FI95426C - Menetelmä häiriödiversiteetin kasvattamiseksi aika- ja taajuusjakokanavointiin perustuvassa radiopuhelinjärjestelmässä sekä radiolähetinvastaanotinjärjestelmä - Google Patents

Description

, 95426

Menetelmä häiriödiversiteetin kasvattamiseksi aika- ja taajuusjakokanavointiin perustuvassa radiopuhelinjärjestelmässä sekä radiolähetinvastaanotinjärjestelmä 5 Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä häiriödiversiteetin kasvattamiseksi aika- ja taajuusjakokanavointiin perustuvassa solukkoverkkojärjestelmässä sekä oheisen patenttivaatimuksen 6 johdanto-osan mukainen solukkoverkkojärjestelmä.

10 Matkapuhelinverkkojen kapasiteettia rajoittaa niin sanottu samakanavahäiriö, joka johtuu siitä, että tunnetun solukkoverkkojärjestelmän periaatteen mukaisesti samat radiotaajuudet käytetään toistuvasti taajuussuunnittelun määrittämänä uudelleenkäyttökuviona.

15 Riittävän palveluvarmuuden takaamiseksi joudutaan radioverkon suunnittelussa toimimaan pahimman tapauksen oletusten mukaisesti. Tämä tarkoittaa sitä, että suunnittelussa joudutaan olettamaan perustilanteeksi jatkuva häiritsevä yhteys samakanavasolussa (solu, jolla on samat 20 taajuudet) ja yleensä vielä sellaisessa topologisessa järjestelyssä, joka tuottaa eniten häiritsevän signaalin (päätelaite häiritsevän solun sillä reunalla, joka on lähinnä häirittyä solua, ja lähetystehot asetettu maksimiin). Tämän pahimman tapauksen aiheuttaman häiriön pitä-25 miseksi riittävän alhaisena valitaan solukkoverkon toistu-makuvio riittävän väljäksi.

Solukkoverkon suunnittelu edellä kuvatun pahimman tapauksen pohjalta rajoittaa järjestelmän kapasiteettia.

Tätä on pidettävä selvänä haittana, koska pahimman tapauk-30 sen tilanne realisoituu vain harvoissa poikkeustapauksissa verkon todellisessa operoinnissa. Käytännössä verkkoon joudutaan siis toteuttamaan ylimääräistä varmuusmarginaa-lia, joka pienentää verkon kapasiteettia.

Tunnetussa GSM-järjestelmässä on taajuushyppelyomi-35 naisuus, joka hajottaa häiritsijöiden vaikutuksen suurem- 95426 2 malle käyttäjämäärälle. Taajuushyppelyperiaatteen mukaisesti muutetaan signaalin lähetyksen aikana lähetystaajuutta ja vastaavasti vastaanoton aikana vastaanottotaa-juutta jatkuvasti käyttäen sopivaa määrää taajuuksia, 5 esim. neljää ennalta määrättyä taajuutta. Nämä taajuudet muodostavat ns. taajuushyppelysekvenssin. Yhden solun sisällä taajuushyppelysekvenssit ovat keskenään korreloi-mattomia (yhteentörmäyksiä ei tapahdu saman solun yhteyksillä), ja toisistaan riippumattomia sellaisten solujen 10 kesken, joille on allokoitu samat taajuudet. GSM-järjes-telmässä taajuushyppely on valinnainen ominaisuus tukiasemalle ja pakollinen liikkuvalle asemalle.

Taajuushyppelyn käytöstä saavutetaan kahdenlaista hyötyä, nimittäin ns. taajuus- ja häiriödiversiteettivai-15 kutukset. Taajuusdiversiteetin hyötyvaikutus perustuu siihen, että eri aikaväleihin kohdistuvat häipymätilanteet ovat keskenään korreloimattomia, kun radioyhteyden taajuutta muutetaan riittävän paljon aikavälistä toiseen. Tällöin ovat myös paikallaan pysyvät (tai hitaasti liikku-20 vat) käyttäjät, jotka ovat jollakin taajuudella häipymä-kuopassa, säännöllisesti myöskin hyvässä kentässä joillakin muilla hyppelysekvenssiin kuuluvilla kantoaalloilla. Häiriödiversiteetin hyötyvaikutus johtuu puolestaan edellä mainitusta hyppelysekvenssien korreloimattomuudesta eli 25 siitä, että samoja tai lähekkäisiä taajuuksia käyttävien tukiasemien taajuushyppelysekvenssit ovat keskenään erilaisia, jolloin toisiaan häiritsevät yhteydet vaihtuvat, kun siirrytään aikavälistä toiseen. Tällä tavoin pahojen häiriölähteiden vaikutus keskiarvoistuu useiden yhteyksien 30 yli- Tällaisen hajotuksen vaikutuksesta verkon kaikki käyttäjät näkevät keskimääräisen häiriötason, jolloin verkon mitoituksessa voidaan pienentää varmuusmarginaaleja, minkä seurauksena päästään tiheämpään toistumakuvioon.

Tarkemmin GSM-järjestelmän radiojärjestelmää ja 35 taajuushyppelyä on kuvattu viitteessä [1] (viiteluettelo on selitysosan lopussa).

Il 3 95426 Häiriödiversiteetin vaikutuksen tehokkuus riippuu ratkaisevasti siitä, missä laajuudessa häiriövaikutukset voidaan verkon käyttäjien kesken jakaa (häiriödiversiteetin aste). Sinänsä tunnetun hajaspektri-CDMA (Code Divi-5 sion Multiple Access) -periaatteen mukaisessa matkapuhelinjärjestelmässä kaikki yhteydet käyttävät samaa radiokanavaa, jossa yhteydet erotellaan tilaajakohtaisilla ha-joituskoodeilla. Tällaisessa järjestelmässä häiriödiver-siteetti on maksimissaan, ja kaikki yhteydet näkyvät sym-10 metrisesti kaikille toisille yhteyksille pienenä inkre-mentaalisena häiriönä. (Hajaspektri-CDMA-periaatetta ja siihen perustuvia järjestelmiä kuvataan tarkemmin viitteessä [2] . ) GSM-järjestelmän mukaisessa taajuushyppelyjär jeste-15 lyssä häiriödiversiteetin aste jää huomattavasti alhaisemmaksi (ja näin muodoin sen edut vähäisemmiksi) kuin edellä viitatussa hajaspektri-CDMA-järjestelmässä. GSM-järjestelmän taajuushyppelyratkaisussa yksi häiritsijä näkyy vain niille toisille tilaajille, joiden taajuushyppelyketjuun 20 sisältyy häiritsijän käyttämä taajuus, ja joiden aikaväli osuus aikarasterissa samaan hetkeen kuin häiritsijän aikaväli. Korkean häiriödiversiteettiasteen saavuttamiseksi tulee taajuushyppelyketjun käsittää tällaisessa järjestelmässä suuri määrä radiokanavia (kantoaaltoja), esimer-25 kiksi 4...8. Useimpiin soluihin ei kuitenkaan kapasiteet-tisyistä asenneta näin suurta määrää lähetinvastaanotinyk-siköitä, jolloin joudutaan käyttämään kalliimpia hyppiviä taaj uussyntesoij ia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin aikaan-30 saada aika- ja taajuusjakokanavointiin (TDMA/FDMA, Time Division Multiple Access/Frequency Division Multiple Access) perustuvaan järjestelmään, esimerkiksi GSM-järjestelmään sopiva menetelmä häiriödiversiteettiasteen parantamiseksi. Tämä saavutetaan esillä olevan keksinnön mukai-35 sella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että aina- 4 95426 kin osalla tukiasemista ainakin yksi siirtokanava käyttää toisiaan seuraavissa TDMA-kehyksissä (30) ainakin kahta TDMA-kehyksen eri aikaväliä ennalta määrätyn toistuvan sekvenssin mukaisesti, ja että eri tukiasemien käyttämät 5 sekvenssit on koordinoitu keskenään siten, että ainakin toistensa vaikutuspiirissä olevien solujen käyttämät sekvenssit ovat keskenään riittävän korreloimattomia. Keksinnön mukaiselle solukkoverkkojärjestelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaa-10 timuksen 6 tunnusmerkkiosassa. (Siirtokanavalla tarkoitetaan tässä esityksessä yhteyttä kahden kommunikoivan osapuolen välillä, ja aikavälillä TDMA-kehyksen kiinteää osaa, jonka ajoitus suhteessa kehyksen ajoitukseen on kiinteä. ) 15 Keksinnön mukaisena perusajatuksena on antaa kana vien hyppiä aikavälirasterissa, sen lisäksi että ne hyppivät myös taajuusrasterissa, toisin sanoen ajatuksena on, että siirtokanava (looginen yhteys) voi kiinteän aikaväli-allokaation sijasta käyttää säännönmukaisesti toistuvalla 20 kuviolla aikavälien joukkoa. Keksinnön mukainen periaate on yleinen ja koskee kaikkia järjestelmiä, joissa käytetään aikajakokanavointia. Keksinnön edut ovat kuitenkin suurimmat sellaisissa järjestelmissä, joissa yhdellä kantoaallolla tarjotaan suurehko määrä aikavälejä.

25 Menetelmästä saavutettavan hyödyn maksimoimiseksi on edullista, että ainakin pelkästään liikennekanavia käsittävien kantoaaltojen kehyksen kaikkien aikavälien paikkaa muutetaan kehyksen sisällä kehyksestä toiseen. Kaikkia kanavia ei voitane kuitenkaan aina hyppyyttää. Esim. solun 30 ohjauskanava (GSM-järjestelmässä BCCH/CCCH-aikaväli) on parempi pitää paikallaan, jotta soluja monitoroivat passiiviset liikkuvat asemat voivat löytää ohjaustiedon ilman, että niiden täytyy synkronoitua solukohtaiseen aika-välihyppelysekvenssiin.

5 95426

Koska tunnetussa GSM-järjestelmässä on TDMA-kehyk-sessä 8 tai 16 (puolinopeuskanava) aikaväliä, saavutetaan keksinnön mukaisella aikavälihyppelyllä diversiteettietu, joka saavutettaisiin taajuushyppelyllä vasta 8 tai 16 taa- 5 juuden hyppelysekvenssillä.

Vaikka keksinnön mukaista aikavälihyppelyä voidaankin käyttää täysin riippumatta taajuushyppelyominaisuudes-ta, on taajuushyppely ja aikavälihyppely kuitenkin edullista yhdistää, jolloin saavutetaan maksimaalinen häiriö-10 diversiteetti, joka lähenee tehokkuudessaan edellä kuva tun, sinänsä tunnetun hajaspektri-CDMA-periaatteen korkeaa häiriödiversiteettiastetta.

Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritusmuotoja selitetään tarkemmin viitaten oheisten piirustusten 15 mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio la esittää kaaviomaisesti taajuuksien uudelleen käyttöä solukkoverkossa, jossa solukkorakenteella on 9-toistuma, kuvio Ib esittää kaaviomaisesti solukkoverkkojär-20 jestelmän yhtä solua, jossa tukiasemalaitteistona käyte tään keksinnön mukaista radiolähetinvastaanotinjärjestelmää, kuvio 2a esittää kuvion 1 mukaisen radiolähetinvas-taanotinjärjestelmän signaalinkäsittely-yksiköiden peri-25 aatteellista rakennetta keksinnön ensimmäisessä suoritus muodossa, kuvio 2b esittää kuvion 1 mukaisen radiolähetinvastaanotin järjestelmän signaalinkäsittely-yksiköiden periaatteellista rakennetta keksinnön toisessa suoritusmuo-30 dossa, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen aikavälihyppelyn ·' yhden suoritusmuodon yhtä sekvenssiä, kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaista hyppelysekvenssiä TDMA-kehyksen yhteyteen piirretyn nuolijoukon avulla, ja 35 kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen aikavälihyppelyn toisen suoritusmuodon yhtä sekvenssiä.

6 95426

Kuviossa la on solukkoverkkojärjestelmä esitetty ideaalisten kuusikulmioiden, joista jokainen esittää yhtä solua 10, yhdistelmänä. Tavanomaisessa taajuussuunnitte-lussa muodostetaan kuusikulmioista tunnettuun tapaan tois-5 tumakuvioita eli ns. klustereita, tyypillisesti esim. 9 solun klustereita 20, kuten kuviossa la on esitetty. Käytettävissä olevat taajuudet jaetaan klusterin solujen kesken, ja vastaavat taajuudet toistuvat jälleen seuraavan klusterin vastaavissa soluissa. Kuviossa la on kunkin 10 solun taajuusyhdistelmää merkitty viitemerkillä A-I.

(Esim. 12,5 MHz:n kaistalla, jolla on käytössä 62 kantoaaltotaajuutta kantoaaltojen eron ollessa 200 kHz, voitaisiin ajatella, että kuhunkin soluun annetaan kuusi tai seitsemän taajuutta kyseiseltä taajuuskaistalta.) Häi-15 riödiversiteetissä pyritäänkin suojautumaan järjestelmän samakanavasolujen aiheuttamilta häiriövaikutuksilta.

Kuviossa Ib on esitetty aika- ja taajuusjakokanavointiin (FDMA/TDMA) perustuvaa solukkoverkkojärjestelmää (kuvio la) sen yhden radiosolun 10 alueelta. Tukiasema 11 20 muodostaa järjestelmässä oman radiosolunsa ja palvelee solunsa alueella liikkuvia tilaajia 12, jotka ovat radiotien välityksellä yhteydessä tukiasemaansa. Tukiasema 11, joka muodostuu esillä olevan keksinnön mukaisesta radiolä-hetinvastaanotinjärjestelmästä, käsittää tässä tapauksessa , 25 neljä lähetinvastaanotinyksikköä, joita on merkitty vii- temerkeillä TRX1...TRX4. GSM-järjestelmässä, jonka tukiasemana kuviossa esitetty radiolähetinvastaanotinjärjes-telmä voi toimia, on kukin lähetinvastaanotin full-duplex -tyyppinen vastaanotto- ja lähetystaajuuksien välisen ns.

30 duplex-välin ollessa 45 MHz. Järjestelmän käyttämä taa juusalue on tyypillisesti välillä 800-1000 MHz. Lähetin-vastaanottimien TRX1—TRX4 ulostulot on kytketty radiotaajuiselle summainelimelle 13, joka yhdistää lähetinvas-taanottimien lähettimet yhteiseen lähetinantenniin 14 ja 35 lähetinvastaanottimien vastaanottimet yhteiseen vastaan- 7 95426 otinantenniin 15. Summainelin 13 sisältää kunkin lähetin-vastaanottimen lähetintä varten manuaalisesti tai automaattisesti viritetyn kaistanpäästötyyppisen lähetyssuo-dattimen sekä vastaavasti kunkin lähetinvastaanottimen 5 vastaanotinta varten vastaanotinsuodattimen, joka rajaa antennin 15 kautta vastaanotettavan signaalin vastaanotto-kaistalle, vahvistaa signaalin ja jakaa sen vastaanottimille.

Kuviossa Ib esitetty radiolähetinvastaanotinjärjes-10 telmä käsittää lisäksi useita kantataajuisia signaalinkä-sittely-yksiköitä 16a-16d, jotka muodostavat kantataajuiset modulointisignaalit lähetinvastaanotinyksiköitä TRX1...TRX4 varten. Signaalinkäsittely-yksiköille on kytketty siirtokanavat AO — A31, eli yhteensä 32 siirtokana-15 vaa, kahdeksan kutakin signaalinkäsittely-yksikköä kohti.

Yhtä signaalinkäsittely-yksikköä kohti on kytkettyjä siirtokanavia yhtä monta kuin järjestelmän TDMA-kehyksessä on aikavälejä. Siirtokanavat jakautuvat sinänsä tunnetusti ohjauskanaviin ja liikennekanaviin. Signaalinkäsittely-20 yksiköiden ja lähettimien välissä on kytkentäkenttä 17, joka kytkee lähetettävät kantataajuiset signaalit lähetti-mille ja vastaavasti vastaanotettavat signaalit signaalinkäsittely-yksiköille. Kytkentäkentän 17 avulla hoidetaan myös taajuushyppelyn toteutus. Kantataajuinen modulointi-25 signaali, joka on TDMA-kehysjono, kytketään kehys kehykseltä ennalta määrätyn sekvenssin mukaisesti eri lähetin-vastaanotinyksiköille. Toinen vaihtoehto on käyttää lähe-tinvastaanottimissa hyppiviä syntesoijia, jolloin kytkentäkenttää 17 ei tarvita välttämättä lainkaan. Mikäli kyt-30 kentäkenttä on käytössä, mutta taajuushyppely hoidetaan syntesoijilla, voi kytkentäkentällä olla muita, esim. tukiaseman laitteiston konfigurointiin liittyviä tehtäviä.

Kuviossa 2a on esitetty yhden signaalinkäsittely-yksikön 16a-16d periaatteellinen rakenne sen ensimmäises-35 sä suoritusmuodossa. Signaalinkäsittely-yksiköissä lähe- 3 95426 tettävä data koodataan ja sijoitetaan kehysrakenteeseen yhdistelemällä syklisesti siirtokanavien tarjoamat digitaaliset datavirrat. Vastaanotossa vastaanotettavan datan kehysrakenne puretaan ja suoritetaan dekoodaus.

5 Muualta radiojärjestelmästä, esim. GSM-järjestelmän tukiasemaohjaimelta signaalinkäsittely-yksikölle tuleva lähetettävä data käsitellään kanavakoodausyksikössä 21. Kanavakoodausyksikkö 21 voi suorittaa esim. seuraavat toiminnot: siirtonopeuden sovitus, kanavakoodaus, lomittelu, 10 salaus, TDMA-kehyksen muodostaminen ja lähettimen tehon-säädön asetus. Kanavakoodausyksikkö on kytketty kehyspus-kurille 22a, jossa kullakin siirtoyhteydellä on yhteyden ajan kiinteästi varattu talletuspaikkansa, ja joka sisältää kultakin siirtoyhteydeltä seuraavaan TDMA-kehykseen 15 lähetettävän datan. Kehyspuskuri tallettaa siis muistiin ainakin yhden TDMA-kehyksen sisällön kerrallaan ja lähettää joka aikavälissä liitäntäyksikölle 24 purskeen, joka sisältää kyseisessä aikavälissä lähetettävän datan. Liitäntäyksikkö lähettää datan edelleen kytkentäkentän 17 20 kautta yhdelle lähetinvastaanotinyksikölle.

Kehyspuskuriin 22a tulee normaali TDMA-kehys, joka käsittää tyypillisesti 8 aikaväliä TS0...TS7 (joista jokainen kuuluu tiettyyn siirtokanavaan). Kehyspuskurissa 22a toteutetaan keksinnön mukainen aikavälihyppely siten, 25 että liitäntäyksikölle 24 lähetettävien purskeiden jär-jestystä muutetaan tietyn ennalta määrätyn algoritmin mukaisesti. Sen sijaan, että kehyspuskuri lähettää purskeita liitäntäyksikölle, voi liitäntäyksikkö myös lukea kehys-puskurin aikavälit ennaltamäärätyn aikavälihyppelysek-30 venssin mukaisesti kehyskohtaisesti lähetinvastaanotinyk- .. sikölle. Kuviossa 3 on esitetty eräs tällainen aikaväli- hyppelysekvenssi, joka koostuu (tässä tapauksessa) kahdeksasta peräkkäisestä TDMA-kehyksestä 30 (jotka on kuviossa 3 esitetty allekkain), jotka määrittelevät ylike-35 hyksen, joka strukturoi TDMA-kehysten jonoa. Ensimmäinen β 95426 kehys vastaa "normaalia" TDMA-kehystä, jossa liikennekana-vat TCH0...TCH7 ovat "oikeilla" paikoillaan. Aina seuraa-vassa kehyksessä on jokainen liikennekanava vaihtanut paikkaa kehyksen sisällä, ja yhden sekvenssin kuluessa on 5 jokainen liikennekanava käynyt läpi kehyksen kaikki aikavälit, minkä jälkeen hyppelysekvenssi toistuu jälleen uudelleen, jne, jolloin hyppelyketju muodostuu peräkkäin toistuvista sekvensseistä. (Kun aikavälihyppelyssä on mukana N aikaväliä, tarvitaan ylikehys, jonka pituus on N 10 kehystä.) Esimerkkinä kuviossa 3 on esitetty liikennekanava TCHO, joka käy kehyksen aikavälit läpi järjestyksessä TS0-TS3-TS6-TS1-TS4-TS7-TS2-TS5.

Kuviossa 4 on esitetty vastaavat siirtymät nuoli-joukkona. Samat siirtymät (nuolijoukko) pätevät suhteelli-15 sinä siirtyminä jokaiselle liikennekanavalle TCH0...TCH7.

Vastaanotossa vastaavasti liitäntäyksikkö 24 syöttää kytkentämatriisin 17 kautta vastaanottimen demodulaat-torilta vastaanottamansa datan toiselle kehyspuskurille 22b, joka tallettaa muistiinsa vastaavasti ainakin yhden 20 kokonaisen TDMA-kehyksen sisällön (edellisessä TDMA-kehyk-sessä kullekin siirtoyhteydelle vastaanotettu data), suorittaa edellä esitetyn hyppelyalgoritmin käänteisenä siten, että kanavat asettuvat oikeaan järjestykseen kehyksen sisällä, ja syöttää TDMA-kehykset aikaväli aikavälil-25 tä (rinnakkais- tai sarjamuodossa) kanavadekooderiyksiköl- * le 23, joka suorittaa esim. kehysrakenteen purkamisen, lomittelun purkamisen, konvoluutio- ja lohkodekoodaukset, virheenkorjauksen sekä siirtonopeuden sovituksen. Kanava-dekooderiyksikkö 23 lähettää dekoodatun datan edelleen ra-30 diojärjestelmän muille yksiköille, esim. GSM-järjestelmän .. tapauksessa tukiasemaohjaimelle.

Signaalinkäsittely-yksiköiden sijasta kehyspuskurit voivat sijaita myös kytkentäkentän 17 toisella puolella, toisin sanoen lähetinvastaanotinyksiköiden yhteydessä.

35 Tosin tämä vaihtoehto on epäedullisempi, kun taajuushyppe- 10 95426 lyä halutaan käyttää samalla, koska tilanne kullakin lähe-tinvastaanotinyksiköllä muuttuu jokaisessa TDMA-kehyksessä, jolloin lähetinvastaanotinyksikköä on vaikeampi ohjata.

5 Kehyspuskurit voidaan myös poistaa signaalinkäsit tely-yksiköistä, ja suorittaa sekä aikaväli- että taajuus-hyppely kokonaisuudessaan kytkentäkentän 17 avulla. Tällöin kytkentäkenttä suorittaa taajuushyppelyn kytkentänä jokaisessa TDMA-kehysvälissä ja aikavälihyppelyn kytkentä-10 nä jokaisessa aikavälissä. Kyseessä on tällöin tavanomainen aikajakoinen kytkentäkenttä, joka toteutetaan muistipiireillä. TDMA-kehyksen sisältö kirjoitetaan kytkentä-muistiin, josta se luetaan toisessa järjestyksessä. Näin voidaan kanavien keskinäinen järjestys muuttaa kehyskoh-15 taisesti. Tässä suoritusmuodossa on siis signaalinkäsittely-yksikön periaatteellinen rakenne kuvion 2b mukainen, toisin sanoen kehyspuskureita ei tarvita, vaan kanavakoo-dausyksikkö 21 lähettää TDMA-kehyksen aikavälit jatkuvasti tavanomaisessa numerojärjestyksessä liitäntäyksikölle 24 20 (tai liitäntäyksikkö lukee ne tavanomaisessa numerojärjestyksessä kanavakoodausyksiköltä), ja kytkentäkenttä 17 on toteutettu aikajakoisena kytkentämuistilla, jota on kuviossa 1 merkitty viitenumerolla 18.

Kuvioissa 3 ja 4 esitettiin aikavälihyppelystä sel-25 lainen suoritusmuoto, jossa jokaisen liikennekanavan naa- • « purit säilyvät lähes koko sekvenssin ajan samoina. Kuviossa 5 on esitetty toisen tyyppinen sekvenssi, jonka lisäetu on se, että se tarjoaa lisäsuojaa ylikuulumiselle aikavälistä toiseen. Myös tässä esimerkissä käy jokainen liiken-30 nekanava läpi kehyksen kaikki aikavälit yhden sekvenssin (ylikehyksen) kuluessa. Tämä ei kuitenkaan ole välttämätöntä, samoin kuin ei myöskään se, että yhteen sekvenssiin kuuluvien kehyksien lukumäärä on yhtäsuuri kuin aikavälien lukumäärä kehyksessä.

u 95426

Jos 8 aikavälin TDMA-kehyksen kaikki aikavälit otetaan mukaan hyppelysekvenssiin, on ensimmäiseen hyppyyn tarjolla seitsemän vaihtoehtoa, sitä seuraavaan hyppyyn kuusi vaihtoehtoa, jne., mikä tarkoittaa sitä, että eri-5 laisia hyppelysekvenssejä voidaan muodostaa 71 (7 kertoma) = 5040 kappaletta. Näillä sekvensseillä on vaihteleva kes-kinäiskorrelaatioaste. Yleisesti, kun aikavälihyppelyyn otetaan n aikaväliä, saadaan enintään (n-1)! erilaista sekvenssiä. Solukkojärjestelmässä voidaan nämä sekvenssit 10 jakaa solujen kesken.

Aikavälihyppelysekvenssien suunnitteluun pätee sama kuin taajuushyppelysekvensseihinkin: pyritään muodostamaan mahdollisimman korreloimattomia sekvenssejä käytettäväksi toistensa vaikutuspiirissä olevissa soluissa. Esim. sama-15 kanavasoluissa ei riitä se, että niillä on eri sekvenssit, vaan sekvenssien keskinäisen poikkeaman pitää olla riittävä. Koska tarjolla olevien sekvenssien määrä on suuri, löytyy niiden joukosta keskenään riittävän korreloimattomia sekvens sej ä.

20 Keksinnön mukaisesti voidaan aikaväleistä ja siir tokanavista, edullisesti liikennekanavista, muodostaa joukkoja siten, että tietty kanavajoukko jakaa yhteisen TDMA-aikavälien joukon siten, että kaikki kyseisen kanava-joukon kanavat käyttävät ennaltamäärätyn toistuvan sek-25 venssin mukaisesti keskenään synkronoidusti mainittua aikaväli joukkoa niin, että kukin kanava vuorollaan käyttää kutakin aikaväliä.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisen piirustuksen mukaiseen esimerkkiin, on selvää, 30 ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan .. muunnella monin tavoin edellä ja oheisissa patenttivaati- % muksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Saman siirtokanavan muodostavien aikavälien ei esim. tarvitse esiintyä välittömästi toisiaan seuraavissa kehyksis-35 sä, eikä hyppyä välttämättä tarvitse tehdä jokaisen kehyk- 12 95426 sen jälkeen. Kun oheisissa vaatimuksissa siis puhutaan toisiaan seuraavista kehyksistä, ei se tarkoita välttämättä välittömästi toisiaan seuraavia kehyksiä.

5 Viiteluettelo: [1] . Recommendation GSM 05.01 "Physical layer on the radio path: General description".

[2] . Donald L. Schilling, Laurence B. Milstein, 10 Raymond L. Pickholtz, Marvin Kullback, Frank Miller: "Spread Spectrum for Commercial Communications", IEEE Communications Magazine, April 1991.

• *

• I

' · « t ii

Claims (9)

13 95426

1. Menetelmä häiriödiversiteetin kasvattamiseksi aika- ja taajuusjakokanavointiin (FDMA/TDMA) perustuvassa 5 solukkoverkkojärjestelmässä, joka käsittää - useita tukiasemia (11), joista kukin muodostaa oman radiosolunsa (12), jotka tukiasemat käsittävät kukin radiolähetinvastaanotinelimet (TRX1...TRX4) signaalien lähettämiseksi ainakin yhdellä lähetystaajuudella peräk- 10 käisissä aikaväleissä ja signaalien vastaanottamiseksi ainakin yhdellä vastaanottotaajuudella peräkkäisissä aikaväleissä, joista muodostuu järjestelmän TDMA-kehys (30), ja - liikkuvia asemia (12), jotka ovat radiotien väli- 15 tyksellä yhteydessä tukiasemiin (11), jossa järjestelmässä siirtokanava liikkuvan aseman (12) ja tukiaseman (11) välillä toteutetaan purskeena tukiaseman jonkun kantoaallon TDMA-kehyksen (30) jossakin aikavälissä, jonka menetelmän mukaisesti ainakin osalla 20 solukkoverkkojärjestelmän tukiasemista (11) käytetään taa- juushyppelyä, tunnettu siitä, että ainakin osalla tukiasemista (11) ainakin yksi siirtokanava käyttää toisiaan seuraavissa TDMA-kehyksissä (30) ainakin kahta TDMA-kehyksen eri aikaväliä ennalta määrätyn toistuvan sekvens-25 sin mukaisesti, ja että eri tukiasemien (11) käyttämät sekvenssit on koordinoitu keskenään siten, että ainakin toistensa vaikutuspiirissä olevien solujen käyttämät sekvenssit ovat keskenään riittävän korreloimattomia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että järjestelmän kaikilla tukiasemilla (11) ainakin yksi siirtokanava käyttää toisiaan seuraavissa TDMA-kehyksissä (30) ainakin kahta TDMA-kehyksen eri aikaväliä ennalta määrätyn toistuvan sekvenssin mukaisesti. 14 95426

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osalla tukiasemista (11) ainakin osa siirtokanavista muodostaa joukon, joka jakaa yhteisen TDMA-aikavälien joukon siten, että kaikki 5 mainitun siirtokanavajoukon siirtokanavat käyttävät ennal-tamäärätyn toistuvan sekvenssin mukaisesti keskenään synkronoidusta mainittua aikavälijoukkoa niin, että kukin siirtokanava vuorollaan käyttää kutakin aikaväliä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että siirtokanavajoukko muodostetaan järjestelmän liikennekanavista.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi siirtokanava käyttää TDMA-kehyksen (30) kaikkia aikavälejä en- 15 naita määrätyn toistuvan sekvenssin mukaisesti.

6. Aika- ja taajuusjakokanavointiin (FDMA/TDMA) perustuva solukkoverkkojärjestelmä, joka käsittää - useita tukiasemia (11), joista kukin muodostaa oman radiosolunsa (12), jotka tukiasemat käsittävät kukin 20 radiolähetinvastaanotinelimet (TRX1...TRX4) signaalien lähettämiseksi ainakin yhdellä lähetystaajuudella peräkkäisissä aikaväleissä ja signaalien vastaanottamiseksi ainakin yhdellä vastaanottotaajuudella peräkkäisissä aikaväleissä, joista muodostuu järjestelmän TDMA-kehys (30), 25 jolloin ainakin osa tukiasemista (11) käsittää taajuushyp-pelyelimet (17; TRX1...TRX4) taajuushyppelyn suorittamiseksi, ja - liikkuvia asemia (12), jotka ovat radiotien välityksellä yhteydessä tukiasemiin (11), 30 jossa järjestelmässä siirtokanava liikkuvan aseman (12) ja tukiaseman (11) välillä toteutetaan purskeena tu- ·' kiaseman jonkun kantoaallon TDMA-kehyksen (30) jossakin aikavälissä, tunnettu siitä, että järjestelmän häiriödiversiteetin kasvattamiseksi ainakin osa tu-35 kiasemista (11) käsittää ensimmäiset elimet (17, 18; 22a, 95426 Ιο 22b) ainakin yhden siirtokanavan aikavälin paikan muuttamiseksi kehyksen (30) sisällä kehyksestä toiseen tietyn ennalta määrätyn hyppelysekvenssin mukaisesti, jolloin mainittua hyppelyä suoritetaan sekä lähetyksessä että vas-5 taanotossa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmän kaikki tukiasemat (11) käsittävät mainitut ensimmäiset elimet (17, 18? 22a, 22b).

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut ensimmäiset elimet käsittävät sekä lähetys- että vastaanottohaarassa olevan kehyspuskurin (22a, 22b), joka tallettaa muistiin ainakin yhden TDMA-kehyksen (30) datan kerrallaan, josta kehys-15 puskurista data siirretään edelleen aikaväli aikaväliltä mainitun hyppelysekvenssin mukaisesti.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut ensimmäiset elimet käsittävät aikajakoisen kytkentäkentän (17), jonka kytken-20 tämuistiin (18) TDMA-kehyksen (30) data kirjoitetaan, ja josta muistista (18) data luetaan aikaväli aikaväliltä ennalta määrätyn hyppelysekvenssin mukaisesti. 16 95426