FI101918B

FI101918B - Packet radio systems using SDMA and method of forming a can al

Info

Publication number: FI101918B
Application number: FI965177A
Authority: FI
Inventors: Zhi-Chun Honkasalo; Harri Honkasalo; Jari Haemaelaeinen
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-09-15
Also published as: CN1104788C; NO993007L; JP2001507184A; AU7876498A; FI965177A0; EP0956662A1; CN1244979A; AU731095B2; FI101918B1; FI965177A; WO1998028864A1; NO993007D0

Description

101918 SDMA:ia käyttävä pakettiradiojärjestelmä ja menetelmä muodostaa kanava101918 A packet radio system and method using SDMA establishes a channel

Tekniikan ala 5 Keksinnön kohteena on SDMA:ia käyttävä pakettira diojär jestelmä, joka käsittää verkko-osan, ainakin yhden tilaajapäätelaitteen ja kaksisuuntaisen radioyhteyden verkko-osan ja tilaajapäätelaitteen välillä, jota kaksisuuntaista radioyhteyttä käytetään yhteyden muodostuk- 10 seen ja pakettisiirtoon.TECHNICAL FIELD The invention relates to a packet radio system using SDMA, comprising a network part, at least one subscriber terminal and a two-way radio connection between the network part and the subscriber terminal, which two-way radio connection is used for connection establishment and packet transmission.

Tekniikan tasoState of the art

Pakettiradiojärjestelmällä tarkoitetaan kiinteiden verkkojen puolelta tunnettua pakettikytkentäistä tekniikkaa käyttävää radiojärjestelmää. Sen vastakohta on piiri-15 kytkentäinen radiojärjestelmä. Piirikytkentä on menetelmä, jossa käyttäjien välille luodaan yhteys antamalla yhteyden käyttöön ennalta määrätty määrä siirtokapasiteettia. Siirtokapasiteetti on eksklusiivisesti kyseisen yhteyden käytössä koko yhteyden ajan. Siten tunnetut radiojärjestel-20 mät, esimerkiksi GSM-pohjaiset GSM 900/DCS 1800/PCS 1900-järjestelmät ja USA:n CDMA-tekniikkaa käyttävä radiojärjestelmä ovat piirikytkentäisiä. Pakettikytkentä on menetelmä, jossa käyttäjien välille luodaan yhteys siirtämällä tietoa paketteina, jotka sisältävät osoite- ja kontrolli-25 tietoa. Useat yhteydet voivat käyttää samanaikaisesti samaa siirtoyhteyttä. Pakettikytkentäisten radiojärjestelmien käyttö etenkin datan siirtoon on ollut viime vuosina tutkimuksen kohteena, koska pakettikytkentämenetelmä sopii hyvin esimerkiksi tietokoneohjelmien tarvitsemaan tiedon-30 siirtoon, jossa siirrettävää tietoa syntyy purskauksit-.· tain. Tällöin tiedonsiirtoyhteyttä ei tarvitse varata koko ajaksi, ainoastaan pakettien siirtoon. Tällä saavutetaan merkittäviä kustannus- ja kapasiteettisäästöjä, sekä verkon rakennus- että käyttövaiheessa.A packet radio system refers to a radio system using packet-switched technology known from the fixed networks. The opposite is a circuit-15 switched radio system. Circuit switching is a method in which a connection is established between users by providing a predetermined amount of transmission capacity. The transmission capacity is used exclusively for that connection throughout the connection. Thus, known radio systems, for example GSM-based GSM 900 / DCS 1800 / PCS 1900 systems and a radio system using US CDMA technology, are circuit-switched. Packet switching is a method in which a connection is established between users by transmitting information in packets containing address and control information. Multiple connections can use the same transfer connection at the same time. The use of packet-switched radio systems, especially for data transmission, has been the subject of research in recent years, because the packet-switched method is well suited, for example, for the transmission of data required by computer programs, where the data to be transmitted is burst. In this case, the data connection does not have to be reserved for the whole time, only for the transmission of packets. This results in significant cost and capacity savings, both during the construction and operation phases of the network.

35 Pakettiradioverkkojen tutkimukset aloitettiin 1968 2 10191835 Investigations into packet radio networks began in 1968 2 101918

Havaijin yliopistossa ALOHA-projektissa, jossa keskustietokoneeseen liitettiin etäkäyttölaitteita radioyhteyttä käyttäen. Pakettiradioverkot ovat nykyään erityisen kiinnostuksen kohteina GSM-järjestelmän jatkokehityksessä, 5 tällöin puhutaan GPRS:stä (General Packet Radio Service). Esimerkiksi eräässä ETSI:n GSM-spesifikaatiossa (ETSI GSM 03.64) kuvataan millainen ilmarajapinta GPRS:ssä on verkko-osan ja tilaajapäätelaitteen välillä.At the University of Hawaii in the ALOHA project, which connected remote control devices to a central computer using a radio connection. Packet radio networks are now of particular interest in the further development of the GSM system, 5 in which we speak of GPRS (General Packet Radio Service). For example, an ETSI GSM specification (ETSI GSM 03.64) describes the air interface in GPRS between a network component and a subscriber terminal.

GSM-järjestelmässä yksi fyysinen kanava on TDMA-ke-10 hyksen yksi aikaväli. Loogiset kanavat ovat yleisiä (Common) kanavia tai yhteyskohtaisia (Dedicated) kanavia.In the GSM system, one physical channel is one time slot of the TDMA-ke-10 frame. Logical channels are Common channels or Dedicated channels.

TDMA-kehyksessä on 8 aikaväliä. Yhteyskohtaisille kanaville on määritelty 26 TDMA-kehyksen pituinen 26-ylikehys, tällöin käytetään TDMA-kehyksen aikavälejä 1-7. Yleisil-15 le kanaville on vastaavasti määritelty 51 TDMA-kehyksen pituinen 51-ylikehys, tällöin käytetään TDMA-kehyksen aikaväliä 0. Yleiset kanavat käsittävät BCH-kanavat (Broadcast Channel) ja CCCH-kanavat (Common Control Channel). BCH-kanavat käsittävät FCCH-kanavan (Frequency Correction 20 Channel), SCH-kanavan (Synchronization Channel) ja BCCH-kanavat (Broadcast Control Channel). CCCH-kanavat käsittävät PCH-kanavan (Paging Channel), AGCH-kanavan (Access Grant Channel) ja RACH-kanavat (Random Access Channel). Yhteyskohtaiset kanavat käsittävät liikennekanavat (Traf-25 fic Channel) ja DCH-kanavat (Dedicated Control Channel). DCH-kanavat käsittävät SDCCH-kanavan (Stand-alone Dedicated Control Channel), SACCH-kanavan (Slow Associated Control Channel) ja FACCH-kanavan (Fast Associated Control Channel).The TDMA frame has 8 time slots. A 26 superframe 26 TDMA frames long is defined for the dedicated channels, in which case time slots 1-7 of the TDMA frame are used. A 51 superframe 51 TDMA frames long is defined for the common channels, respectively, in which case the time slot 0 of the TDMA frame is used. The common channels comprise BCH (Broadcast Channel) and CCCH (Common Control Channel). BCHs include FCCH (Frequency Correction 20 Channel), SCH (Synchronization Channel), and BCCH (Broadcast Control Channel). CCCHs include a PCH (Paging Channel), an AGCH (Access Grant Channel), and RACH (Random Access Channel). Connection-specific channels include traffic channels (Traf-25 fic Channel) and DCH (Dedicated Control Channel). The DCHs include the SDCCH (Stand-alone Dedicated Control Channel), the SACCH (Slow Associated Control Channel), and the FACCH (Fast Associated Control Channel).

30 Jo aiemmin mainitun ETSI GSM 03.64 -spesifikaation . - mukaan pakettiradion yhteyden muodostusta ja pakettisiir- toa varten määritellään yksi fyysinen kanava, PDCH-kanava (Packet Data Channel), joka on käytännössä jokin liikenne-kanava. PDCH-kanavaan sijoitetaan sitten loogiset kanavat.30 ETSI GSM 03.64 specification already mentioned. - for the purpose of packet radio connection establishment and packet transmission, one physical channel is defined, the PDCH (Packet Data Channel), which is in practice a traffic channel. Logical channels are then placed in the PDCH.

35 Loogiset kanavat jaetaan PCCCH-kanaviin (Packet Common 3 10191835 Logical channels are divided into PCCCHs (Packet Common 3 101918

Control Channel) ja pakettiliikennekanaviin. Pakettilii-kennekanavat käsittävät PDTCH-kanavat (Packet Data Traffic Channel) ja PACCH-kanavat (Packet Associated Control Channel) . PCCCH-kanavat käsittävät PRACH-kanavat (Packet Ran-5 dom Access Channel), PPCH-kanavat (Packet Paging Channel), PAGCH-kanavat (Packet Access Grant Channel) ja PBCCH-kana-vat (Packet Broadcast Control Channel)- Tässä esityksessä kutsukanavilla tarkoitetaan niitä kanavia, joita pakettiradiojärjestelmässä tarvitaan yhtey-10 den aloittamiseen ja lopettamiseen liittyvissä toimenpiteissä, kuten tilaajapäätelaitteen kutsumisessa, kanavan varaamisessa, yms. Esimerkiksi perinteisessä GSM-järjes-telmässä nämä kanavat ovat laskevalle siirtotielle PCH- ja AGCH-kanavat ja nousevalle siirtotielle RACH-kanavat. Pa-15 kettiradiota käyttävässä GSM-järjestelmässä vastaavat kanavat ovat laskevalle siirtotielle PPCH-kanavat ja PAGCH-kanavat, ja nousevalle siirtotielle PRACH-kanavat.Control Channel) and packet traffic channels. Packet traffic channels include PDTCH (Packet Data Traffic Channel) and PACCH (Packet Associated Control Channel). PCCCHs include PRACH (Packet Ran-5 dom Access Channel), PPCH (Packet Paging Channel), PAGCH (Packet Access Grant Channel), and PBCCH (Packet Broadcast Control Channel) - In this presentation paging channels are those channels required in the packet radio system for measures related to the initiation and termination of connections, such as calling the subscriber terminal, allocating a channel, etc. For example, in the traditional GSM system, these channels are PCH and AGCH for downlink and RACH for uplink. channels. In a GSM system using Pa-15 chain radio, the corresponding channels are PPCH channels and PAGCH channels for the downlink, and PRACH channels for the uplink.

SDMA-tekniikkaa (Space Division Multiple Access) käytetään kasvattamaan radiojärjestelmän yhteyskohtaisten 20 kanavien peittoaluetta. Tämä toteutetaan käyttämällä älykkäitä antenniratkaisuja, jolloin yksittäisen käyttäjän yhteydellä on suunnattu antennikeila. Antennikeilan suuntaus tehdään joko fyysisesti suunnattavaa antennia liikuttamalla tai sitten sähköisesti muuttamalla antennin sätei-25 lykuviota. Suurin ongelma on se, että yhteydenmuodostus-vaiheessa ei tiedetä missä tilaajapäätelaite on, jolloin antennikeilaa ei voida suunnata. Normaaleissa radiojärjestelmissä ongelma on ratkaistu esimerkiksi siten, että yh-teydenmuodostusvaiheessa tarvittavat yleiset kanavat lähe-30 tetään suuremmalla teholla. Tämä ratkaisu aiheuttaa uusia ongelmia, koska se on kallis ja sen toteuttaminen on teknisesti monimutkaista. Lisäksi ratkaisu ei toimi GPRS:ää käyttävässä GSM-järjestelmässä, koska siinä normaaleja liikennekanavia käytetään myös yleisten kanavien siirtoon.SDMA (Space Division Multiple Access) technology is used to increase the coverage of the radio-specific 20 channels of the radio system. This is accomplished by using intelligent antenna solutions, in which case an antenna beam is directed at the connection of an individual user. The orientation of the antenna beam is done either by moving the physically directional antenna or by electrically changing the radial pattern of the antenna. The biggest problem is that in the connection establishment phase, it is not known where the subscriber terminal is, so that the antenna beam cannot be directed. In normal radio systems, the problem is solved, for example, by transmitting the common channels required in the connection establishment phase with higher power. This solution poses new problems because it is expensive and technically complex to implement. In addition, the solution does not work in a GSM system using GPRS, because it also uses normal traffic channels for the transmission of public channels.

35 Toinen tunnettu ratkaisu on vielä huonompi: luotetaan 4 101918 yleisten kanavien toimivuuteen määritellyn herkkyysrajan alapuolella. Tällöin järjestelmän toiminta ja toiminnan luotettavuus kärsivät pahasti. Pakettiradiojärjestelmissä toimivaa ratkaisua ei toistaiseksi ole.35 Another known solution is even worse: relying on the performance of 4 101918 public channels below a defined sensitivity limit. In this case, the operation of the system and the reliability of the operation suffer badly. So far, there is no solution that works in packet radio systems.

5 Keksinnön tunnusmerkit5 Features of the invention

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin toteuttaa pakettiradiojärjestelmä, jossa voidaan tehokkaasti ja edellä mainitut ongelmat välttäen käyttää SDMA:ia.It is therefore an object of the present invention to provide a packet radio system in which SDMA can be used efficiently and avoiding the above-mentioned problems.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä 10 järjestelmällä, jolle on tunnusomaista, että verkko-osa on sovitettu yhteyden muodostusta varten muodostamaan erityinen kanava, jonka kantomatka on normaalia kanavaa huomattavasti pidempi.This is achieved by a system 10 of the type described in the introduction, which is characterized in that the network part is adapted to establish a connection to form a special channel with a range considerably longer than the normal channel.

Keksinnön kohteena on lisäksi johdannossa esitetyn 15 tyyppinen järjestelmä, jolle on tunnusomaista, että tilaa-japäätelaite on sovitettu yhteyden muodostusta varten muodostamaan erityinen kanava, jonka kantomatka on normaalia kanavaa huomattavasti pidempi.The invention further relates to a system of the type 15 described in the introduction, characterized in that the subscriber terminal is adapted to establish a connection to form a special channel, the range of which is considerably longer than the normal channel.

Keksinnön kohteena on lisäksi menetelmä muodostaa 20 kanava SDMAria käyttävässä pakettiradiojärjestelmässä, joka pakettiradiojärjestelmä käsittää verkko-osan, ainakin yhden tilaajapäätelaitteen ja kaksisuuntaisen radioyhteyden verkko-osan ja tilaajapäätelaitteen välillä, jota kaksisuuntaista radioyhteyttä käytetään yhteyden muodostuk-25 seen ja pakettisiirtoon.The invention further relates to a method for establishing 20 channels in a packet radio system using SDMA, which packet radio system comprises a network part, at least one subscriber terminal and a two-way radio connection between the network part and the subscriber terminal, which two-way radio connection is used for connection establishment and packet transmission.

Menetelmälle on tunnusomaista, että menetelmä käsittää askeleen: A) yhteyden muodostusta varten muodostetaan erityinen kanava, jonka kantomatka on normaalia kanavaa huomattavasti pidempi.The method is characterized in that the method comprises the step of: A) establishing a special channel for establishing a connection, the range of which is considerably longer than the normal channel.

30 Keksinnön mukaisella järjestelmällä saavutetaan mo nia suuria hyötyjä. SDMA-teknologian käyttö mahdollistuu, näin solujen peittoalueen kasvu suunnattavilla antennikei-loilla voidaan täysin hyödyntää. Lähetetyn kutsukanavan hyötybittienergia/kohina -suhde paranee merkittävästi.The system according to the invention achieves many great benefits. The use of SDMA technology is made possible, so that the increase in cell coverage with directional antenna beams can be fully utilized. The payload energy / noise ratio of the transmitted paging channel is significantly improved.

35 Tämä johtuu esimerkiksi kapeakaistaisen erityisen kanavan 5 101918 tapauksessa siitä, että bittienergia/kohina -suhde on kääntäen verrannollinen lähetyksen bittinopeuteen lähetys-tehon pysyessä vakiona. Tällöin tukiaseman peittoalue kasvaa merkittävästi. Ratkaisun toteutus sekä verkko-osaan 5 että tilaajapäätelaitteeseen on teknisesti helppoa, eikä se aiheuta laitteiden valmistukseen lisää kustannuksia uusien komponenttien muodossa.35 This is due, for example, in the case of the narrowband special channel 5 101918, that the bit energy / noise ratio is inversely proportional to the bit rate of the transmission while the transmission power remains constant. In this case, the coverage area of the base station increases significantly. The implementation of the solution for both the network part 5 and the subscriber terminal is technically easy, and it does not incur additional costs for the manufacture of the devices in the form of new components.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on samat edut kuin mitä edellä on kuvattu järjestelmälle. On selvää, että 10 edullisia toteutusmuotoja ja yksityiskohtaisia toteutus-muotoja voidaan yhdistellä keskenään erilaisiksi yhdistelmiksi halutun teknisen tehon aikaansaamiseksi.The method according to the invention has the same advantages as described above for the system. It will be appreciated that the 10 preferred embodiments and the detailed embodiments may be combined into various combinations to provide the desired technical effect.

Kuvioiden selitysExplanation of the figures

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten 15 oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 esittää pakettiradiojärjestelmää, kuvio 2 esittää normaalia kantoaaltoa ja esimerkkiä erityiset kanavat sisältävästä kantoaallosta, kuvio 3 esittää esimerkkiä normaaleista kanavista 20 nousevalle siirtotielle, kuvio 4 esittää esimerkkiä erityisistä kanavista nousevalle siirtotielle, kuvio 5 esittää järjestelmän toteuttamista.The invention will now be described in more detail with reference to examples according to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a packet radio system, Figure 2 shows a normal carrier and an example of a carrier with special channels, Figure 3 shows an example of normal channels 20 for an uplink, Figure 4 shows an example of a present the implementation of the system.

Edullisten toimintamuotojen kuvaus 25 Tarkastellaan kuviota 1. Radiojärjestelmä käsittää verkko-osan 100 ja tilaajapäätelaitteen 102, joiden välillä on kaksisuuntainen radioyhteys 104. Radioyhteydessä 104 lähetään tietyllä kantoaaltotaajuudella radiosignaali, johon sijoitetaan kehysrakenne. GSM-järjestelmässä kehys 30 käsittää aikavälejä. Kuhunkin aikaväliin sijoitetaan joko yleinen kanava tai yhteyskohtainen kanava.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to Figure 1, a radio system comprises a network component 100 and a subscriber terminal 102 with a two-way radio connection 104. A radio signal 104 transmits a radio signal on a carrier frequency at a particular carrier frequency. In the GSM system, frame 30 comprises time slots. Either a public channel or a dedicated channel is placed in each time slot.

• Keksinnön mukaisesti yhteyden muodostusta varten verkko-osa 100 ja tilaajapäätelaite 102 ovat sovitettuja yhteyden muodostusta varten muodostamaan erityinen kanava.According to the invention, for connection establishment, the network part 100 and the subscriber terminal 102 are adapted to establish a special channel for connection establishment.

35 Erityisen kanavan kantomatka on normaalia kanavaa huomat- 6 101918 tavasti pidempi. Kanavan bittienergia/kohina - suhde on noin 5 - 12 dB parempi kuin normaalin kanavan. Tarkastellaan kuviota 2, jossa esitetään esimerkinomaisesti osa GSM-järjestelmän taajuusalueesta laskevalle siirtotielle.35 The range of a special channel is considerably longer than a normal channel. The bit energy / noise ratio of the channel is about 5 to 12 dB better than that of a normal channel. Consider Figure 2, which shows by way of example a part of the frequency range of the GSM system for a downlink.

5 Kantoaaltotaajuuksien keskikohtien väli on 200 kHz. X-ak-selilla on kolme kanavaa 935.2 MHz, 935.4 MHz ja 935.6 MHz. Y-akseli kuvaa lähetystehoa. Aaltokuviot 200, 202 ovat normaaleja pakettisiirtoon käytettäviä kanavia. Aal-tokuvio 210 kuvaa kuinka normaalisti yhden kanavan sisäl-10 tävä 200 kHz:n taajuuskaista on kavennettu 25 kHz:n levyiseksi. Kavennussuhde on siis 1:8. Kavennus voidaan tehdä välillä 1:3 - 1:16. Koska kanavan kapasiteetti pienenee niin aikavälejä kuluu enemmän saman informaatiomäärän siirtoon. Siirrettävän informaation määrää on myös siis 15 pienennetty, tiedonsiirtokapasiteetti on vain noin 1/16 -1/3 normaalin kanavan tiedonsiirtokapasiteetista. Erityisellä kanavalla ei edullisesti pitäisi siirtää muuta kuin yhteyden muodostukseen tarvittavaa tietoa. Yhteyden muodostuksen jälkeen pakettisiirtoon siis käytetään normaalia 20 kanavaa. Tällöin voidaan käyttää suunnattua antennikeilaa, koska tilaajapäätelaitteen sijainti suhteessa tukiasemaan nyt tiedetään. Toinen tapa pakettisiirron toteuttamiseen on se, että yhteyden muodostuksen jälkeen pakettisiirtoon kuitenkin käytetään erityistä kanavaa. Kuten jo aiemmin 25 mainittiin erityisen kanavan keskimääräinen lähetysteho on sama kuin normaalilla kantoaallolla. Eräs toteutusmuoto on sellainen, että ainoastaan nousevalle siirtotielle käytetään yhteydenmuodostusvaiheessa erityistä kanavaa, esimerkiksi erityistä PRACH-kanavaa, ja laskevan siirtotielle 20 tarvittava signalointi suoritetaan normaalilla, esimerkik si PAGCH-kanavalla. Tämä on mahdollista, koska verkko-osa 100 tietää missä suunnassa tilaajapäätelaite 102 on saatuaan siltä yhteydenmuodostuspyynnön, ja näin verkko-osa 100 voi sitten käyttää suunnattua antennikeilaa lähetyksissään 25 tilaajapäätelaitteelle 102.5 The center of the carrier frequencies is 200 kHz. The X-axis has three channels 935.2 MHz, 935.4 MHz and 935.6 MHz. The y-axis represents the transmission power. Wave patterns 200, 202 are normal channels used for packet transmission. Aal pattern 210 illustrates how the 200 kHz frequency band, which normally includes one channel, is narrowed to 25 kHz. The reduction ratio is therefore 1: 8. The reduction can be made between 1: 3 and 1:16. As the capacity of the channel decreases, more time slots are used to transmit the same amount of information. Thus, the amount of information to be transmitted has also been reduced, the data transmission capacity is only about 1/16 -1/3 of the data transmission capacity of the normal channel. Preferably, no information other than that required to establish a connection should be transmitted on a particular channel. Thus, after the connection is established, a normal 20 channels are used for packet transmission. In this case, a directional antenna beam can be used, because the location of the subscriber terminal in relation to the base station is now known. Another way to implement packet transmission is to use a special channel for packet transmission after the connection is established. As already mentioned, the average transmission power of a particular channel is the same as that of a normal carrier. One embodiment is that only a special channel, for example a special PRACH channel, is used in the connection establishment phase for the uplink, and the signaling required for the downlink 20 is performed on a normal, e.g. PAGCH channel. This is possible because the network part 100 knows in which direction the subscriber terminal 102 is after receiving a connection request from it, and thus the network part 100 can then use the directed antenna beam in its transmissions to the subscriber terminal 102.

7 1019187 101918

Yhteydenmuodostuksella tarkoitetaan tässä esityksessä myös kontrollitoimenpiteitä, joita suoritetaan yhteyden aikana. Saman käyttäjän peräkkäisten pakettien välillä saattaa tilaajapäätelaitteen 102 sijainti muuttua niin 5 oleellisesti ettei vanhaa tietoa antennikeilan suunnasta voida enää käyttää onnistuneeseen pakettisiirtoon. Tällöin täytyy jälleen käyttää keksinnön mukaista menetelmää, jolla tilaajapäätelaitteen 102 suunta suhteessa verkko-osan 100 lähetin-vastaanottimeen saadaan selville.In this presentation, connection establishment also means control measures that are performed during the connection. Between successive packets of the same user, the location of the subscriber terminal 102 may change so substantially that the old information about the direction of the antenna beam can no longer be used for successful packet transmission. In this case, the method according to the invention must be used again, with which the direction of the subscriber terminal 102 in relation to the transceiver of the network part 100 can be determined.

10 Tarkastellaan kuviota 3. Kuviossa on pakettiradiota käyttävän GSM-järjestelmän yksi 51-monikehys. Aikavälissä 0 lähetetään RACH-kanava. Aikavälit 1-7 ovat yhteyskohtaisia kanavia. Aikavälissä 2 oleva liikennekanava on omistettu pakettiradion käyttöön, siinä siirretään PRACH-15 kanava. Keksinnön mukaisesti kuviossa 4 esitetyllä tavalla on muodostettu erityinen kanava. Aikavälien 0, 1, 3, 4, 5, 6 ja 7 sisältö on jätetty pois ja siirretään jollakin muulla, normaalilla kantoaallolla. PRACH-kanava on levitetty aikatasossa yli kaikkien aikavälien, koska kanavan 20 taajuus ja tiedonsiirtonopeus on nyt muunnettu aiemmin esitetyllä tavalla kapeakaistaisemmaksi ja hitaammaksi. Vastaavalla tavalla toimitaan tietenkin myös laskevalle siirtotielle.10 Referring to Figure 3. The figure shows one 51 multiframe of a GSM system using packet radio. In time slot 0, the RACH channel is transmitted. Slots 1-7 are dedicated channels. The traffic channel in slot 2 is dedicated to the use of packet radio, it transmits the PRACH-15 channel. According to the invention, a special channel is formed as shown in Fig. 4. The contents of time slots 0, 1, 3, 4, 5, 6, and 7 are omitted and transmitted on another, normal carrier. The PRACH channel has been spread in the time plane over all time slots because the frequency and data rate of the channel 20 have now been converted to narrower and slower as previously described. Of course, the same applies to the downlink.

Keksinnön mukaisesti erityiselle kanavalle suorite-25 taan korkean saannon takaava koodaus. Tällainen koodaus varmistaa sen, että yhteyden muodostusvaiheessa erityinen kanava voidaan vastaanottaa normaalin kanavan kantomatkaa kauempana, jopa virheitä sisältäen, ja siitä huolimatta tehokkaan virheenkorjauskoodauksen ja lomituksen ansiosta 30 alkuperäinen lähetetty informaatio voidaan virheettä de-; koodata. Esimerkiksi CDMA-tekniikkaa käyttävässä paketti- radiojärjestelmässä erityinen kanava hajotetaan omalla hajotuskoodillaan ja koodataan tehokkaasti. CDMA-järjestelmässä käyttäjän kapeakaistainen datasignaali kerrotaan 35 datasignaalia huomattavasti laajakaistaisemmalla hajotus- 101918 β koodilla suhteellisen laajalle kaistalle. Kertomisen yhteydessä datasignaali leviää koko käytettävälle kaistalle. Kullakin verkko-osan ja tilaajapäätelaitteen välisellä yhteydellä on oma hajotuskoodi, jolloin käyttäjien signaa-5 lit pystytään erottamaan toisistaan vastaanottimissa kunkin käyttäjän hajotuskoodin perusteella. Kukin käyttäjä voi siis lähettää samanaikaisesti samaa taajuuskaistaa käyttäen. Toinen mahdollisuus on se, että erityisellä kanavalla lähetetään vähemmän informaatiota, jolloin hajoi-10 tussuhde tulee edullisemmaksi, ja siten varmistetaan lähetetyn informaation virheetön vastaanotto. Kuvattu koodauksen tehostaminen ja lähetetyn informaation määrän vähentäminen toimivat tietenkin myös muissa monikäyttöjärjestelmissä (esimerkiksi FDMA, TDMA) ja niiden erilaisissa yh-15 distelmissä.According to the invention, high-yield coding is performed on a particular channel. Such coding ensures that, in the connection establishment phase, a particular channel can be received farther from the normal channel range, even including errors, and nevertheless, thanks to efficient error correction coding and interleaving, the original transmitted information can be error-free; cypher. For example, in a packet radio system using CDMA technology, a particular channel is scrambled with its own scrambling code and efficiently coded. In the CDMA system, the user's narrowband data signal is multiplied by a spreading code of 101918 β, which is significantly wider than the 35 data signals, for a relatively wide band. When multiplied, the data signal is spread over the entire band used. Each connection between the network part and the subscriber terminal has its own spreading code, whereby the signals of the users can be distinguished from each other in the receivers on the basis of the spreading code of each user. Thus, each user can transmit simultaneously using the same frequency band. Another possibility is that less information is transmitted on a particular channel, whereby the spreading ratio becomes more advantageous, and thus error-free reception of the transmitted information is ensured. Of course, the described coding enhancement and reduction of the amount of transmitted information also work in other multifunction systems (e.g. FDMA, TDMA) and their various combinations.

Keksinnön mukaan erityinen kanava voidaan muodostaa myös yhdistelemällä erilaisia tekniikoita, joilla erityisen kanavan kantomatka saadaan normaalia pidemmäksi. Siten esimerkiksi yhdistelmä sinänsä tunnetusta lähetystehon 20 nostosta, kuvatusta koodauksen tehostamisesta ja kaistanleveyden muutoksesta on keksinnön mukainen ratkaisu. Tilanteen mukaan valitaan olosuhteisiin sopiva yhdistelmä.According to the invention, a special channel can also be formed by combining different techniques to make the range of a special channel longer than normal. Thus, for example, a combination of the increase in transmission power 20 known per se, the described coding enhancement and the change in bandwidth is a solution according to the invention. Depending on the situation, a combination appropriate to the conditions is selected.

Tarkastellaan kuviota 5, jossa kuvataan miten keksinnön vaatimat sovitukset voidaan esimerkiksi suorittaa.Consider Figure 5, which describes how the adaptations required by the invention can be performed, for example.

.. 25 Kuvion 1 mukaisesti järjestelmän olennaiset osat ovat verkko-osa 100 ja tilaajapäätelaite 102, joiden välillä on radioyhteys 104. Verkko-osa 100 käsittää tukiaseman, tukiasemaohjaimen ja matkapuhelinkeskuksen. Tarkastellaan kuviota 5, jossa kuvataan miten esimerkinomaisesti järjes-30 telmä on sovitettu suorittamaan tarvittava käsittely. Tukiasemaohjain 500 on yhteydessä tukiasemaan 510. Tukiasemaohjain 500 käsittää ryhmäkytkentäkentän 502, trans-kooderin 504 ja ohjausyksikön 506. Ryhmäkytkentäkenttää 502 käytetään puheen, datan ja pakettien kytkentään sekä 35 yhdistämään signalointipiirejä. Transkooderi 504 muuntaa 9 101918 yleisen puhelinverkon ja matkapuhelinverkon välillä käytettävät erilaiset puheen digitaaliset koodausmuodot toisilleen sopiviksi. Ohjausyksikkö 506 suorittaa puhelunohjausta, liikkuvuuden hallintaa, tilastotietojen keräystä 5 ja signalointia. Tukiasema 510 käsittää kehysyksikön 512, taajuushyppely-yksikön 514, kantoaaltoyksikön 516 ja antennin 518. Kehysyksikössä 512 suoritetaan kanavakoodaus, kanavien lomitus, tiedon salaaminen ja purskeen muodostaminen. Taajuushyppely-yksikössä 514 suoritetaan mahdolli-10 nen taajuushyppely kantataajuusaallolle. Kantoasitoyksi-kössä 516 suoritetaan modulointi ja A/D-konversio lähetettävälle signaalille. Tilaajapäätelaite 102 käsittää antennin 520, duplex-suodattimen 522, lähettimen 524 ja ohjausosan 526. Lähetin 524 käsittää modulaattorin 530, ka-15 navakooderin 532, krypterin 534 ja lähdekooderin 536... 25 According to Figure 1, the essential parts of the system are the network part 100 and the subscriber terminal 102, between which there is a radio connection 104. The network part 100 comprises a base station, a base station controller and a mobile switching center. Referring to Figure 5, an exemplary system 30 is illustrated to perform the necessary processing. The base station controller 500 communicates with the base station 510. The base station controller 500 comprises a group switching field 502, a transcoder 504 and a control unit 506. The group switching field 502 is used for switching speech, data and packets and for connecting signaling circuits. Transcoder 504 converts the various digital coding formats of speech used between the public switched telephone network and the mobile telephone network to be compatible with each other. The control unit 506 performs call control, mobility management, statistical data collection 5 and signaling. The base station 510 comprises a frame unit 512, a frequency hopping unit 514, a carrier unit 516, and an antenna 518. In the frame unit 512, channel coding, channel interleaving, data encryption, and burst generation are performed. In the frequency hopping unit 514, a possible frequency hopping is performed on the baseband wave. In the positioning unit 516, modulation and A / D conversion are performed on the transmitted signal. The subscriber terminal 102 comprises an antenna 520, a duplex filter 522, a transmitter 524, and a control section 526. The transmitter 524 comprises a modulator 530, a channel encoder 532, a crypto 534, and a source encoder 536.

Tukiasemaohjain 500 luo yhteyden tilaajapäätelait-teeseen 102 pyytämällä tukiasemaa 510 lähettämään yhteyden muodostusta varten viestin tilaajapäätelaitteelle 102, esimerkiksi GSM-järjestelmässä PPCH-kanavalla. Kantoaalto-20 yksikössä 516 muodostetaan erityiset kanavat sisältävä kantoaalto, joka lähetetään antennin 518 kautta tilaaja-päätelaitteelle 102. Vastaavasti tilaajapäätelaite 102 vastaa yhteyden muodostusviestiin, esimerkiksi GSM-järjes-telmässä PRACH-kanava1la. Modulaattorissa 530 muodostetaan . 75 erityiset kanavat sisältävä kantoaalto, joka lähetetään tukiasemalle 510. Tässä ei ole kuvattu tukiaseman 510 ja tilaajapäätelaitteen 102 vastaanottimia, koska ne eivät ole oleellisia tämän tarkastelun kannalta. Keksintö toteutetaan yksinkertaisimmillaan siten, että keksinnön mu-30 kaisen menetelmän askeleet muunnetaan suoritettavaksi ohjelmistona. Tällöin ohjelmisto voidaan sijoittaa esimer- ’ kiksi tukiasemaohjaimen 500 ohjausosan 506 muistiin. Sit ten ohjausosa 506 signaloi tukiasemaa 510, jotta kehysyksikössä 512 sijoitetaan tarvittavat tiedot lähetettävään 35 kanavaan. Myös kantoaaltoyksikölle 516 signaloidaan, millä 10 101918 taajuudella sen tulee lähettää erityinen kanava. Toisaalta sovitus voidaan toteuttaa yleis- tai signaaliprosessoreilla tai erillislogiikalla. Toimintojen jako tukiasemaohjaimen 500 ja tukiaseman kesken voidaan tehdä toisinkin kek-5 sinnön henkeä noudattaen. Tilaajapäätelaitteessa ohjelmis to voidaan tallentaa tällöin ohjausosan 526 muistiin ja se suoritetaan samaisessa ohjausosassa 526. Ohjelmisto ohjaa tällöin lähettimen 524, erityisesti modulaattorin 530 toimintaa. Toisaalta sovitus voidaan toteuttaa yleis- tai 10 signaaliprosessoreilla tai erillislogiikalla.The base station controller 500 establishes a connection to the subscriber terminal 102 by requesting the base station 510 to send a message to the subscriber terminal 102 for connection, for example in the GSM system on the PPCH. The carrier-unit 516 generates a carrier with special channels, which is transmitted via the antenna 518 to the subscriber terminal 102. Correspondingly, the subscriber terminal 102 responds to the connection establishment message, for example in the GSM system with the PRACH channel. In modulator 530, is generated. 75 a carrier with special channels transmitted to base station 510. The receivers of base station 510 and subscriber terminal 102 are not described herein because they are not essential to this review. The invention is implemented in its simplest form by converting the steps of the method according to the invention to be performed as software. In this case, the software can be placed, for example, in the memory of the control section 506 of the base station controller 500. The control section 506 then signals the base station 510 to place the necessary information in the frame unit 512 on the channel 35 to be transmitted. The carrier unit 516 is also signaled on which frequency it should transmit the special channel. On the other hand, the matching can be implemented with general or signal processors or with separate logic. The division of functions between the base station controller 500 and the base station can be done differently in accordance with the spirit of the invention. In the subscriber terminal, the software can then be stored in the memory of the control section 526 and is executed in the same control section 526. The software then controls the operation of the transmitter 524, in particular the modulator 530. On the other hand, the matching can be implemented with general or signal processors or with separate logic.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esit-15 tämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Although the invention has been described above with reference to the example according to the accompanying drawings, it is clear that the invention is not limited thereto, but can be modified in many ways within the scope of this inventive idea of the appended claims.

Claims

A packet radio system utilizing SDMA, comprising a network portion (100), at least one subscriber terminal (102) and a bidirectional radio connection (104) between the network portion (100) and subscriber terminal (102), which uses bidirectional radio connection (104) for connection and packet transmission, characterized in that the network part (100) is arranged to form a separate channel (210) for the connection with a range considerably longer than a normal channel (200).

A packet radio system utilizing SDMA, comprising a network portion (100), at least one subscriber terminal (102) and a bidirectional radio connection (104) between the network portion (100) and the subscriber terminal (102), which uses bidirectional radio connection (104) for connection and packet transmission, characterized in that the subscriber terminal (102) is arranged to form for connection a special channel (210) with a range considerably longer than a normal channel (200).

3. A system according to claim 1 or 2, characterized in that the bit energy / noise ratio of the particular channel (210) is about 5 - 12 dB better than the normal channel (200).

System according to claim 1 or 2, characterized in that the data transmission capacity of the particular channel (210) is about 1/16 - 1/3 of the capacity of the normal channel (200).

System according to claim 1 or 2, characterized in that the average transmit power of the particular channel (210) corresponds to the average transmit power of the normal channel (200).

System according to claim 1 or 2, characterized in that the bandwidth of the particular channel (210) is considerably narrower than the bandwidth of the normal channel (200), about 1/16 - 1/3 of the bandwidth of the normal channel (200). . 15 101918

System according to Claim 1 or 2, characterized in that the particular channel (210) is subjected to coding which guarantees high yield.

System according to claim 1, characterized in that the network part (100) is arranged to use the normal channel (200) for packet transmission after connection.

System according to claim 1, characterized in that the network part (100) is arranged to use the special channel (210) for packet transmission after connection.

System according to claim 2, characterized in that the subscriber terminal (102) is arranged to use the normal channel (200) for packet transmission after the connection.

System according to claim 2, characterized in that the subscriber terminal (102) is arranged to use the particular channel (210) for packet transmission after the connection.

A method of forming a channel in a packet radio system utilizing SDMA, which packet radio system comprises a network portion (100), at least one subscriber terminal (102), and a bidirectional radio connection (104) between the network portion (100) and the subscriber terminal (102). , which uses double-directional radio connection (104) for connection and packet transmission, characterized in that the method comprises the following steps: A) a particular channel (210) having a range considerably longer than a normal channel (200) is used for the connection.

A method according to claim 12, characterized in that the bit energy / noise ratio of the particular channel (210) is about 5 - 12 dB better than the normal channel (200).

Method according to claim 12, characterized in that the data transfer capacity of the particular channel (210) is about 1/16 - 1/3 of the capacity of the normal channel (200). 16 101918

15. A method according to claim 12, characterized in that the average transmit power of the particular channel (210) corresponds to the average transmit power of the northern channel (200). 5

Method according to claim 12, characterized in that the bandwidth of the particular channel (210) is considerably narrower than the bandwidth of the normal channel (200), about 1/16 - 1/3 of the bandwidth of the normal channel (200). 10

17. A method according to claim 12, characterized in that the particular channel (210) is subjected to coding which guarantees high yield.

The method according to claim 12, characterized in that the method further comprises the following steps: B) the normal channel (200) is used for packet transmission after the connection.

19. A method according to claim 12, characterized in that the method further comprises the following steps: B) the particular channel (210) is used for packet transmission after the connection.