oben besprochenen „blauen" und „roten" Diagrammen wird
die Versorgung in der bestehenden Zelle weiterhin verbessert oder
die Reichweite des Standortes „B" erweitert werden.
Der Gewinn des 12-Sektorensystems bei ±60 Grad kann ohne die Verwendung
von 12 Antennen erhalten werden. Virtuelle Antennen mit Strahlungsdiagrammen zwischen
den ursprünglichen
Sektoren können
durch aktives Kombinieren von Nachbarantennen gebildet werden. Solche
Kombinationen bei niedrigen Empfängerleistungen
konnen virtuelle Strahlen in jeder Richtung in Abhängigkeit
von der Gewichtung erzeugen.
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Nunmehr
auf die in 4 dargestellte Tabelle bezugnehmend
ist dort die Auswirkung von Konfigurationen mit sechs Sektoren,
12 Sektoren und unendlichen Sektoren auf die Gewinnverluste für eine Mobileinheit
dargestellt, die sich auf ±15
und ±30° von der
Basisstation befindet. Der zweite Teil der Tabelle der 4 zeigt
die erreichbaren Gewinne bei Verwendung von Diversity-Kombination
zwischen benachbarten unkorrelierten Sektoren.
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Wenn
der Schwund zwischen Nachbarantennen vollständig korreliert ist, beträgt der Gewinnverlust
einfach 3 dB an den ±60-Grad-Orten.
Wenn der Schwund unkorelliert ist, können Nachbarantennen wie in
der Tabelle dargestellt zum Erhöhen
der Empfangsdiversity-Ordnung benutzt werden. Unkorrelierte Signale
zwischen Nachbarantennen können durch
Verwendung entgegengesetzter kreisförmiger Positionen für blaue
und rote Sektoren garantiert werden. Die Diversity-Ordnung kann
weiterhin durch Verwendung der nächsten
Nachbarsektoren aus den 6 Sektoren zum Empfang jedes Mobilgerätesignals erhöht werden.
So werden für
ein Mobilgerät
auf 10° von –60°, 0° und +60° in einem
metrischen Kombinierer zum Erzeugen des besten Signals benutzt.
Die auf diese Weise erreichbaren Gewinne sind in der Spalte für „Diversitykombinierungdrei-aus-sechs" in der 4 dargestellt.
Die C/I-Gewinne für
diese Option werden aufgrund der Möglichkeit des Ausnullens beider
dominanter Störer
wie in US-Patentanmeldung 08/286,775 beschrieben, die hiermit durch
Bezugnahme aufgenommen ist, sehr groß sein.
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Da
die sechs Empfangsantennen gleichmäßig um 360° verteilt sind, müssen sie
nicht länger ±60° Strahlbreite
bei -12 dB bereitstellen. Die Diagramme für ein optimiertes Sechssektorensystem zeigen
jedoch sehr geringe Verbesserungen gegenüber denen eines Dreisektorensystems,
und noch weniger, wenn Diversity benutzt wird. Weitere Gewinne können nur
durch Erhöhen
der Anzahl von Empfangsantennen über
sechs hinaus erreicht werden. Durch Erhöhen der Diversityordnung werden
dann weitere Gewinnsteigerungen erzielt, da die Diagrammüberlappung
größer ist
und mehr Nachbarantennen kombiniert werden können, um den Strahlbildungszweck
oder Störungsunterdrückungseffekt
zu steigern.
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Nunmehr
auf 5 bezugnehmend ist dort die vorliegende Erfindung
in einem GSM-System dargestellt. Es scheint, daß die FCC einen A-Band-Bereich
von 1850 bis 1865 MHz und einen B-Band-Bereich von 1865 bis 1890
MHz für PCS-Systeme
zuweisen wird. Die Zuweisung enthält weiterhin ein Duplex-Spiegelbild,
das 80 MHz höher als
das entsprechende A- oder B-Band ist. Das GSM-System arbeitet mit
einem Neunzellen-Diagramm (drei Sektoren, drei Standorte) mit mindestens
acht Frequenzen pro Sektor (24 Frequenzen pro Standort). Jeder der
drei Sektoren an einem bestimmten Standort kann ohne Basisstationen
zu synchronisieren zwischen den acht Frequenzen springen, da die
acht Frequenzen für
diesen Sektor einmalig sind.
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Nach
der Darstellung in 5 ist ein Basisstationsstandort
in abwechselnde „rote" und „blaue" Sektoren aufgeteilt,
wobei die „roten" Sektoren entlang
60°, 180° und 300° fokussiert
sind und die „blauen" Sektoren entlang
0°, 120° und 240° fokussiert sind.
Es sind sechs Antennen 16 in der Form von 2 überlagerten Dreisektorensystemen
vorgesehen. Ohne Synchronisation zwischen verschiedenen Standorten
wäre jeder
der sechs Sektoren nur in der Lage, zwischen vier Frequenzen zu
springen. Um Verringerung des Frequenzsprungsatzes und damit der
Frequenz-Diversityordnung bei Verwendung von interstitiellen Sektoren
zu vermeiden, ist ein zu dem Frequenzsprungalgorithmus von GSM kompatibles Verfahren
erarbeitet worden, das Teilen von Frequenz zwischen benachbarten
interstitiellen Sektoren ermöglicht.
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Jedem
Sektor werden acht der 24 Sequenzen zugewiesen. Mobilgeräte zwischen
0° und 120° würden Sequenzen
ABCDEFGH benutzen, Mobilgeräte
zwischen 120° und
240° würden Sequenzen IJKLMNOP
benutzen, und Mobilgeräte
zwischen 240° und
0° würden QSTUVWX
benutzen. Es ist erlaubt, daß die
obigen Frequenzen ursprünglich
an beliebiger Stelle in den blauen Sektoren ausgestrahlt werden.
Mobilgeräte
in den roten Sektoren benutzen Frequenzen EFGHIJKL im „roten" Sektor 60° bis 180°, Frequenzen
MNOPQRST im „roten" Sektor 180° bis 300° und Frequenzen
UVWXABCD im „roten" Sektor 300° bis 60°. Die Tabelle
in der 6 zeigt, wie 24 Mobilgeräte orthogonal über die
acht Frequenzen springen können,
die den Mobilgeräten in
dem Sektor, in dem sie sich befinden, erlaubt sind. Mit diesem Schema
können
24 Gespräche
pro Standort mit sechs interstitiellen Sektoren unter Verwendung
von 24 Frequenzkanälen
stattfinden. Die Gesprächsfrequenz
springt über
acht von 24 Frequenzen orthogonal für jeden Sektor. Keine Frequenz
wird an einem Ort benutzt oder in einer Richtung ausgestrahlt, die
sich davon unterscheiden, was in einer normalen Dreisektorenkonfiguration
der Fall gewesen wäre.
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Das
obige Schema erfordert keine Synchronisation zwischen Standorten,
nur Synchronisation zwischen Sektoren des gleichen Standorts. Die „blauen" und „roten" Sektoren am gleichen
Standort müssen
beide die gleiche BSM-Folge benutzen, die durch einen GSM-Frequenzsprungschlüssel definiert wird,
und programmiert sein, um Auswahlen zwischen den acht zugewiesenen
Frequenzen zu erzeugen. Jedes dieser Erfordernisse liegt im Rahmen
gegenwärtig
bestehender GSM-Frequenzsprungtechniken.
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Die
oben besprochenen Grundsätze
lassen sich erweitern, um 24 Frequenzen zwischen 12 oder 24 Sektoren
aufzuteilen und dabei noch zuzulassen, daß jedes Gespräch orthogonal
zu den anderen über ein
Drittel der insgesamt 24 Frequenzen frequenzspringt. Durch das System
der 5 werden die Empfängereigenschaften einer GSM-Basisstation auf
die gleiche Weise wie das in bezug auf 3 besprochene
System verbessert. Da Mobilgeräte
sich wahrscheinlicher in einer Strahlspitze befinden, werden Mobilgeräte mit geringerer
Leistung besser in Zellen bestehender Größe empfangen.
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Nunmehr
auf 7 bezugnehmend ist dort ein Blockschaltbild eines
Mehrsektoren-Antennenaufbaus an einer Basisstation dargestellt,
der zwischen 6,5 und 11 dB erhöhter
Empfängerempfindlichkeit
für ein
PSC-System eines leistungsschwachen tragbaren Handgeräts bereitstellt.
Die Antennen 40 erzeugen überlappende Lichtantennenstrahlen,
die bis zu 360° Azimut
versorgen. Die Antennen 40 sind kostengünstig und unter Verwendung
von Straßenleitungs-Patch-Gruppenantennen
aufgebaut. Jede Patch-Gruppe kann auch eine aktive Sendegruppe für eine kreisförmige Polarisation
und eine Empfangsantenne für
die entgegengesetzte kreisförmige Polarisation
sein. Die Polarisation der Antennen würde zwischen Nachbarsektoren
abwechseln.
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Die
zwölf empfangenen
Signale 42 werden jeweils durch einen A/D-Wandler 44 digitalisiert
und durch den Digitalsignalprozessor (DSP) 46 verarbeitet.
Der DSP 46 benutzt ein Diversity-Kombinations-Korrekturfilter
zum Kombinieren von Signalen von drei Nachbarsektoren, um einen
Gewinn von zwischen 6,5 und 11 dB in der Empfangsleistung zu erreichen.
Die Signale werden dann zur Weiterverarbeitung zu der Sende- und
Empfangseinrichtung der Basisstation 48 weitergeleitet.
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Frequenzen
für jede
der Vielzahl von Sektorantennen 40 werden durch die Mobilvermittlungsstelle 50 zugewiesen.
Die Mobilvermittlungsstation 50 ist weiterhin für die Steuerung
der Zuweisung einer tragbaren Funktelefoneinheit zu der stärksten verfügbaren Frequenz
verantwortlich. Aufgrund der erhöhten
Anzahl von an einer Basisstation befindlichen Sektoren ist die Wahrscheinlichkeit,
daß sich eine
tragbare Einheit in oder in der Nähe einer Strahlspitze befindet,
stark erhöht,
wodurch die Empfangseigenschaften für Einheiten niedriger Leistung
verbessert werden.
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Obwohl
eine Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in
den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und in der obigen ausführlichen
Beschreibung beschrieben worden ist, versteht es sich, daß die Erfindung
nicht auf die offenbarte Ausführungsform
begrenzt ist, sondern zahlreicher Umordnungen, Abänderungen
und Ergänzungen
fähig ist,
ohne aus dem Rahmen der durch die nachfolgenden Ansprüche aufgeführten definierten
Erfindung zu weichen.