DE69823386T2

DE69823386T2 - Basisstation für ein mobiltelefon

Info

Publication number: DE69823386T2
Application number: DE69823386T
Authority: DE
Inventors: Paul Vincent; Thierry Lucidarme; Philippe Duplessis
Original assignee: Nortel Networks SA; Nortel Networks France SAS
Current assignee: Kontron Transportation France SAS
Priority date: 1997-11-24
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2018-11-21
Also published as: FR2771584A1; CN1283373A; FR2771584B1; EP1034674B1; WO1999027728A1; DE69823386D1; CA2312026A1; EP1034674A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Telefonausrüstung der Art mit einer Zellularfunktelefonie-Basisstation für ein Mehrschichtennetz.
Der Betreiber eines Zellularfunktelefonienetzes verteilt auf dem von ihm abzudeckenden Gebiet die Basisstationen des Netzes, deren Deckungsbereiche die Zellen bilden. Zur Weiterleitung der Verbindungen und für die Verbindung zu den Festnetzen sind diese Basisstationen mit anderen Infrastrukturen des Mobilfunkdienstes verbunden.
Mit der Verdichtung der Zellularnetze richten die Betreiber zunehmend so genannte Mikrozellular- oder Mehrschichtennetze ein, bei denen Basisstationen mit relativ geringer Leistung Zellen kleiner Größe bedienen, die Mikrozellen genannt werden (bei den kleinsten Zellen spricht man gelegentlich von Piko-Zellen; im vorliegenden Fall wird davon ausgegangen, dass diese Piko-Zellen nur ein Sonderfall der Mikrozellen sind), und es sind ferner Basisstationen mit größerer Reichweite vorgesehen, um eine übergeordnete Schicht von übergreifenden Zellen oder Makro-Zellen zu bilden. Die Mikrozellen werden in Gebieten mit hoher lokaler Verkehrsdichte eingesetzt.
In jeder Zelle werden bestimmte Funkressourcen zur Ausstrahlung von Leitsignalen durch die Basisstation verwendet, die deren Erkennung durch die Mobilfunkstationen ermöglicht, die sich in der Zelle befinden.
Bei der Optimierung eines Zellularfunktelefoniesystems müssen die Interferenzen zwischen den einzelnen Basisstationen auf ein Minimum begrenzt werden, damit das Prinzip der Wiederbenutzung der Frequenzen optimal genutzt werden kann.
Diese Voraussetzung stellt sich einer intensiven Nutzung der verfügbaren Funkressourcen eher entgegen. Sie führt zu umso spürbareren Einschränkungen, je größer die Dichte an Verbindungen sein soll, die angeboten werden soll, insbesondere im Falle der Mikrozellen eines Mehrschichten-Netzes.
WO 93/10643 beschreibt ein Funkkommunikationssystem mit verteilten Ressourcen ("trunked), bei dem eine Technik von zeitlichem Multiplexen von Kanälen auf einer Trägerfrequenz verwendet wird. Die Multiplexkanäle umfassen zugewiesene Signalisierungskanäle und Stimmkanäle. Wenn auf diesen Signalisierungskanälen wenig Aktivität herrscht, schlägt das Dokument vor, die Signalisierungskanäle teilweise oder ganz durch Stimmkanäle zu ersetzen. Ein Leitsignal, das vom Transponder-Standort ausgesendet würde, um von den Mobilstationen erfasst zu werden, wie dies bei den Zellularsystemen der Fall ist, ist nicht erwähnt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in einer Erhöhung der Funkkommunikationsleistung einer Mikrozelle, wobei gleichzeitig Interferenzen zwischen den Basisstationen vermieden werden sollen, um die verfügbaren Funkkanäle optimal zu nutzen.
So schlägt die Erfindung eine Basisstation einer Mikrozelle eines Mehrschichtennetzes vor, wie in dem beiliegenden Anspruch formuliert.
Die eine Mobilstation zum Einsatz bringenden Verbindungen, während denen die Luftschnittstelle aufhört, das Leitsignal auszusenden (sie nutzt den entsprechenden physikalischen Kanal für die Funkverbindung mit dieser Mobilstation), sind solche, die den Aufbau einer Funkverbindung mit der Mobilstation erfordern, welche Funkverbindung die der Einrichtung zugeteilten Funkressourcen ausschöpft. Die Basisstation, die keine weiteren Verbindungen annehmen kann, muss nicht mehr von den Mobilstationen gefunden werden, die, wenn nötig, eher über andere Basisstationen kommunizieren. Insbesondere kann die Basisstation, die aufhört ihr Leitsignal auszusenden, von dieser einer übergreifenden Zelle abgelöst werden. Sobald Funkfrequenzen frei werden, wird das Leitsignal wieder hergestellt, und die Station kann wieder andere Mobiltelefone bedienen.
Die Erfindung erlaubt, die Anzahl von Verbindungen zu erhöhen, die gleichzeitig in der Mikrozelle geführt werden können. Da diese Anzahl nicht sehr hoch ist (beispielsweise unter 10), ist der zusätzliche, durch das Aussetzen des Leitsignals freigegebene Kanal sehr beachtlich.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht erschöpfenden Ausführungsbeispiels hervor, das sich auf die beiliegende Zeichnung bezieht, in der die einzige Figur ein Funktionsschema einer Ausrüstung der Erfindung ist.
Die Figur zeigt eine Telefonausrüstung 4, die eine Basisstation für Zellularfunktelefonie zeigt, die eingerichtet werden soll, um eine Mikrozelle eines Mehrschichtennetzes zu bedienen.
Die Ausrüstung 4 umfasst eine drahtgebundene Schnittstelle 5, die mit einem drahtgebundenen Telekommunikationsnetz 6 verbunden werden soll.
Das drahtgebundene Anschlussnetz 6 ist dasjenige, das die Basisstation mit den anderen Einheiten (BSC, MSC) des Zellullarnetzes verbindet, welche die Basisstationen überwachen und die Schnittstelle mit dem geschalteten Netz bilden. Die Schnittstelle 5 funktioniert in herkömmlicher Weise nach den Protokollen des drahtgebundenen Netzes 6.
Die Ausrüstung 4 umfasst ferner eine Luftschnittstelle 8, die mit der Sende-/Empfangsantenne 9 verbunden ist. Die Funkreichweite der Ausrüstung ist die übliche und beläuft sich auf höchstens einige hundert Meter.
Die in der Figur dargestellte Ausrüstung 4 umfasst eine Umwandlungseinheit 10 zwischen den Schnittstellen 5 und 8. Diese Einheit 10 gewährleistet die unterschiedlichen Funktionen der analog-zu-digital oder digital-zu-analog Umwandlung, des Kodierens, Dekodierens oder des Umkodierens von Worten und der Formgebung der Signaldatenübertagungsblöcken aus, die für die Kommunikation zwischen den Schnittstellen 5 und 8 erforderlich sind. Eine Steuer-/Regeleinheit 12 fängt die an den Schnittstellen 5 und 8 empfangenen Signalmeldungen auf und steuert/regelt diese Schnittstellen 5, 8 und die Umwandlungseinheit 10.
Bei dem besonderen, zur Anschauung betrachteten Beispiel funktionieren die drahtgebundene Schnittstelle 5 und die Luftschnittstelle 8 entsprechend dem europäischen Funktelefoniesystem GSM, das bei vielen Zellularnetzen eingesetzt wird.
Insbesondere die Schnittstelle 8 bildet einen gemeinsamen Übermittlungskanal (BCCH) auf einer Sendeleitfrequenz. Diese Frequenz, auf der die Station dauerhaft sendet, kann der Station durch den Betreiber des Zellularnetzes zugewiesen werden.
Auf dem Kanal BCCH sendet die Basisstation 4 ein Leitsignal aus, das verschiedene Signalisierungsinformationen trägt. Dieses Leitsignal wird mit einem zyklischen Verhältnis ρ übertragen. Da das GSM-System ein Mehrfachzugang durch zeitliche Aufteilung (TDMA) ist, wobei jeder TDMA-Datenübertragungsblock in N = 8 aufeinanderfolgende Zeitintervalle aufgeteilt ist, die unterschiedlichen Übertragungen/Empfängen zugeordnet sein können, kann das Leitsignal während n Zeitintervallen von N (1 ≤ n ≤ N) ausgesendet werden, was ρ = n/N ergibt.
Es soll der Fall einer GSM-Mikrozelle betrachtet werden, der eine einzige Frequenz zugewiesen ist, die bis zu N = 8 TDMA-Kanäle ermöglicht. Das erste Zeitintervall (beispielsweise) jedes Datenübertragungsblocks überträgt das Leitsignal, das für die Zelle wichtige Informationen trägt, und die anderen Zeitintervalle werden entweder von Verbindungen mit Mobiltelefonen in der Mikrozelle oder von Füllbits (Pseudobits) gefüllt, damit die Basisstation die Leitfrequenz wie gefordert belegt.
Solange die Station bis zu N – 1 = 7 Verbindungen mit Mobiltelefonen trägt, bleibt das Leitsignal auf dem ersten Zeitintervalle ausgesendet. Zum Aufbau einer achten Verbindung mit einer Mobilstation vergibt die Basisstation das erste Zeitintervall auf der Leitfrequenz für die abwärts gerichtete Verbindung. Auf diese Weise überträgt sie nicht länger das Leitsignal und ersetzt es durch das Signal, das sie auf der abwärts gerichteten Verbindung im Rahmen der Kommunikation erzeugt, wodurch sie die ihr zugewiesenen Funkressourcen ausschöpft. Sobald eine der gerade geführten acht Verbindungen beendet ist, verfügt die Basisstation erneut über ein Zeitintervall, das sie zur erneuten Übertragung des Leitsignals nutzt. Ist dieses Zeitintervall nicht das erste, kann ein Wechsel des Kanals sinnvoll sein, um das erste Zeitintervall zur erneuten Übertragung des Leitsignals freizugeben.
Mit diesem Verfahren ist eine Erhöhung der Verbindungsleistung in der Mikrozelle um 14% möglich.
Während der Periode, in der das Leitsignal nicht ausgesendet wird, können die in der Mikrozelle befindlichen Mobilstationen zu einer anderen Zelle, insbesondere einer Makrozelle, wechseln, und es wird nicht möglich sein, dass sich andere Mobilstationen in der Nähe der Mikrozelle lokalisieren. Sobald das Leitsignal wieder hergestellt ist, können diese Stationen erneut von der Basisstation der Mikrozelle bedient werden.

Claims

Basisstation einer Mikrozelle eines Mehrschichten-Funkkommunikations-Zellularnetzes, die eine drahtgebundene Schnittstelle (5) für die Verbindung zu einem drahtgebundenen Zugangsnetz (6) umfasst, sowie eine Luftschnittstelle (8) zur Funkkommunikation mit Mobilstationen nach einer Funktionsweise mit Mehrfachzugang durch zeitliche Aufteilung, mit Signal-Datenübertragungsböcken, die jeweils in eine Anzahl N aufeinander folgender Zeitintervalle aufgeteilt sind, bei der Telefonverbindungen, die über eine Mobilstation laufen, die sich in Funknähe dieser Basisstation befindet, über das drahtgebundene Netz mittels der drahtgebundenen Schnittstelle und der Luftschnittstelle hergestellt werden können, und bei der die Luftschnittstelle so eingerichtet ist, dass sie über jedes Zeitintervall der Datenübertragungsblöcke ein Funksignal auf einer Leitfrequenz aussendet, bei der das auf der Leitfrequenz ausgesendete Funksignal in mindestens einem Zeitintervall ein Leitsignal umfasst, das Träger von Signalisierungsdaten ist, solange höchstens N – 1 der Zeitintervalle des Datenübertragungsblocks auf der Leitfrequenz durch Verbindungen mit Mobilstationen belegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftschnittstelle so eingerichtet ist, dass sie kein Leitsignal mehr aussendet, wenn die N Zeitintervalle auf der Leitfrequenz durch Verbindungen mit Mobilstationen belegt sind.