NO174318B

NO174318B - Fremgangsmaate ved et celleinndelt digitalt mobilradiosystem, omfattende en flerhet av basisstasjonsendere, samt tilsvarende celleinndelt mobilradiosystem

Info

Publication number: NO174318B
Application number: NO894314A
Authority: NO
Inventors: Alex Krister Raith; Jan Erik Uddenfeldt
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1994-01-03
Also published as: FI97759B; SE8800698D0; NO894314D0; DE68905513D1; WO1989008355A1; NO174318C; NO894314L; EP0335846B1; FI894818A0; JPH02503379A; AU605048B2; US5088108A; DK528089D0; SE8800698L; SE460449B; ES2039095T3; DK171427B1; DK528089A; FI97759C; JP2735335B2

Description

TEKNISK OMRÅDE

Den foreliggende oppfinnelse vedrører mobilradiosystemer. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte ved et digitalt, celleinndelt mobilradiosystem, av den type som fremgår av den innledende del av patentkrav 1.

Oppfinnelsen vedrører også et celleinndelt mobilradiosystem, av den art som er angitt i den innledende del av det vedføyde patentkrav 5.

TEKNIKKENS STILLING

De mobilradiosystemer som først ble tatt i allment bruk, var av analogtypen, dvs meldingsinformasjon ble overført i analogform til og fra mobilstasjonene ved overføring og mottakning av analog-modulerte radiosignaler. I slike forbindelser er det kjent å ha to eller flere basisstasjon-sendere anordnet på en avstand fra hverandre, som samtidig overfører radiosignaler innenfor det samme frekvensområdet og modulert med den samme meldingsinformasjon til mobilstasjonene. Slike mobilradiosystemer er omtalt i EP 0 040 731 og EP 0 072 479, samt i de to publikasjoner: NTG-Fachberich-te, Bewegliche Funkdienste, Vortrage der NTG-Fachtagung vom 25. bis 27. November in Munich, '1 GLEICHKANALFUNKSYSTEME FUR

DIE FREQUENZOKONOMISCHE VERSORGUNG GROSSER GEBIETE" Berndt

Heynisch side 41-46, VDE-VERLAG GmbH, Berlin, Elektrizitåts-wirtschaft, Jg. 80(1981), hefte 6, side 187-198 "Quasisyn-chroner Gleichwellenfunkein Gleichkanalfunk-Verfahren zur Erhorung der Erreichbarkeit in Mobilfunknetzen.

Ved kjente systemer av den her foreliggende art, er det kjent å overføre meldingsinformasjon fra en sentralstasjon eller sentral til basisstasjonsenderne enten via kabler eller radiosignaler. Det er også kjent å benytte utjevnere i den faste del mobilradiosystemet for utjevning av forskjeller i utbredelsestid og transmisjonsdempning fra sentralen til basisstasjonsenderne. Utjevnerne kan befinne seg ved sentralen og/eller basisstasjonsenderne. Hensikten med utjevnerne er at uavhengig av posisjonen i forhold til sentralen vil basisstasjonsenderne kunne overføre radiosignaler samtidig, og modulert med den samme meldingsinforma-s jon.

Digitale mobilradiosystemer hvor meldingsinformasjon blir overført digitalt til og fra mobilstasjoner med sending og mottak av digitalt modulerte signaler, er blitt omtalt i US patentskrift 4 675 863 og "Digital Mobile Telephone System Using TD/FDMA Scheme", Kota Kinoshita, Masaharu Hata og Kenkichi Hirade, IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, VOL. VT-31, NO.4, NOVEMBER 1982, side 153-157.

Det er foreslått å bruke adaptive utjevnere i mobilradiosta-sjoner i digitalradiosystemer, slik at multi-bane-utbredelse av radiosignaler kan benyttes for forbedring av signalkvali-tet, i stedet for multi-bane-utbredelse som virker som støy. Blant publikasjoner vedrørende adaptive utjevnere ved digitale mobilradiosystemer skal nevnes: "Multi-path Equalization for Digital Cellular Radio Operation at 300 k. bit/s". K. Raith, J-E Stjernvall og J. Uddenfeldt, 36th IEEE Vehicular Technology Conference, side 268-272, Dallas, Texas, USA, Mai 1986. "Radio Test Performance of a Narrow-band TDMA System", J-E Stjernvall, B. Hedberg og S. Ekmark, IEE Vehicular Conference, Tampa, Florida, USA, Juni 1987,

RADIO TEST PERFORMANCE OF A NARROW-BAND TDMA SYSTEM-DMS 90,

J-E Stjernvall, B. Hedberg, K. Raith, T. Båckstrom og R. Lofdahl.

OMTALE AV OPPFINNELSEN

I mobilradiosystemer foreligger der problemer pga refleksjoner og radioskygger fra naturlige hindringer, feks berg og fjell, såvel som konstruksjoner, feks bygninger. Disse problemer er spesielt problemfylte ved sending av informasjon som krever stor tilgjengelighet/pålitelighet og høy overføringshastighet. Spesielt blir problemene store i visse byomgivelser hvor utbredelsesbetingelsene for radiosignaler kan variere sterkt innenfor små geografiske områder, fordi radiotrafikken er intensiv på samme tid. Inntil nå er der gjort forsøk på å løse disse problemer ved bruk av adaptive utjevnere i mobilradiostasjonene samt små celler med spesielle selekterte posisjoneringer for basestasjonsenderne. I områder med meget trafikk er det imidlertid et ønske å muliggjøre selektering av størrelse av cellene og deres posisjoner i forbindelse med mobilradiosystem-celleplanen på en optimal måte med hensyn til trafikk-håndteringskapasiteten for systemet. Reduksjon av cellestør-relsen og selektering av de små cellers posisjoner for å unngå radioskygger, vil således innebære en komplikasjon. En annen komplikasjon som skyldes reduksjonen av cellestørrelse til under det som er nødvendig av kapasitetsgrunner, går ut på at antallet av "handovers" eller overtagninger øker.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å løse de ovenfor omtalte problemer og komplikasjoner, og å skaffe en fremgangsmåte og et celledelt digitalt bilradiosystem som også er hensiktsmessig for overføring av informasjon som krever stor tilgjengelighet/pålitelighet og høy overførings-hastighet .

Det som utmerker seg ved en fremgangsmåte og et digitalt celledelt mobilradiosystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse, og ved spesielle foretrukne utførelsesformer for denne, er definert i de vedføyde uavhengige og avhengige patentkrav.

Sagt noe forenklet kan der i henhold til oppfinnelsen benyttes i det minste to basisstasjonsendere for hver flerhet av celler, idet disse sendere befinner seg på en avstand fra hverandre og i det minste delvis sender radiosignaler samtidig med det samme frekvensområde digitalt modulert med samme meldingsinformasjon til mobilstasjonene i cellen. Digitalmodulasjonen blir endret med et modulasjonstidsintervall som er innrettet til den største overførings-avstand mellom to basisstasjonsendere som betjener den samme celle i et område. Mobilstasjonene har adaptive utjevnere for rekonstruksjon av den digitale modulasjon i de overførte signaler fra de signaler som mottas under et mottakningstidsintervall, som også er avpasset til den største overføringsavstand mellom to basisstasjonsendere som betjener den samme celle i et område.

Ved en foretrukken utførelsesform for en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen blir de digitalt modulerte signaler overført med samme meldingsinformasjon til en gitt mobilstasjon med en gitt, innbyrdes overføringstidsskiftning fra de forskjellige basisstasjoner. Overføringsskiftet blir da selektert slik at det motvirker forskjellen i ankomsttid for signalene for de forskjellige basisstasjonsendere til denne mobilstasjon.

I hver mobilstasjon blir det fortrinnsvis estimert ankomst-tidsskiftet mellom de digitalt modulerte radiosignaler med den samme meldingsinformasjon fra de forskjellige basisstasjonsendere. Informasjon om antatt eller estimert ankomsttidsforskyvning ved den respektive mobilstasjon blir overført derfra til i det minste en basisstasjonsender. Denne estimerte ankomsttidsforskyvning blir benyttet ved basisstasjonen for selektering av overføringstidsforskyv-ningen for i det minste en basisstasjonsender. En overfør-ingstidsf orskyvning blir således fremskaffet individuelt for hver påvirket mobilstasjon, og forskyvningen blir justert for denne spesielle mobilstasjons posisjon i relasjon til basisstasjonsenderne. Graden av overføringstidsforskyvning kan således variere fra mobilstasjon til mobilstasjon.

I henhold til en forskjellig, foretrukket utførelsesform blir der i de forskjellige basisstasjonmottakere estimert mottakelsestidsforskyvningen mellom tilsvarende radiosignaler med den samme meldingsinformasjon fra mobilstasjonen. Denne estimerte mottakertidsforskyvning blir benyttet for selektering av transmisjonstidsforskyvningen mellom tilsvarende basisstasjonsendere. En transmisjonstidsforskyvning kan således fremskaffes individuelt for hver påvirket mobilstasjon, slik at forskyvningen blir justert til posisjonen for denne spesielle mobilstasjon i relasjon til basisstasjonsenderne. Graden eller størrelsen av overfør-ingstidsforskyvningen kan således variere fra mobilstasjon til mobilstasjon.

En foretrukken utførelsesform for et mobilradiosystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter tidsmåleorganer for estimering av den innbyrdes mottakertidsforskyvning i en mobilstasjon mellom, på den ene side, digitalt modulerte radiosignaler overført til mobilstasjonen via en basisstasjonsender for den celle hvor denne mobilstasjon befinner seg, og, på den annen side, tilsvarende digitalt modulerte signaler overført til denne stasjon via en annen basisstasjonsender for cellen. Ved denne utførelsesform har mobilradiosystemet overføringstidsforskyvningsorganer for innbyrdes tidsforskyvning av overføringstidene for basisstasjonsendere av samme celle, slik at de overfører tilsvarende digitalt modulerte signaler til mobilstasjonen med større eller mindre innbyrdes overføringstidsforskyvning som reaksjon på estimert mottakningstidsforskyvning.

Tidsmåleorganene innbefatter fortrinnsvis ankomsttidssammen-ligningsorganer i det minste ved visse mobilstasjoner, for sammenligning av ankomsttidspunkter for tilsvarende digitalt modulerte signaler overført fra forskjellige basisstasjon-sendere for den samme celle.

I henhold til en noe forskjellig, men foretrukken utførel-sesform, innbefatter tidsmåleorganene mottakningstidssammen-ligningsorganer i den stasjonære del av mobilradiosystemet, for sammenligning av mottakningstidspunktene for digitalt modulerte signaler som er utsendt fra en mobilstasjon i en celle og mottatt ved forskjellige basisstasjonmottakere hos cellen.

En fremgangsmåte og et celledelt digitalt mobilradiosystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse gir vesentlige fordeler. Dekningsgraden kan gjøres meget større, noe som innebærer bedre muligheter for å etablere nye forbindelser og bibeholde dem som allerede er etablert. Dekningsgraden kan gjøres større uten at cellestørrelsen trenger å bli redusert, noe som gir større frihet hva angår selektering av celleplan og et færre antall av "handovers" eller overtagel-ser. Ved foretrukne utførelsesformer vil overføringstidsfor-skyvningen, som er individuelt selekterbar for hver mobilstasjon, redusere risikoen for støy og avbrytelse av oppkallinger som finner sted, når en mobilstasjon går fra å motta signaler hovedsakelig fra en basisstasjonsender til å motta signaler hovedsakelig fra en annen basisstasjonsender. Når en mobilstasjon samtidig mottar signaler fra minst to basisstasjonsendere av den samme celle, vil den variable transmisjonstidsforskyvning muliggjøre at de mottatte signaler sammen vil være mer likt de signaler som fremskaffes fra en eneste basisstasjonsender i forbindelse med refleksjoner.

KORT OMTALE AV TEGNINGSFIGURENE

Figur 1 illustrerer celler og posisjonering av sendere i basisstasjoner ved en utførelsesform for et mobilradiosystem i henhold til oppfinnelsen. Figur 2 anskueliggjør deler av et mobilradiosystem i henhold til oppfinnelsen.

OMTALE AV FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER

Et celleinndelt mobilradiosystem i henhold til oppfinnelsen omfatter mobilstasjoner og basisstasjoner med sendere og mottakere for radiosignaler. Meldingsinformasjon blir overført digitalt til og fra mobilstasjonene ved sending og mottakning av signaler som er digitalt modulert i henhold til meldingsinformasjonen. Radiosignalene blir overført på en av en flerhet av radiokanaler. Signaler kan overføres i tidsmultipleks til og fra flere mobilstasjoner på den samme radiokanal.

Mobilstasjonene beveger seg innenfor og mellom systemets celler. Basisstasjonsenderne er tillagt cellene på en slik måte at der i det minste befinner seg en basisstasjonsender for hver celle, for overføring til cellens mobilstasjoner.

Noe forenklet er der på figur 1 anskueliggjort inndelingen av et område i celler og tildelingen av basisstasjonsendere til cellene i et mobiltelefonssystem i henhold til oppfinnelsen. For enkelthets skyld er på figur 1 alle celler C1

til C24 anskueliggjort som regulære sekskanter med sider L. I praksis vil disse celler sansynligvis ha forskjellige størrelser og former. Avhengig av betjeningsbetingelser vil dessuten cellene ofte overlappe hverandre i grenseområdene derimellom. I en viss utstrekning kan basisstasjonsenderne da avlaste hverandre ved å ta hånd om sending til mobilstasjoner, hvor slik sending utifrå et rent geografisk synspunkt skulle vært utført av basisstasjonene hos tilliggende celle.

For hver av cellene C1-C24 foreligger der en ordinær basisstasjonsender BS1-BS24. For tilstøtende celler er disse sendere på kjent måte samlokalisert i grupper av tre. F.eks. er basisstasjonsenderen BS1 for cellen C1 samlokalisert med basisstasjonsenderen BS3 for cellen C3, og basisstasjonsenderen BS5 for cellen C5. Tilsvarende er basisstasjonsenderen BS14 for cellen C14 samlokalisert med basisstasjonsenderen BS16 for cellen C1 6 og med basisstasjonsenderen BS18 for cellen C18. Disse samlokaliserte ordinære basisstasjonsendere er plassert i grenseområdene mellom cellene som de er tillagt. Feks er de ordinære basisstasjonsendere BS2, BS4 og BS6 samlokalisert i grenseområdet mellom cellene C2, C4 og C6.

Utover de ordinære basisstasjonsendere BS1-BS24 omfatter systemet en flerhet av ekstra basisstasjon-sendere for visse celler. Cellene C6, C7, C10, C11, C13, C14, C19 og C20 har hver sin ekstra basisstasjonsender. For hver av cellene C15, C18 og C22 foreligger der to ekstra basisstasjonsendere. De ekstra basisstasjonsendere XS6, XS7, XS10, XS11, XS13, XS15A, XS15B, XS18A, XS18B, XS19, XS20 og XS20A er samlokalisert i grupper med tre ekstra basisstasjonsendere i hver gruppe på lignende måte som de ordinære basisstasjon-sendere. Feks vil følgelig basisstasjonsenderen XS18B for cellen C15 være samlokalisert med den ekstra basisstasjon-sender XS19 for cellen C19 og den ekstra basisstasjonsender XS18A for cellen C18. På den annen side vil hverken den ekstra basisstasjonsender XS14 for cellen C14 eller den ekstra basisstasjonsender XS22B for cellen C22 være samlokalisert med noen som helst annen basisstasjonsender, men være plassert tilnærmet ved midtpunktet av cellen som de er assosiert med.

En ekstra basisstasjonsender trenger ikke å skille seg teknisk fra en ordinær basisstasjonsender. For en gitt celle kan således en ekstra basisstasjonsender ha teknisk utstyr av samme type som en ordinær basisstasjonsender for den samme celle. I prinsippet kan den altså funksjonere på samme måte ordinære. Dersom der foreligger to like basisstasjonsendere for en gitt celle, kan i visse tilfeller en hvilken som helst av disse bli betraktet som en ordinær eller ekstra.

Den ekstra basisstasjonsender eller -sendere for en gitt celle, overfører radiosignaler som er hovedsakelig de samme som dem som ble utsendt av den ordinære basisstasjonsender hos cellen. Radiosignalene er digitalt modulert med digital meldingsinformasjon til mobilstasjonene i cellen. En mobilstasjon i en celle for hvilken der foreligger en eller flere ekstra basisstasjonsendere, kan derfor motta, i det minste i visse tilfeller, tilsvarende radiosignaler fra mer enn en basisstasjonsender tilnærmet samtidig innenfor det samme frekvensområde (radiokanal). Avhengig av de innbyrdes, relative posisjoner i cellen av mobil- og basisstasjonene, såvel som sendetidene og utbredelsesvanene for radiosignalene fra basisstasjonsenderne til mobilstasjonene, kan tilsvarende radiosignaler fra forskjellige basisstasjonsendere mottas uten, eller med en gitt tidsforskyvning ved mobilstasjonen. Jo større avstand mellom basisstasjonsendere som er tilknyttet cellen, jo større kan generelt tidsforskyvningen være. Når de ordinære basisstasjonsendere og de ekstra basisstasjonsendere er plassert i henhold til figur 1, vil avstanden mellom de to basisstasjonsendere for den samme celle variere mellom L og 2L, dvs mellom siden og diameteren for den regulære sekskant. Dersom man for enkelthets skyld ignorerer refleksjoner og man antar at senderne sender uten innbyrdes tidsforskyvning, vil tidsmottakningsforskyvningen ved mobilstasjonen kunne anta et maksimum på 2L/c, hvor c angir utbredelseshastigheten for radiosignalene. Størrelsen c utgjør tilnærmet 300000 km/s.

På figur 2 er der anskueliggjort deler av et mobilradiosystem i henhold til oppfinnelsen. En mobilradiosentral MSC er forbundet via kabler L-| , L2, Lm, Ln til en flerhet av basisstasjoner, av hvilke to, Bm og Bn er vist på figuren.

Basisstasjonen Bm har en sentralenhet som via kabler Lma og Lmb er forbundet med to sender/mottakerenheter Bma og Bj^ plassert på en avstand fra sentralenheten. Sentralenheten hos basisstasjonen Bm innbefatter en sentrallinje og en styreenhet 1, overføringstidsforskyvningsorganer 2a og 2b, en for hver sender/mottakerenhet, mottakertidsforskyvningsorganer 3a og 3b, en for hver sender/mottakerenhet og linjeenheter 4a og 4b, en for hver sender/mottakerenhet.

Begge sender/mottakerenheter i basisstasjonen Bm er like. Hver slik sender/mottakerenhet omfatter en linje- og styreenhet 5a eller 5b, senderorganer 6a eller 6b, mottakerorganer 7a eller 7b, et sendermottakerfilter 8a eller 8b og en antenne 9a eller 9b.

Basisstasjonen Bn er delvis forskjellig fra stasjonen Bm, først og fremst pga dennes sentrallinje og styreenheten 10 som er plassert i forbindelse med en av sender/mottakeren-hetene Bna. Følgelig vil ingen kabel med tilhørende linjeenheter svarende til Lm, 1^)-,, 4a-5b være nødvendig for sender/mottakerenheten Bna, men bare for de andre sender/- mottakerenheter B^. Dessuten er intet sender- eller mottakertidsforskyvningsorgan innlemmet i noen av sentralen-hetene i Bn, men de tilsvarende organer 2a, 2b, 3a og 3b er henholdsvis innbefattet i sender/mottakerenhetene Bna og n-

Mobilstasjonene MS-] og MS2 er innbyrdes like. Hver mobilstasjon innbefatter lydavfølingsorganer 11, kodeorganer 12, senderorganer 13, sender/mottakerbryter 14, mottakerorganer 15, utjevnere og dekoderorganer 16, lydreproduseringsorganer 17, styreorganer 18 og organer 19 som mater inn eller ut presentasjon av digital informasjon.

Bortsett fra basisstasjonene med to sender/mottakerenheter anordnet på en avstand fra hverandre, og omfattende styrbare sender- og mottakertidsforskyvningsorganer, fungerer mobilradiosystemet ifølge figur 2 i de fleste henseender på en måte som er velkjent i forbindelse med celledelte mobilradiosystemer. Noen fullstendig beskrivelse av hvordan systemet virker i de forskjellige henseender, torde derfor være nødvendig for fagfolk på området, og det torde derfor bare være nødvendig å beskrive hva som er unikt eller usedvanlig i forbindelse med det celledelte mobilradiosystem i henhold til figur 2. En som ikke er bevandret innen dette fagområde vedrørende celledelte mobilradiosystemer, kan henvises til den tekniske litteratur og de ovenfor angitte publikasjoner under overskriften "Teknikkens stilling".

Meldingsinformasjon som mobilradioen utveksler til en mobilstasjon i cellen Cm, feks stasjonen MS-j , blir avsendt fra mobilradiosentralen via kabelen Lm til linje- og styreenheten 1. Fra linje- og styreenheten 1 blir informasjon overført via transmisjonstidsforskyvningsorganene 2A, linjeenheten 4A, kabelen Lma og linje- og styreenheten 5A til overføringsorganene 6A. Overføringsorganene eller senderorganene sender via transmisjonsmottakerfilteret 8A og antennen 9A, nemlig radiosignaler med digital modulasjon i samsvar med meldingsinformasjonen fra mobilradiosentralen.

Meldingsinformasjonen fra mobilradiosentralen blir også overført fra linje- og styreenheten 1 via overføringstids-forskyvningsorganene 2B, linjeenheten 4B, kabelen L mjj og linje- og styreenheten 5B til overføringsorganene 6B i sender/mottakerenheten Bm^. Senderorganene 6B sender via transmisjonsmottakerfilteret 8B og antennen 9B, nemlig radiosignaler med digitalmodulasjon i samsvar med informasjonen fra mobilradiosentralen.

Avhengig av forsinkelsen i sendingen av meldingsinformasjonen til overføringsorganene 6A og den tilsvarende forsinkelse ved overføringen til transmisjonsorganene 6B, kan radiosignalene sendes fra antennen 9A fra sender/mottakerenheten Bma, hovedsakelig uten noen tidforskyvning, eller tidsforskyvning i forhold til transmisjonen av tilsvarende radiosignaler fra antennen 9B hos den annen sender/mottakerenhet Bmb.

Signalene fra antennen 9A i Bma vil ankomme en gitt mobilstasjon i cellen Cm, feks mobilstasjonen MS1, med eller uten tidsforskyvning i relasjon til tilsvarende radiosignaler fra antennen 9B i B^. Den eventuelle tidsforskyvning ved ankomsten ved mobilstasjonen er dels avhengig av eventuell tidsforskyvning ved utsendelse fra antennene og dels av eventuell forskjell i utbredelsestid for radiobølgene fra antennene. Transmisjonstidsforskyvningsorganene 2A og 2B har en variabel forsinkelse og kan styres ved hjelp av linje- og styreenheten 1, slik at de radiosignaler som blir utsendt fra antennen 9A i Bma er tidsforskjøvet mer eller mindre foran eller etter tilsvarende radiosignaler fra antennen 9B 1 Bmb. Ved den foretrukne utførelsesform i henhold til figur 2 vil linje- og styreenheten 1 styre de variable forsinkelser i transmisjonstidsforskyvningsorganene 2A og 2B slik at forskjellene i forsinkelse i kablene Lma og Lmb, såvel som forskjellene i radiosignal-utbredelsestider blir motvirket. Dette kan også uttrykkes som si at linje- og styreenhetene styrer de variable forsinkelser i transmisjonstidsforskyvningsorganene 2A og 2B, slik at tidsforskyvningen for radiobølgene ved adkomsten ved mobilstasjonen blir redusert sammenlignet om organene 2A og 2B hadde den samme fikserte forsinkelse. Man kunne tenke seg at det ideelle tilfelle ville være at linje- og styreenheten styrte forsinkelsene i tidsforskyvningsorganene 2A og 2B slik at de digitalt modulerte radiosignaler som er avsendt fra antennen i Bma, ankom ved antennen i MS-j nøyaktig samtidig og i fase med tilsvarende radiosignaler som ble utsendt fra antennen i Bmb- 1 praksis vil imidlertid dette ikke bli etterstrebet, enn si oppnådd. Refleksjoner finner sted i forbindelse med utbredelsen av radiosignaler mellom antennene, og mobilstasjonen har en adaptiv utjevner. Det er derfor ikke nødvendig for signalene fra de forskjellige sender/mottakerenheter å ankomme nøyaktig samtidig til mobilstasjonen. I motsetning til dette vil der fortrinnsvis bli søkt å oppnå en liten tidsforskyvning for å oppnå diversitet mot Rayleigh fading. En som ikke er fagmann på dette område, og som ønsker å få mere informasjon, kan finne dette i de ovenfor omtalte publikasjoner under overskriften "Teknikkens stilling", feks "Radio Test Performance of a Narrow-band TDMA System-DMS 90".

I prinsippet foreligger der minst to brukbare fremgangsmåter med hensyn til å bestemme hvordan linje- og styreenheten 1 kan styre forsinkelsen i transmisjonstidsforskyvningsorganene 2A og 2B. En fremgangsmåte går ut på å estimere i den fikserte del av mobilradiosystemet, den tidsforskyvning som foreligger mellom mobilstasjonradiosignalene ved en av sender/mottakerenhetene Bma og de tilsvarende radiosignaler ved den annen sender/mottakerenhet B^. Der blir således oppnådd et estimat av forskjellene i utbredelsestid til mobilstasjonen, idet disse forskjeller er avhengig av posisjonen av mobilstasjonen. Gjenværende forskjeller i forsinkelse er relatert til den fikserte del i mobilradiosystemet, feks forskjeller i kabellengder Lma og Lmb, og er uavhengig av mobilstasjonens posisjon. Ved utførelsesformen ifølge figur 2 kan denne fremgangsmåte utøves i praksis, slik at forsinkelsene i mottakningstidsforskyvningsorganene 3A og 3B blir justert slik at den informasjon som blir mottatt fra mobilstas jonen MS-\ ved Bma, ankommer ved linje-og styreenheten 1 samtidig som tilsvarende informasjon mottatt ved B^ fra mobilstas jonen MS-| ankommer ved linje-og styreenheten 1. Forsinkelsene i transmisjonstidsforskyvningsorganene 2A og 2B blir deretter justert i samsvar med de optimale for-sinkelser i mottakelsestidsforskyvnings-organene 3A og 3B.

Den annen fremgangsmåte går ut på i mobilstasjonen å estimere forskjellen i ankomsttid eller tidsforskyvning mellom de digitalt modulerte radiosignaler fra en sender/ mottakerenhet Bma og de tilsvarende digitale mobilradiosig-naler fra den annen sender/mottakerenhet B^. En eller annen form for koding av radiosignalene er påkrevet i denne sammenheng, noe som indikerer fra hvilken sender/mottakerenhet signalene blir utsendt. Ved TDMA systemer er det kjent å utsende spesielle synkroniseringsord. Disse kan utnyttes dersom de er formet eller supplementert slik at to basisstasjonsendere for den samme celle ikke bare har identiske synkroniseringsord. Alternativt kan radiosignaler som er digitalt modulert med spesielle synkroniseringsord utsendes fra basisstasjonsenderne ene og alene for å gjøre det mulig for mobilstasjonen å estimere forskjellene i mottakelses-tider eller tidsforskyvninger. Mobilstasjonen sender informasjon om den estimerte mottakelsestidsforskjell eller tidsforskyvningen via radiosignalene til den fikserte del av systemet, hvor det blir utnyttet for styring av sendertids-forskyvningsorganene 2A og 2B. Linje- og styreenheten 1 vil da via de respektive linjeenheter 5A, 4A og 5B, 4B mottar informasjon om estimert mottakelsestidsforskjell fra mobilstasjonen på samme måte som linje- og styreenheten fremskaffer meldingsinformasjon fra mobilstasjonen.

Det er i og for seg kjent, men neppe foretrukket, å kombinere begge fremgangsmåter for styring av transmisjonstidsforskyvningen i et mobilradiosystem i henhold til figur 2.

Måling av forskjellen i ankomsttid eller tidsforskyvning for tilsvarende radiosignaler kan utføres på en vanlig måte, f.eks. ved hjelp av korrelasjon. I de tilfeller hvor radiosignalene vanligvis omfatter forhåndsbestemte synkroni-seringsmønstre (ord), vil tidsforskjellen mellom disse mønstre (ord) i forskjellige signaler kunne måles under bruk av vanlige fremgangsmåter. En mobilstasjonstyreanordning 18 og/eller en basisstasjon linje- og styreenhet 1,9 eventuelt i kombinasjon med sender/mottakerenhetens linjeenheter 5A og 5B kan da omfatte tidsmåleorganer for estimering av mottakelsestidsforskyvning eller mottakelsestidssammenlign-ingsorganer for sammenligning av ankomsttider.

Etter behov vil en basisstasjon fortrinnsvis utnytte på vanlig måte de samme senderorganer og antenner for sending, nemlig i tidsmultipleks innenfor det samme frekvensområde på den samme radiokanal, og da for utsendelse av radiosignaler som er digitalt modulert med meldingsinformasjon, til forskjellige mobilstasjoner som har tilknytning til den samme celle. Radiosignalene med informasjon til en gitt mobilstasjon blir deretter overført fra forskjellige basisstasjonssendere med en eventuell transmisjonstidsforskyvning som blir spesielt justert med hensyn til denne spesielle mobilstasjons posisjon. Det tilfelle kan oppstå hvor en basisstasjon i mobilradiosystemet trenger å utsende et radiosignal med informasjon som er ment for mottakelse av en flerhet eller alle mobilstasjonene i cellen, f.eks. informasjon med hensyn til identitet for basisstasjon/celle. Slike signaler blir fortrinnsvis sendt ut uten innbyrdes tidsforskyvning fra sender/mottakerenhetene Bmn, Bm og Bna, Bnb h°s basisstasjonene i et mobilradiosystem i henhold til figur 2. Transmisjonstidsforskyvningsorganene blir da styrt til en balansert tilstand hvor informasjonsforsinkelsen fra linje- og styreenheten 1 til antennen i den ene sender/ mottakerenheten Bma er like så stor som informasjonsforsinkelsen fra linje- og styreenheten 1 til antennen i den annen sender/mottakerenhet B^ b- Den tilsvarende situasjon kan være aktuell når en basisstasjon "lytter" i ledige kombinasjoner av tidsluke- og frekvensområdekanal for oppkallinger fra mobilstasjoner av ukjent posisjon i forhold til sender/mottakerenhetene i basisstasjonene. Mottakelses-tidsf orskyvningsorganene 3A og 3B kan da styres til en balansert tilstand hvor forsinkelsen av meldingsinformasjonen fra antennen i den ene sender/mottakerenheten Bna til linje- og styreenheten 9 er like så stor som forsinkelsen av informasjon fra antennen i den annen sender/mottakerenhet Bnb til linje- og styreenheten 9.

Mobilstasjonene MS-j og MS2 har adaptive utjevnere, slik at den digitale modulasjon under et modulasjonstidsintervall i radiosignalene som overføres fra en basisstasjonsender, kan rekonstrueres fra signaler som blir mottatt under mottakelsestidsintervallet. Ved kjente celleinndelte digitale mobilradiosystemer med bare en basisstasjonsender pr.

celle, vil mottakelsestidsintervallet for utjevnerne være dimensjonert i henhold til spredningen på radiokanalen, det vil si forventede tidsforskyvninger mellom tilsvarende signaler fra en eneste basisstasjonsender på grunn av multibaneutbredelse og refleksjoner. På grunn av utjevneren vil ikke bare det radiosignal som har den største amplitude eller ankommer først til mobilstasjonen, bli utnyttet for rekonstruksjon av den digitale modulasjon, men også andre tilsvarende radiosignaler som ankommer med en tidsforskyvning innenfor utstrekningen av utjevnerens mottakelsestids-intervall kan benyttes. Mobilstasjonene i systemet i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter utjevnere som er dimensjonert slik at mottakelsestidsintervallet for mobilstasjonen ved rekonstruksjon av den digitale modulasjon er større enn den tid det tar for signalene å tilbakelegge en distanse som er like stor som den største distanse mellom to basisstasjonsendere som har tilknytning til den samme celle innenfor et begrenset geografisk område. Med basissta-

sjonsenderne plassert i henhold til figur 1, og samtidig som det begrensede område utgjøres av det område som er sammensatt av cellene C1-C24, vil mobilstasjonutjevnerne således bli dimensjonert for et mottakningsintervall for rekonstruksjon som er større enn 2L/c. Dersom man tar i beregning at der kan foreligge dispersjon, og at refleksjoner kan utvide tilbakelegningstiden fra basisstasjonsender til en mobilstasjon mer enn utvidelsen av tilbakelegningstiden fra en annen basisstasjonsender for den samme celle, vil mottakelsestidsintervallet for mobilstasjonene fortrinnsvis være vesentlig større enn den tid det tar for radiosignaler å tilbakelegge en distanse som er like stor som den største distanse mellom to"basisstasjonsendere som har tilknytning til den samme celle innenfor det aktuelle geografiske område.

Ved tidligere kjente mobilradiosystemer er det kjent å ha celler av liten størrelse i byområder eller tett befolkede områder med mange oppkallinger pr. time, og å ha celler med større dimensjon i landområder med få oppkallinger pr. time. Utenfor de begrensede geografiske områder sammensatt av cellene C1-C24 på figur 1 kan der foreligge celler av større dimensjon enn dem for C1-C24. I visse tilfeller kan slike celler ha flere basisstasjoner som overfører den samme informasjon for å råde bot på radioskygger på grunn av fjell. En mobilradio i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan benyttes utenfor det avgrensede område, og i en slik celle, men de fordeler som den foreliggende oppfinnelse kan gi, kan man ikke forvente dersom overfør-ingsdistansen mellom senderne som er tillagt en slik celle, er for stor i forhold til mottakningstidsintervallet.

Ved mobilradiosystemer i henhold til oppfinnelsen vil modulasjonstidsintervallet vedrørende den digitale modulasjon av signalene, kunne være av samme størrelsesorden som den tid det tar for radiosignaler å tilbakelegge en distanse som er nettopp like lang som den største senderdistanse mellom to basisstasjonsendere som betjener den samme celle innenfor et spesielt område. Selv om oppfinnelsen gir større fordeler jo mindre modulasjonstidsintervallet er i relasjon til denne tilbakelegningstid, og selv om oppfinnelsen finner sin største nytte når modulasjonstidsintervallet er mindre enn den nevnte utbredelses- eller tilbakelegningstid, vil oppfinnelsen innebære vesentlige fordeler selv når modulasjonstidsintervallet er noen få ganger større enn den nevnte tilbakelegningstid.

Det er tenkelig å benytte forskjellige sorter digitalmodulasjon i et mobilradiosystem, idet der kan foreligge noe forskjellig forhold mellom informasjonsenderhastighet og modulasjonstidsintervall. Ved digital modulasjon av radiosignalene som innbefatter utsendelse av ett symbol om gangen av en sekvens av ikke-korrelerte symboler, vil modulasjonstidsintervallet være tidsintervallet under hvilket et eneste symbol bestemmer den aktuelle modulasjon. Dersom f.eks. en sekvens av binære symboler individuelt og en om gangen er bestemmende for modulasjonen, vil modulasjonstidsintervallet være den tid under hvilken et symbol er bestemmende for den aktuelle modulasjon. Med andre kan man si at modulasjonstidsintervallet vil være den inverterte verdi av transmisjonshastigheten i biter. Ved digital modulasjon av signalene hvor der benyttes to eller flere om gangen av en sekvens av digitale symboler som er bestemmende for modulasjonen under hele eller delvis overlappede tidsintervaller, kan modulasjonsintervallet utgjøres av tidsintervallet når et foregående, men ikke det nærmest etterfølgende symbol påvirker modulasjonen. Ved f.eks. digital modulasjon i henhold til SE 8102802-9, figurene 1-2, vil et symbol påvirke fasen for en bærebølge under et tidsintervall 3T. Det nærmest foregående symbol påvirker også faseendringen av bærerbølgen under den første del 2T av tidsintervallet 3T. Det nærmeste etterfølgende symbol vil også påvirke endringen av bærebølgens fase under en siste del av 2T av tidsintervallet 3T. I dette tilfelle vil modulasjonstidsintervallet være T, noe som stemmer overens med hva som blir kaløt symboltidsintervallet ifølge SE 8102802-9. Generelt kan det sies at modulasjonstidsintervallet må fortolkes som tidsintervallet mellom to suksessive endringer i den utsendte digitalmodulasjon.

En fremgangsmåte og et celleinndelt digitalt mobilradiosystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse skal ikke være begrenset til de ovenfor omtalte utførelsesformer, men kan seølvsagt modifiseres innen rammen av de vedføyde patentkrav. F.eks. kan det tenkes å samlokalisere i det minste deler av utstyret i en ordinær basisstasjonsender, med deler av utstyr i den ekstra basisstasjonsender for den samme celle, forutsatt at deres antenner er anordnet på avstand fra hverandre. Ved et ekstremt tilfelle kan det tenkes prinsipielt å ha alt utstyr unntatt antennene samlokalisert på ett sted, f.eks. i nærheten av en av antennene, og at antennen mates med radiofrekvenssignaler via kabel fra denne posisjon. Med uttrykket "basisstasjon-sender" skal det derfor forståes minst en senderantenne for radiosignaler og fortrinnsvis mer eller færre av de gjenværende organer som kreves i en basisstasjon. Ved en basisstasjonsender er der fortrinnsvis innlemmet minst organer svarende til 6A og 6B innbefattet i en sender/mottakerenhet Bma eller Bmj-, på figur 2.

Claims

1. Fremgangsmåte ved et celleinndelt mobilradiosystem, idet der utsendes meldingsinformasjon digitalt mellom mobilradiostas joner (MS-| , MS2) og basisstas joner (BS,BX) som har tilknytning til cellene (C1,C2,...), idet radiosignaler med digital modulasjon svarende til meldingsinformasjon blir utsendt og mottatt ved hjelp av sendere og mottakere i mobil- og basisstasjonene, samtidig som den digitale modulasjon av de radiosignaler som utsendes fra basisstasjonene blir rekonstruert i mobilstasjonene fra mottatte radiosignaler ved hjelp av utjevnere, karakterisert ved at det til mobilstasjoner innenfor en av en flerhet av celler innenfor et begrenset område utsendes digitalt modulerte signaler med den samme informasjon fra minst to basisstasjonsendere (9A eller Bma eller na, 9B eller mb eller Bnfc) ved en gitt senderavstand fra hverandre, idet disse digitalt modulerte radiosignaler blir oversendt i det minste delvis samtidig med og innenfor det samme frekvensområde fra de to basisstasjonsenderne, ved at ved utsendelse av meldingsinformasjon blir den digitale modulasjon av radiosignalene endret med modulasjonstidsintervaller, idet modulasjonstidsintervallene ikke er større enn noen få ganger den tid det tar for radiosignalene å tilbakelegge en distanse som er like lang som den største senderavstand (2L) mellom to basisstasjonsendere (9A,9B) som har tilknytning til den samme celle i området, og at det for rekonstruksjon av den digitale modulasjon utnyttes i mobilstasjon de radiosignaler som blir mottatt under et mottakningstidsintervall, idet mottakningstidsintervallet idet minste er like langt som den tid det tar for signaler å tilbakelegge en avstand som er like lang som den største senderdistanse (2L) mellom to basisstasjonsendere (9A,9B) som har tilknytning til den samme celle i området.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de digitalte modulerte radiosignaler med den samme meldingsinformasjon blir utsendt fra forskjellige basisstasjonsendere (ma, mb) til en gitt mobil stasjon (MS-| , MS2) med innbyrdes variabel transmisjonstidforskyvning, og at sendetidsforskyvningen blir valgt slik at den motvirker forskjellene i tilbakelagt tid for signalene fra forskjellige basisstasjonsendere (9A,9B) til mobilstas jonen (MS-| , MS2K

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at mottakelsestidsforskyvningen mellom de digitalte modulerte radiosignaler med den samme meldingsinformasjon fra de forskjellige basisstasjon-sendere blir estimert ved mobilstas jonen (MS-j , MS2), at informasjonen vedrørende den estimerte mottakelsestidsforskyvning blir utsendt fra mobilstasjonen til minst en basisstasjon (Bm) og at den estimerte mottakelses- eller ankomsttidsforskyvning blir utnyttet for valg av sentidsfor-skyvningen for i det minste en basisstasjon-sender (Bma, Bmb> •

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved estimering av mottakelses-tidsf orskyyningen mellom mottakning ved forskjellige basisstasjonmottakere (7A,7B) av tilsvarende radiosignaler med den samme meldingsinformasjon fra mobilstasjonen, og ved utnyttelse av den estimerte mottakelsestidsforskyvningen for valg av sendetidsforskyvningen for tilsvarende basisstasjon-sendere (Bna,nb).

5. Celleinndelt mobilradiosystem, omfattende mobilstasjoner (MS-] , MS2) som kan bevege seg innenfor og mellom celler (Cl, C2,...) og basisstas joner (BS-j , BS2, • • • ) som er tilegnet cellene for digitaloverføring av meldingsinformasjon, idet de mobile stasjoner og basisstasjonene innbefatter sendere (6A,13) og mottakere (7A,15) for radiosignaler med digital modulasjon svarende til meldingsinformasjon, samtidig som senderne endrer den digitale modulasjon med modulasjonstidsintervaller ved overføringen av meldingsinformasjonen, og samtidig som mottakerne omfatter utjevnere (16) for på grunnlag av mottatte radiosignaler å rekonstruere den digitale modulasjon i utsendte radiosignaler, karakterisert ved at minst to basisstasjon-sendere er tilordnet hver av minst noen celler (Cm, Cn) innenfor et begrenset geografisk område, idet minst to basisstasjonsendere er plassert i en gitt senderavstand (L,2L,...) fra hverandre og utsender i det minste delvis samtidig digitalt modulerte radiosignaler innenfor det samme frekvensområdet med den samme meldingsinformasjon til mobilstasjoner innenfor cellen, samtidig som de minst to basisstasjonsendere har modulasjonstidsintervaller som ikke er større enn noen få ganger den tid det tar for signaler å tilbakelegge en avstand som er så lang som den største senderavstand (2L) mellom to basisstasjonsendere som har tilknytning til den samme celle i området, og at utjevnerne i mottakerne for mobilstasjonene er anordnet for å rekonstruere den digitale modulasjon fra de radiosignaler som blir mottatt under et tidsintervall som er minst like så langt som den tid det tar for radiosignaler å tilbakelegge en avstand som er så stor som den største senderavstand mellom to basisstasjonsendere som har tilknytning til den samme celle i området.

6. Radiosystem som angitt i krav 5, karakterisert ved tidsmåleorganer (18) for estimering av innbyrdes mottakelsestidsforskyvning i en mobilstasjon (MS-| ) mellom, på den ene side, digitalt modulerte radiosignaler som er utsendt til mobilstasjonen via en basisstasjonsender (Bma) for celle (Cm), hvor mobilstasjonen befinner, og, på den annen side, tilsvarende digitalt modulerte radiosignaler utsendt til mobilstasjonen (MS-| ) via en annen basisstas jonsender (Bmb) for cellen (Cm), og ved sendetidsforskyvningsorganer (2A,2B) for innbyrdes tidsforskyvning av sendetidsintervallene for basisstasjonsenderne (Bma, B^) for den samme celle (Cm) slik at de utsender tilsvarende digitalt modulerte radiosignaler til mobilstasjonen med større eller mindre innbyrdes sendetidsforskyvning som reaksjon på estimert mottakelses-tidsf orskyvning .

7. Radiosystem som angitt i krav 6, karakterisert ved at tidsmåleorganene innbefatter ankomsttidssammenligningsorgan (18), i det minste i visse mobilstasjoner, for sammenligning av ankomst tidspunktene for tilsvarende digitalt modulerte radiosignaler utsendt fra forskjellige basisstasjonsendere (9A,9B) for den samme celle.

8. Radiosystem som angitt i krav 6, karakterisert ved at tidsmåleorganene omfatter ankomsttids-sammenligningsorganer (1,9) i den stasjonære del av mobilradiosystemet, for sammenligning av ankomsttidspunktene for de digitalt modulerte radiosignaler utsendt fra en mobilstasjon (MS2) i en celle (Cn) og mottatt ved forskjellige basestasjonsender/mottaker enheter (Bna, Bnb) som har tilknytning med cellen.