SE511536C2 - Förfarande och arrangemang för att konvertera ett mobilt telekommunikationssystem - Google Patents

Description

UI 10 20 u.) Ut 40 511 sze 2 Basstationema är mestadels rundstrålande platser som är riktade åt alla håll (cirkulära celler) eller platser som är uppdelade i tre sektorer (3 x 120° celler). Vid tidpunkten för konstruktion ansågs det vara tillräckligt med denna cellstruktur. An- tennema som användes är rundstrålande eller antenner som är uppdelade i sektorer på 60° med låg antennförstärkning som kräver sändare för RF (radiofrekvenser) med hög effekt i både basstationen och i mobilenheten.

Beroende på metoderna som användes för att konstruera de tidiga systemen byggdes många begränsningar in i specifikationsplanen. Dessa begränsningar visar sig idag när nätet når sina kapacitets gränser.

Ett tidigare känt sätt att öka kapaciteten hos det existerande analoga systemet är att minska cellstorleken och öka celltätheten. Detta forfarande har tekniska och ekonomiska gränser. När gränserna är nådda är inte någon ytterligare kapacitetsförbättring möjlig.

För att öka kapaciteten i det mobila telefonnätet infördes den digitala tek- nologin på 80-talet. Den digitala teknologin ger en märkbar ökning av kapaciteten.

Operatörer av analoga system ser idag den digitala teknologin som ett medel att övervinna kapacitetsproblemen.

När ett analogt mobilt mobiltelefonsystem överförs till ett digitalt mobilt mobiltelefonsystem finns det många olösta problem. Ett av de använda för- farandena är att bygga ett nytt digitalt system parallellt med det existerande analoga systemet och att dra till sig nya abonnenter till det nya systemet. Detta forfarande betyder att operatören måste få ett nytt frekvensspektrum för det nya systemet vilket är svårt och mycket dyrbart. Dessutom måste operatören driva två parallella system vilket kommer att bli mycket dyrbart och ineffektivt.

Det andra förfarandet som används idag används Lex. när analoga AMPS (amerikanska mobiltelefonsystemet (American Mobile Phone System)) system ersätts med digitala AMPS- (DAlVIPS) system. Med detta förfarande läggs ett parallellt digitalt system till det existerande analoga systemet vilket använder samma infrastruktur vad gäller basplatser och MSO. Det digitala systemet sätts sedan i drift inom samma frekvensspektrum som det analoga systemet. Detta skapar två problem för operatören.

De analoga abonnentstationerna kommer inte att fungera i det digitala systemet vilket är oacceptabelt för abonnentema. Problemet löses genom att hålla delar av systemet i drift som ett analogt system som använder en del av frekvensspektrumet som från början var tilldelat för analog användning.

Eftersom orsaken för överflyttning till ett digitalt system var blockering och brist på kapacitet i det analoga systemet kommer det mesta av det tillgängliga frekvensbandet att användas för analog användning och bara lärrma en mindre del av det tillgängliga fiekvensspektrumet för kapacitetsökande digital teknologi.

Slutresultatet kommer att bli mycket liten ökning av kapaciteten med en stor 10 15 20 25 30 40 . 511 556 J kostnad. Det allmänna problemet med överflyttning från analoga system till digitala system är det faktum att när frekvensspektrumet används helt för analog användning är det mycket lite att vinna på digitalisering av nätet om inte en stor del av abonnenterna av analoga system tvingas att byta till digitala terminaler.

Det finns därför ett behov av ett förfarande som löser problemet med överflyttningen från ett analogt system till ett digitalt system.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning löser de ovannämnda problemen genom att erbjuda ett förfarande för att konvertera ett mobilt telekommunikationssystem av en första typ till ett mobilt telekommunikationssystem av en andra typ och som innefattar mobilväxelstationer, basstationer och mobila enheter.

Förfarandet består av stegen att öka trafikhanteringskapaciteten av den första typen av system, att införa generisk basstationsutrustning som har förmåga att stödja båda typerna av system och att skifia utnyttjandet av radioresurser såsom önskas eller är nödvändigt från den första typen av system till den andra typen av system genom att omkonfigurera den generiska basstationsutrustningen.

F örfarandet enligt uppfinningen innefattar företrädesvis införandet av basplatser med flera celler som innefattar fasstyrda gruppantenner som har fasta eller re glerbara multilobegenskaper. Lämpligen innefattar steget omkonfigurering av den generiska basstationen omprogrammering av basstationens mjukvara.

Föreliggande uppfinning avser också ett arrangemang för att konvertera ett mobilt telekommunikationssystem av en första typ till ett mobilt telekommonikationssystem av en andra typ.

Uppfinningen och vidareutvecklingar av uppfinningen framställs i detalj i de medföljande patentkraven.

KORTFATTAD F IGURBESKRIVNING Föreliggande uppfinning beskrivs mer i detalj nedan med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka: Fig. 1A, lB och lC är en höjdvy, en sidovy resp. en vy uppifrån av en sektion av en fasstyrd gruppantenn enligt uppfinningen; Fig. 2A till 2D är olika antennlobsdiagram; F ig. 3 är ett blockdiagram för systemet; och fig. 4 är ett blockdiagram för en generisk radio.

DETALJERAD BESKRIVNING Av PÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORNIER AV UPPFINNINGEN Uppfinnin gen avser alltså ett förfarande och ett arrangemang som använder ny teknologi vilken gör det möjligt att öka kapaciteten i det analoga nätet till en 10 b) UI 511 536 4 sådan nivå att det är ekonomiskt genomförbart att överflytta systemet till ett digitalt system. Den högre kapaciteten i det digitala systemet kan därför användas till sin fulla kapacitet utan att riskera fimktionaliteten för abonnentema av det analoga systemet. Det ska anses självklart att föreliggande uppfinning är lika användbar i det fallet där det är önskvärt att gör en överflyttning från ett första digitalt till ett andra digitalt system (eller, mindre troligt, till ett andra, analogt system) med olika standarder. För att göra det enkelt, och i den föredragna utföringsforrnen enligt uppfinningen, är det första systemet analogt och det andra digitalt, medan uppfinningen inte begränsas i detta hänseende. Även termen "frekvenskanal" eller "kanal" ska förstås som kanal i den vidaste betydelse av ordet, t.ex. innefattande TDMA- och CDMA-kanaler.

Uppfinningen baseras på en kombination av fyra tekniska principer som var och en medverkar i ett väsentligt steg i en "seamless" överflyttning från ett analogt system till ett digitalt system.

-Den första principen är att använda ett bättre utnyttjande av det tillgängliga frekvensspektrumet genom installation av en fasstyrd gnippantenn. Den fasstyrda gruppantennen kommer att möjliggöra utnyttjandet av multipla lober (från 8 till 100 eller fler per plats). Varje lob kan betraktas som en cell, vilket kommer att göra det möjligt att på ett mer effektivt sätt återanvända de tillgängliga frekvenskanalerna. Kapaciteten kan ökas ytterligare om den högre antennförstärkningen i den fasstyrda gruppantennen utnyttjas för att medge en minskning av utsänd RF-effekt från både de mobila terminalerna och basstationen med en faktor på 2-40 beroende på antennförstärkning och sektorisering av systemet.

-Den andra principen är att göra frekvenskanaltilldelningen adaptiv. Termen "adaptiv" så som den används här betyder att basstationen mäter signalstyrkan, kvalitet och interferensen med andra sändare med samma frekvens i varje tillgänglig kanal och skapar en dynamisk uppsättning med alla kanaler ordnade på ett kvalitativt sätt. När basstationen öppnar en trafikkanal från en av loberna till en mobil terminal väljs den bästa kanalen från kanaluppsättningen. Detta förfarande eliminerar komplicerad och ineffektiv frekvensplanering där fasta kanaler tilldelas varje lob (cell). I en del system kan en blandning av fasta och adaptiva kanaler användas.

-Den tredje principen är ett sätt att ta tillvara kapacitetsökningen som ges genom multilobfunktionen i förhållande till begränsningarna i kapacitet och processtid som finns i de flesta växelsystemen för mobiltelefoni. En separat styrfunktion finns inbyggd i basstationen, vilken har kapacitet att snabbt (i millisekunder istället för sekunder) initiera och genomföra hand-off av ett samtal vid övergång från en lob till en annan utan avbrott eller kvalitetsförsämring av 10 20 25 40 5 511 536 samtalet. Detta förfarande kommer att eliminera problemen med kapacitet och processtid i den mobila växeln.

Denna funktion är också lämplig om styrbara lober används. I fallet med styrbara lober utförs lobstymingen i basstationsstyrenheten.

Den fjärde principen är användningen av "generiska" basstationssändare och -mottagare för överflyttningen fiån ett analogt system till ett digitalt system istället för den dedicerade utrustningen som används i dag. En generisk sändare eller mottagare är en enhet med tillräcklig bandbredd och ftinlrtionsförrnåga för både analogt och digitalt luftgränssnitt. Sändarna och mottagarna är programmerbara med avseende på fimktionen medelst mjukvara för att klara att utföra trafik med analoga eller digitala specifikationer. Den generiska funktionen möjliggör en seamless överflyttning från ett analogt system till ett digitalt system genom om- programmering eller förändring av parametrar hos utrustningen fiån analog till digital funktion allteftersom frekvensspektrum blir tillgängligt i den analoga delen av spektrumet. Omprogrammeringen kan tjärrstyras t.ex. via växelstationen.

Såsom nämnts ovan kan uppfmn-ingen också användas för överflyttning mellan digitala system med olika standarder.

Det som följer är en kortfattad beskrivning av hur det föreslagna över- flyttningsförfarandet kan realiseras på fältet. Överflyttningen genomförs som fyra olika projekt benämnda A, B, C och D.

De fyra projekten hänger ihop med varandra på ett sådant sätt att överflyttningen kan genomföras på ett jämnt och "seamless" sätt.

ANALYS AV PROJEKTEN: Projekt A: Proiekt A består av föliande aktiviteter: 1. Studie av basplatsdata som lärnnats av projekt C och val av nya platser eller existerande platser för uppgradering. 2. Installation av nya fasstyrda gruppantenner på de valda platserna. 3. Modifiering av existerande radiobasutrustning (RBE, Radio Base Equipment) för att möjliggöra styrning av multilober och uteffekt.

Installation av kompressionsförstärkarenheter i gamla RBE där denna funktion inte är genomförd. 4. Installation av nya radiobasstyrenheter. 5. Ny cellplanering och frekvensplanering.

Görs av personal för projekt C. 511 536 10 20 30 40 PROJEKT A. UTRUSTNING: Projekt A. Master och tom: Punkt 1. Antenner Antenner: Ett typiskt antennsystem konstrueras av sektioner på 2 5 x 2.5 m, där varje sektion har 8 ingångar/utgångar for RF-multilober. Antenner med olika storlekar kan konstrueras genom användning av 1, 2, 3 eller upp till 48 sektioner vilka ska kombineras till en gruppantenn.

Varje plats kommer att installeras med en kombination av antennelement som motsvarar den kapacitet som krävs på platsen.

Existerande master/tom undersöks för att inhämta konstruktionsdata och lokalisera tillgängligt utrymme för de nya antennema. De inhämtade dataupp gifterna används for att planera antenninstallationen på varje plats.

Projekt A. Modifiering av radiobasutrustníng: RBE modifieras med två olika utbyggnader: l. Installation av kombinerare for multilober. 2. En tjärrstyrd dämpsats for effektstyming läggs till på sändarforstärkaren for uteffekten. _ En ny radiobasstyrenhet installeras for styrning av de nya fasstyrda b) gruppantennerna och styrning av uteffekten. 4. Ny cellplanering kommer att genomföras som en del av projekt C.

PROJEKT B: Projekt B består av följande aktiviteter: l. Utbyte av gamla existerande bilmonterade högeffektsenheter mot nya bilmonterade portabla enheter på 0,1 W. Utbytet föreslås vara baserat på frivilligt utbyte som subventioneras av operatören for att snabba på utbytesprocessen. 2. Försäljning av nya handhållna analoga telefoner på 0,1 W till nya abonnenter, om nödvändigt, innan det digitala systemet kan sättas i drift.

De analoga telefonema med låg effekt kan existera samtidigt med de digitala telefonerna när det digitala systemet har realiserats i sin helhet. 10 15 20 k) LA b) V1 40 7 511 536 PROJEKT B. UTRUSTNING Projekt B. Utbyte av mobila enheter De mobila enheterna med hög effekt som används i systemet ska bytas ut 5 under en period på 1,5-2 år. Utbytesenhetema skall vara handhâllna analoga enheter med bilmontageutrustning som tillval.

PROJEKT C Projekt C består av föliande aktiviteter: WPWNI* Inhämtande av data om system och basplatser från systemdatabasen.

Inställning av systemparametrar.

Cellplanering.

Deñnition av nya basplatser.

Initiering av upphandling av ny utrustning.

Nätplaneringen blir en kontinuerlig process som förlöper genom hela pro- jektet och den forsta fasen består_ av en fullständig översyn av nätet. Översynen av nätet kommer att ge de nödvändiga ingångsparametrarna såväl för planering av fysisk plats som för planering av nätet med målsättningen att optimera system- parametrar, inklusive den extra kapaciteten och kvaliteten som införs med de nya antennema.

Projekt C kommer att fortsätta under hela processen innefattande projekt A, B och D för en kontinuerlig uppgradering av systemets prestanda.

PROJEKT D: Projekt C består av följande aktiviteter: 1.

Installation av nya analoga/digitala basstationer på existerande platser och på utvalda nya platser.

Omprogrammering av radiobasstyrenheter till analog/ di gital drift.

. Försäljning av digitala handhâllna mobila enheter för det nya nätet med hög kapacitet.

. Flyttning av l eller 2 MHz av det existerande frekvensbandet till digital drift och förberedelse för förändring av mer av systemets frekvensband till digital drift under överflyttningsperioden.

. Omplanering av nätet för analog/digital drifi och överflyttning till ett helt digitalt system.

. Marknadsföringsaktiviteter för att locka nya kunder till det nya digitala systemet med hög kapacitet. 511 536 8 LJ! 10 15 20 25 40 PROJEKT D. UTRUSTNING: Projekt D. Ny digital radiobasutrustning Installation av ny radiobasutrustning, vanlig utrustning för basplatser och omprogrammering av styrutrustningama för basstationerna.

Nedan följ er en mer detaljerad beskrivning av de fyra principerna som gör den skanffria (searnless) överflyttningen från analog till digital teknologi möjlig. l. Den första principen beskriver hur kapaciteten ökas i det analoga systemet med de existerande cellplatserna. I fig. l visas en sektion av en fasstyrd grupp- antenn som ska installeras enligt den föreliggande uppfinningen.

Radiotornet eller -masten (ej visad) kompletteras med en fasstyrd grupp- antenn som installeras tillsammans med de existerande antennerna för att möjlig- göra kontinuerlig drift av det analoga systemet under installationen av ny hårdvara.

Den fasstyrda gruppantennen består av åtminstone en sektion, såsom visas i fig. 1. Den är uppbyggd på en aluminiumram l där 32 dipolantennelement 2 är anordnade i åtta vertikala rader, varvid varje rad innehåller fyra dipoler 2. På var- dera sidan av raderna är aluminiumstavar 3 placerade. Aluminiumstavarna 3 fungerar som reflektorer.

Varje dipolrad matas parallellt från lobtbrinningsenheten. Lobformnings- enheten är i sin enklaste form en Butler-matris eller liknande fasförskjutningsut- rustning. Lobformningsenheten förskjuter fasen hos varje enskild insignal till antenningångarna. De fasforskjutna signalerna kommer när de är tillförda alla åtta ingångama att stråla i ett sammansatt mönster vid en vinkel från antennplanet med en variabel fördelningsbredd hos huvudeffekten på ungefär l5°. Varje gruppantenn eller -sektion med åtta dipolrader (ingångar) kan bilda åtta oberoende lober. Följ- aktligen erhåller man vid användning av en 8 sektioners antenn, 8 x 8 = 64 indi- viduellt styrbara lober.

I figurema 2A, B, C och D visas olika antennlobdiagram, vilka kan erhållas med användning av fasstyrda riktantennsystem. I fig. 2A används sex sektioner för att generera 48 lober eller sektorer. I fig. 2B används tre sektioner för att generera 24 lober. I fig. 2C används tre sektioner för att generera 12 lober. I fig. 2D används fyra eller åtta sektioner för att generera 8 lober.

Den beskrivna antennen har följande specifikationer: Horisontal lobbredd 15° Vertikal lobbredd l4° Antennförstärkning Antennförstärkning 22 dB För mottagna signaler tillämpas samma fasförskjutningsteknik för att rikta mottagarloben.

Ut 10 15 20 25 9 511 sas Fasförskjutningsprincipen kan också användas på ett styrt sätt där lobform- ningsenheten övervakas kontinuerligt och styrs från basstationsstyrenheten på ett sådant sätt att loberna kan flyttas kontinuerligt och inriktas i olika riktningar.

Styrda lober är särskilt användbara med snabba mobiltelefonanvändare där loben kan dediceras för att följa mobiltelefonen medan den förflyttar sig. Lobstyrenheten kommer att kunna använda insigrialer och data från basstationsstyrenheten (såsom maximal signalriktning, signalstyrkan hos dopplerhastighetssignalen) för optimal lobriktning for både sändning och mottagning. Lobstyrenheten kan också rikta lober och sändarresurser mot interferenskällor (mobiltelefoner med hög effekt) i form av upphävande l80° fasförskjuten sändning.

Följaktligen kommer styrbara lober att ytterligare öka systemets flexibilitet och möjliggöra ytterligare utvidgning av möjligheten till återanvändning av frek- venser.

Användningen av ett höggradigt riktat antennsystem med stor förstärkning kommer att göra det möjligt att använda lågeffektsändare i både upp- och nerlänk (O,1W upplänk och IW nerlänk) vilket tillsammans med ett minimum av 48 dB snabb adaptiv effektregleringsñlnktion både i upplänk och nerlänk kommer att märkbart förbättra länkbudgeten och effektbalansen i systemet. Detta är en viktig egenskap vilken kommer att hålla samkanalsinterferensen under kontroll och öka möjligheten till återanvändning av kanalfrekvenser.

I fig. 3 visas ett blockdiagram över systemet. Basstationen enligt före- liggande uppfinning innefattar konventionella duplexfilter, mottagar- och sändarutrustning samt nya lågbrusförstärkare (LNA), en ny kombinerare som innefattar multikanal- och enkelkanaleffektförstärkare (MCPA, SCPA) och en ny basstationsstyrenhet (BSC).

Den fasstyrda gruppantennen, principen med den svepande loben, låg- brusförstärkarna, kombinerarna och principen med basstationsstyrenheten be- skrives mer i detalj och patentsöks separat i de ovan nämnda patentansökningama.

Nya kombinerare installeras tillsammans med en lobforrnningsenhet och en ny basstationsstyrenhet. Kombinerarna kommer att samordna existerande radio- utrustning med det nya antennsystemet. Mellan gruppantennen och kombinerama kommer en lobfommingsenhet att installeras för fasstyrning och lobbildning.

Kombineraren, basstationsstyrenheten och lobformningsenheten beskrivs och ansöks i separata patentansökningar såsom nämnts ovan.

De existerande radiomottagarna och -sändama kan återanvändas i det nya systemet. Det är emellertid nödvändigt att införa en reglerbar effektdämpnings- funktion på sändarutgången för att reducera uteffekten för att anpassa den till de nya fasstyrda gruppantennerna. Utefïekten styrs från basstationsstyrenheten och justeras för att en konstant effektnivå ska uppnås i systemet som helhet. Effektstyr- 511 Un 10 20 30 536 10 ningsegenskapema kommer ytterligare att öka systemets kapacitet genom redu- cering av interferens mellan celler.

För att helt utnyttja kapacitetsökningen som införts genom effektstyrningen kan det vara nödvändigt att ta bort mycket gamla bilterminaler med hög effekt från systemet. Som ett exempel kan nämnas att i det gamla NMT 450-systemet an- vändes i början terminaler med l5W och några av dessa är fortfarande i drift.

Det första överflyttningssteget kommer att införa ett analogt system med en märkbar ökning av kapaciteten vilken tillåter användning av frekvensspektrum for ett överliggande digitalt system. 2. Den andra principen är fianktionen med adaptiv frekvenskanaltilldelning vilken eliminerar ineffektiv och komplicerad frekvensplanering.

En avsökningsmottagare är installerad vid varje basstation och styrs av bas- stationsstyrenheten. Avsökningsmottagaren kombineras med lobstymingsenheten och en avsökningslob skapas, vilken kontinuerligt kommer att avsöka alla frek- venskanalema som är tilldelade den specifika basstationen. Under avsökningen mäts samkanalsinterferensen, signalstyrkan, signalkvaliteten och lobriktningen och resultatet lagras i kanalminnet hos basstationsstyrenheten. Varje kanal har getts en klassificering som klassificerar lämpligheten för denna kanal att användas som en trafikkanal i en specifik riktning. Kanalregistret uppdateras kontinuerligt för varje avsökning som avsökningssystemet genomför.

När en traffikkanalförbindelse ska kopplas upp mellan basstationen och en mobil abonnentenhet kommer basstationen att från kanalregistret välja det bästa kanalparet med hänsyn till de ovanstående parametrarna för förbindelsen.

Om en mobil terminal kommunicerar på en kanal med en minskande signal- kvalitet kommer basstationsstyrenheten omedelbart att ge order till den mobila terrninalen att ändra till en bra kanal.

Detta förfarande kommer att öka antalet tillgängliga kanaler vid ett givet tillfälle eftersom loben (cellen) som ska exekvera trafiken med abonnenten har tillgång till alla kanaler som är tilldelade basstationen.

I en del system kräver principerna för si gnalering mellan basstationen och mobilväxeln fasta kanaler som är tilldelade varje cell. Detta förfarande fungerar bra i rundstrålande celler eller tresektionsceller där ett stort antal kanaler är tilldelade för varje sektor/cell. I en basstation med många lober/celler skulle en fast till- delning av kanaler till varje lob skapa en låg trunkingeffektivitet, vilket skulle begränsa basstationens kapacitet. Detta problem löses genom tilldelning av 25% av de tillgängliga kanalerna till de olika loberna (cellerna) och de återstående 75% samlas i en kanalpool som styrs av basstationsstyrenheten. 3. Den tredje principen är ett förfarande för att undvika problemet med kapacitet och processtid i gamla mobilväxelsystem. 10 20 H 511 536 Växlarna som används i mobila cellulära telefonsystem är ofta standard- växlar vilka har getts nya funktioner i hårdvara och programvara för att arbeta som huvudstyrenheter i ett mobiltelefonsystem. Växlarna är emellertid inte konstru- erade för att utföra den stora mängden av Signalbehandling som krävs i ett mobil- telefonsystem. Därför tar si gnalbehandlingen vid hand-off mycket lång tid vilket inte är acceptabelt i en multilobcell där hand-off måste ske snabbt. I existerande system används ofta växlarna vid en hög nivå av deras kapacitet och det skulle skapa kapacitetsproblem om intem hand-off mellan lobema på basplatsen skulle behöva hanteras av växeln. Problemet skulle kunna förvärras ytterligare av det faktum att signaleringsprotokollet som används i systemspecifikationen gör processen ytterligare långsamrnare.

Sättet att undvika problemet med växeln och samtidigt använda växeln i systemet (eftersom växeln är en stor investering) är att låta basstationsstyrenheten göra all intern växling och hand-off på basplatsen. För att göra detta måste bas- stationsstyrenheten försöka emulera en typ av basstation med vilken växeln är programmerad att kommunicera. Den nya basstationsstyrenheten kommer att fungera som ett fiktivt gränssnitt för växeln, vilket betyder att basstationens styr- enhet kommer att emulera svarssignalen som växeln behöver för sina kommandon och processer. Basstationsstyrenheten kommer att hantera alla tillgängliga radio- kanaler och själv genomföra hand-off mellan de olika lobema när så behövs.

Växeln kommer inte att informeras om en intem hand-off och processorn hos basstationsstyrenheten kommer att hålla reda på kanalen som tilldelats av växeln och den aktuella trafikkanalen som äri användning för tillfället. I fall det före- kommer en begäran från växeln angående den aktiva kanalen kommer basstations- styrenheten att rapportera om den kanal som växeln förväntas att höra om.

Om det finns ett behov att göra en hand-off till en närbelägen radiobasstation överförs denna begäran till växeln på vanligt sätt och en vanlig hand-off genomförs mellan basstationema via växeln.

På det sättet är det möjligt att öka kapaciteten med fler kanaler på varje basplats utan att behöva byta växeln eller göra komplicerade och dyrbara för- ändringar i växelsystemet. 4. Den fjärde principen är användning av generisk radiobasstationsutrustning och den slutliga skarvfria (seamless) överflyttningen till ett digitalt system. Den generiska basstationen möjliggör trafik med dubbelt arbetssätt från basstationen till abonnenten. Abonnenten kan därför använda sin gamla analoga eller nya digitala handtelefon med samma basstation.

Radiosändarna och -mottagarna som används för di gitaliseringen är upp- byggda på ett generiskt sätt, vilket betyder att deras funktion kan vara både analog och digital inom olika systemspecifikationer. 511 536 U\ 10 15 25 12 Fig. 4 visar ett blockdiagrarn över den generiska radioutrustningen enligt föreliggande uppfinning. På mottagarsidan innefattar radioutrustningen en låg- brusförstärkare (low noise amplifier) LNA, bandpassfilter 1-4, blandare och en A/D-omvandlare, en demoduleringsanordning och en digital signalprocessor.

Mottagarsidan är via lokaloscillatorer LO l och LO 2 och en synkroniserings- referensanordning ansluten till en styrövervakningsenhet. På sändarsidan innefattar radioutrustningen multikanal- och enkelkanal effektförstärkare MCPA och SCPA och en kombinerare TXC, bandpassñlter 5, 6, 7 och blandare samt en D/A-om- vandlare och en digital signalprocessor. Sändarsidan är via lokaloscillatorerna och synkroniseringsreferensanordningen anslutna till styrövervakningsenheten, vilken i sin tur styrs av basstationsstyrenheten (BSC l).

Radioanläggningama är konstruerade med RF-förstärkare (LNA, MCPA, SCPA) och ingångsförstärkareßfilter (bandpass 1-7 ) som har tillräcklig bandbredd för att klara de olika kanalbandbredderna som används i de olika system- standardema. Signalbehandlingen är internt digital med en bandbredd som är till- räcklig för att täcka det nödvändiga frekvensbandet. Modulering och demodulering utförs i de digitala signalprocessorema som har tillräcklig kapacitet för de flesta modulerings-fdemoduleringsprincipema som idag används i mobila standarder.

Analoga signaler digitaliseras i A/D-omvandlaren före signalbehandlingen och D/A-omvandlas till analoga signaler i telefonledningsgränssnittet och basstations- sändaren.

Radioprincipema kan vara både bredband och enkanalsteknologi. I bred- bandslösningen har radioingångsstegen/radioutgångsste gen tillräcklig bandbredd för samtidig behandling av många kanaler.

Bredbandslösningen är lämplig i stora system där många kanaler är i drift.

Fördelen är en låg hårdvarukostnad per talkanal men till ett högre pris per hård- varuenhet.

Enkanalslösningen är mer lämplig i system där endast ett litet antal kanaler används eller tilläggs. Enkanalslösningen är mer kostsam per talkanal men kost- naden per hårdvaruenhet är lägre.

De generiska radiosändarna är särskilt lämpliga för användning i system som använder den ovan beskrivna fasstyrda gmppantennenen med hög antennförstärk- ning eftersom den utsända effektnivån är reducerad från approximativt SOW till mindre än lW per kanal. Detta kommer märkbart att reducera kostnaderna för den generiska radioanläggningen.

Funktionen hos sändaren/mottagaren implementeras företrädesvis i program- varan som styr signalprocessorema och är därför inte härdvaruvaruberoende.

Den generiska radioutrustningen möjliggör en seamless övergång till ett digitalt system genom den programvarustyrcla funktionen vilken möjliggör en kon- 10 P 511 536 tinuerli g omkonfigurering när mer frekvensspektrum blir tillgängligt för digital drift.

Det är naturligtvis möjligt att realisera sändarens/mottagarens funktion även i hårdvara. Ändringen av den generiska basstationen från en typ av systemstandard till en annan skulle alltså kräva en förändring av hårdvaran, vilket i allmänhet är mindre tilltalande, men utesluts inte från omfattningen av föreliggande uppfinning.

Emellertid föredras programvarualtemativet eftersom programvaran kan styras på avstånd t.ex. från mobilväxelstationen eller i ett ännu högre skikt.

Föreliggande uppfinning erbjuder följaktligen ett allmänt applicerbart för- farande och ett arrangemang för att konvertera ett mobilt telekommunikations- system från en första typ till en andra typ, Lex. från ett analogt mobiltelefonsystem till ett digitalt mobiltelefonsystem. Även om uppfinningen har beskrivits med en viss grad av utförlighet, är olika förändringar och modifieringar av uppfinningen uppenbara för personer som är kunniga inom facket och är avsedda att hamna inom omfattningen av de medföljande patentkraven.

Claims (18)

10 20 25 30 511 536 14 PATENTKRAV

1. Förfarande för att konvertera ett mobilt telekommunikationssystem av en första typ till ett mobilt telekommunikationssystem av en andra typ som innefattar mobilväxelstationer, basstationer och mobila enheter, kännetecknat av stegen: att öka trafikhanteringskapaciteten hos den första typen av system genom att införa multicellbasplatser vid åtminstone en basstation; att införa generisk basstationsutrustning som har förmåga att upprätthålla båda typerna av system; och att skifta radioresursutnyttjandet såsom önskas eller krävs från den första typen av system till den andra typen av system genom omkonfigurering av den generiska basstationsutrustnin gen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att multicellbasplatsen inne- fattar fasstyrda gruppantenner som har fasta eller styrbara multilobegenskaper.

3. Pörfarande enligt krav l eller 2, kännetecknat av att nämnda basstation har förmåga att genomföra hand-off mellan sina celler förbundna därmed utan att blanda in någon mobilväxelstation.

4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att basstationen har förmåga att emulera en basstation av den första typen av mobila telekommunikationssystem för att fungera som ett gränssnitt för mobilväxelstationen hos den forsta typen av mobilt telekommunikationssystem.

5. Förfarande enligt något av kraven 1 till 4, kännetecknat av att basstatio- nen mäter si gnalstyrkan, kvaliteten och interferensen hos varje tillgänglig kanal och ordnar kanalerna i en dynamisk kanalbank för adaptiv kanaltilldelning.

6. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att steget att öka trafikhanteringskapaciteten innefattar minskning av den utsända effekten hos basstationema.

7. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att mobila enheter med hög effekt, Lex. 15 W, ersätts med mobila enheter med låg effekt.

8. Pörfarande enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att den första typen av mobilt telekommunikationssystem är ett analogt system och den andra typen av mobilt telekommunikationssystem är ett digitalt system.

9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av att analoga mobila enheter ersätts med digitala enheter på frivillig väg.

10. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att steget att omkonfigurera den generiska basstationsutrustningen innefattar omprö- grammering av basstationens programvara. 15 20 25 511 536 15

11. Arrangemang för konvertering av ett mobilt telekommunikationssystem av en första typ till ett mobilt telekommunikationssystem av en andra typ som inne- fattar mobilväxelstationer, basstationer och mobila enheter, kännetecknat av: generisk basstationutrustning som har förmåga att upprätthålla båda typerna av system, och som har förmåga att omkonfigureras för att skifta radioresursutnytt- jandet såsom önskas eller krävs från den första typen till den andra typen; och att åtminstone en basstation innefattar en basplats med flera celler.

12. Arrangemang enligt krav 11, kännetecknat av att basplatsen med flera celler innefattar en fasstyrd gruppantenn som har fasta eller styrbara multilobegen- skaper.

13. Arrangemang enligt krav ll eller 12, kännetecknat av att nämnda bas- station har förmåga att genomföra hand-off mellan sina celler förbundna därmed utan att blanda in någon mobilväxelstation.

14. Arrangemang enligt krav 13, kännetecknat av att basstationen har för- måga att emulera en basstation av den första typen av mobilt telekommunikations- system för att fungera som ett gränssnitt mot mobilväxelstationen hos den första typen av mobilt telekommunikationssystem.

15. Arrangemang enligt något av kraven ll till 14, kännetecknat av att bas- stationen har förmåga att mäta signalstyrkan, kvaliteten och interferensen hos varje tillgänglig kanal och att ordna kanalerna i en dynamisk kanalbank för adaptiv kanaltilldelning.

16. Arrangemang enligt något av kraven 11 till 15, kännetecknat av att den första typen av mobilt telekommunikationssystem är ett analogt system och den andra typen av mobilt telekommunikationssystem är ett digitalt system.

17. Arrangemang enligt krav 16, kännetecknat av att systemet har förmåga att hantera både analoga och digital mobila enheter.

18. Arrangemang enligt något av kraven ll till 17, kännetecknat av att bas- stationsutrustnin gen innefattar omprograrmnerbar programvara för omkonfi gurerin g av basstationen.