SE513448C2 - Anordning vid radiobaserat kommunikationssystem som arbetar med repeterare - Google Patents

Description

2 513 448 REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN IEKNIsKT PROBLEM Det föreligger behov av att kunna erbjuda makrodiversitet med repeterare där signaleringen mellan repeterarna sker på ett för upp- finningen unikt sätt. Uppfinningen avser att lösa bland annat detta problem.

Det föreligger behov av att kunna integrera föreliggande funktion med i och för sig kända system, tex DECT-systemet. Uppfinníngen löser även detta problem.

Repeterare som sådana kommer att få en mycket stor ekonomisk och funktionell potential för system som utnyttjar tidsdelad kanalaccess.

Det är väsentligt att förbättra funktion och ekonomi i dylika system.

Uppfinningen avser att lösa även detta problem.

I föreliggande fall kan det uppkomma behov av att uppfinningen skall kunna fungera utan digital kodning/avkodning. Uppfinningen avser att lösa även detta problem.

LösNINGEN Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för den nya anordningen är att repeterarna eller repeterarfunktionerna i systemet är anordnade för att åstadkomma makrodiversitet och därigenom minska inverkan från fädning och tidsdispersion.

Utföringsformer av de för uppfinningstanken bärande idéerna framgår av efterföljande underkrav. i s 513 448 FÖRDELAR Genom uppfinningen uppnås större fördelar med repeterare i radio- baserade kommunikationssystem där repeterarna som sådana är av mycket stor betydelse för systemets ekonomi och funktionalitet.

Repeterartillämpníngen kan därvid utnyttjas vid radiobaserade lokal- nätsapplikationer som innefattar områdesbegränsad mobil access.

Applikationen innebär att den avslutande trådförbindelsen till abon- nenten ersätts eller kompletteras med yttäckande radio. Abonnenten erbjuds terminalmobilitet inom ett eller flera begränsade områden. I denna applikation kan genom användningen av repeterare antalet basenheter med en faktor 10-100, innebärande att bland annat tråd- anslutning av basenheterna kan minskas dramatiskt. Den potentiella betydelsen av repeterare för DECT bekräftas av kraftigt accelererande intresse inom området. Repeterare kan således användas för att skapa radiotäckning även vid hög signaldämpning relativt systemets dyna- mik. Genom utnyttjandet av uppfinningen erhåller repeterarfunktion- erna än högre fördelar i radiobaserade kommunikationssystem än vad som varit möjligt tidigare. Genom uppfinningen kan även förbättrade funktioner erhållas vad gäller repeteringsprinciper. Repeterarna kan därvid i sin tur lösa yttäckningsproblem för nya kraftfulla lokalnäts- applikationer som t ex områdesbegränsad mobil access.

FIGURFÖRTECKNING En för närvarande föreslagenutföringsform av en anordning som uppvisar de för uppfinningen signifikativa kännetecknen skall beskrivas i nedanstående med samtidig hänvisning till bifogade ritningar, där at* of s figur 1 i principschemaform visar exempel på användning av DECT med repeterare för lokalnätsersättning med områdesbegränsad mobilitet, 4 513 448 figur 2 visar exempel på två intilliggande repeterare med överlappande täckningsområde, och figur 3 i schemaform visar makrodiversitet.

DETALJERAD UrFömNGsroRM Repeterare kan således användas för att skapa radiotäckning även vid hög signaldämpning relativt systemets dynamik. Uppfinningen med- för emellertid att repeterare även kan användas för att skapa makro- diversitet och därigenom minska inverkan av fädning och tids- dispersion, för mobila och fasta digitala radiosystem med tidsdelad kanalaccess.

Fädning utgörs av variationer av signalstyrkan i tiden eller rummet på grund av interferens mellan olika utbredningsvägar samt (varierande) skuggning. De olika utbredningsvägarna har olika löptid, vilket or- sakar tidsdispersion. Hög tidsdispersion medför risk för intersymbol interferens, såvida inte motmedel tillgrips (kanalutjämnare, riktan- tenn, antenndiversitet, multibärvågsmodulation, etc.) Tidsdispersion- en är ofta väl korrelerad med fädningen.

Makrodiversitet innebär att inverkan av både kort (snabb) och lång (långsam) fädning minskas genom att den bästa av två separerade an- tenner väljs kontinuerligt. På så sätt kan erforderlig fädningsmarginal minskas avsevärt (ofta mer än 10 dB). Det kan vara intressant att göra en jämförelse med mikrodiversitet, en teknik som förväntas användas allmänt för DECT. Mikrodiversitet medför dock att enbart den korta fädningen kan minskas, således inte den långa fädningen som även kallas skugg-fädning. Dessutom måste mikrodiversitetsantennerna vara kraftigt separerade i många utomhustillämpningar. Något som kan medföra fördyrade installationer. 5 513 448 Minskad fädningsmarginal innebär att systemet kan erbjuda yttäckning med högre transmissionskvalitet och kapacitet till lägre kostnad. Min- skad inverkan av tidsdispersion innebär förbättrad transmissions- kvalitet i miljöer med omfattande flervägsutbredning.

I det följande används följande förkortningar: REP betecknar repeterare i trådlöst system med tidsdelad kanal- access.

PP betecknar mobil eller (stationär användarenhet (portable part i DECT-standarden), i trådlöst system med tidsdelad kanalaccess.

BAS betecknar basstation, (radio fixed part i DECT-standarden), i trådlöst system med tidsdelad kanalaccess.

Följande särdrag kan urskíljas vid uppfinningen: Intilliggande REP med helt eller delvis gemensamt täckningsområde mäter signalstyrka i upplänk från en och samma PP.

Repetering till BAS sker av den REP som uppmätt starkast PP-signal.

Men för sådan REP som kangutföra bitfelskontroll på mottagen PP- signal, så kan även bitfelsnivårl utgöra underlag för val av REP.

Vilken REP som uppmätt starkast signalnivå (eller lägst bitfelsnivå) bestäms vid jämförelse, genom att intilliggande REP kommunicerar inbördes, tex via trådlös kommunikation (radio, IR, etc) eller genom trådförbindelse. Uppfinningen omfattar ett nytt enkelt protokoll för sådan jämförelsekommunikation (obs; protokollet kan även användas för att representera bitfelsnivå): Iämförelsekommunikationen kan ske genom att uppmätt signal- nivå representeras i form av ett meddelande, där meddelande- längden motsvarar signalnivân. 6 513 448 Meddelandet skall vara tillräckligt långt för att möjliggöra erfor- derlig upplösning, tillräckligt kort för att man skall hinna jämföra innan repetering måste ske samt tillräckligt kort för att tillräckligt många PP skall kunna hanteras av REP. Vidare får inte upplös- ningen i meddelandet vara så hög, så att den ringa tidsdispersion som kan uppkomma mellan intilliggande PP vid trådlös kom- munikation, hotar korrekt tolkning av meddelandet.

För exempelvis DECT så kan man göra följande antaganden om kommunikation sker via radio inom eller intill DECT-bandet: Tidsdispersion och tidsfördröjning mellan REP beror bland annat på avståndet. För områdesbegränsad mobil access är förmodligen avståndet max. 200 m mellan intilliggande REP.

Detta möjliggör en maximal upplösning om ca 1 us. Om vi väljer att representera signalstyrkan med 20 olika intervall, så innebär detta att meddelandelängden blir 20 us. Vidare behövs sammanlagt ca 10 us för till- och frånslagning av meddelandet, vilket sammanlagt ger 30 us. Detta kan jämföras med längden på en tidsram 10 ms, tidslucka 420 us samt guard-period mellan tidsluckor 56 us. Tekniken kan således användas för mycket snabb repetering inom en tidsram eller to m mellan konsekutiva tidsluckor.

Vid en för bägge REP känd tidpunkt/ kanal i förhållande till PP- kanal sänds signalstyrkemeddelandet. Meddelandet kan tex sändas i guard-period omedelbart efter den PP-tidslucka som REP mottagit.

REP börjar lyssna så snart den inte längre sänder meddelandet.

Den REP som slutade först kommer höra den andra REP. Detta innebär att den REP med lägst mottagen PP-signalstyrka blir utslagen och skall således inte repetera till basstation. Den REP 7 513 448 som inte hör något signalstyrkemeddelande skall däremot repetera till basstation.

Det finns en risk för att båda REP har uppmätt samma signalstyr- ka. Risken ökar dessutom om endast ett fåtal diskreta signal- styrkeintervall representerar signalstyrkan. För att undvika dub- belsändning kan en slumpmässig eller repeterarunik (behöver endast vara unik inom ett begränsat område) sekvens tilläggas signalstyrkemeddelandet. Den som först hör den andres sändning "förlorar" kampen om portabeln.

Eftersom signalstyrkemeddelandet sänds vid en tidpunkt/kanal med en känd relation till portabelns kanal, så finns det ingen risk att olika PP-signalstyrkor förväxlas vid jämförelsen.

Repetering av trafik från BAS till PP sker av den repeterare som ut- förde senaste upplänksrepetering från den aktuella portabeln, om inte annat meddelas.

Vad gäller figuren 3 kan hänvisas till följande sekvensbeskrivning: Sekvens: Beskrivning: I: REPla och REP1b mottar signal från PP.

II: REPIa och REP lb jämför mottagen signalstyrka.

IH: REP med max PP-signal repeterar till BAS.

IV: REP med max PP-signal repeterar från BAS till PP.

Signaleringsförfarandet för wkommunikationen mellan repeterare enligt ovan är tidigare ej förut känt.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovan så som exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanke.

Claims (12)

lO 15 20 25 30 35 40 513 448 PATmêiKRAv

1. Anordning vid radiobaserat kommunikationssystem i form av mobilt och/eller fast digitalt radiobaserat radio- system som arbetar med tidsdelad kanalaccess och innefattar repeterare/repeterarfunktioner anordnade mellan basstationer och terminaler/mobila enheter, kännetecknad därav att repe- terarna/repeterarfunktionerna är anordnade för att åstad- komma makrodiversitet och därigenom minska inverkan av fädning och tidsdispersion, varvid makrodiversiteten innebär att inverkan av både kort/snabb och lång/långsam fädning är minskningsbar genom att den bästa av tvà separerade antenner kontinuerligt blir utvald, och att intilliggande repeterare/ repeterarfunktioner med helt eller delvis gemensamt eller gemensama täckningsomráden mäter signalstyrka i upplänk fràn en och samma mobila eller stationära användarenhet, där repetering till respektive basstation sker av den repeterare eller repeterarfunktion som uppmäter eller har uppmätt starkast användarenhetssignal, och att vid repeterare eller repeterarfunktion som är kapabel att utföra bitfelskontroll på mottagen signal från respektive användarenhet utgör bit- felsnivån underlag för val av repeteraren eller repeterar- funktionen, där den repeterare eller repeterarfunktion som uppmätt starkast signalnivà och/eller lägst bitfelsnivà är bestämbar vid en utförd jämförelsefunktion genom att varan- dra intilliggande repeterare eller repeterarfunktioner är kommunicerbara inbördes, t.ex. via trådlös komunikation (radio, IR etc) eller genom trådförbindelse.

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav att jämförelseorgan för urval av repeterare eller repeterar- funktion som uppmätt starkast signalnivà och/eller lägst bitfelsnivà arbetar med ett protokoll för jämförelsekommu- nikation.

3. Anordning enligt patentkrav 2, kännetecknad därav att jämförelseorganen arbetar med jämförelsekommunikation som medger att uppmätt signalnivà blir representerad i form av ett meddelande, där meddelandelängden företrädesvis motsvarar signalnivån.

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav att nämnda meddelande har en längd som möjliggör erforderlig upplösning och är tillräckligt kort lO 15 20 25 30 35 40 513 448 L för att möjliggöra jämförelse ihan repetering sker samt dessutom är tillräckligt kort för att tillräckligt många användarenheter skall kunna bli hanterade av repeteraren eller repeterarfunktionen.

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav att upplösningen i meddelandet är så hög att den ringa tidsdispersion som eventuellt uppkommer mellan intilliggande användarenheter vid trådlös kommunikation inte korrekt tolkar meddelandet.

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav att vid två inblandade repeterare eller repeterarfunktioner ett aktuellt signalstyrkemeddelande blir sänt vid en känd tidpunkt eller i en känd kanal i förhållan- de till användarkanalen.

7. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav att respektive meddelande blir sänt i guard-perioden omedelbart efter den användarenhetstidslucka som repeteraren mottagit.

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav att repeteraren eller repeterarfunktionen börjar lyssna så snart den inte längre sänder meddelandet, varvid den repeterare som slutade först kommer att höra den andra repeteraren innebärande att repeteraren med lägst mottagen användarenhets-signalstyrka blir utslagen och inte utför repetitionsfunktion till berörd basstation, varjämte den repeterare av inblandad repeterare som inte hör något singalstyrkemeddelande däremot skall repetera till nämnda basstation,

9. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav att vid uppmätning av samma signalstyrka blir en slumpmässig eller repeterarunik sekvens tillagd signalstyrkemeddelandet, varvid den repeterare som först hör den andra repeterarens sändning förlorar kampen om användar- enheten/portabeln.

10. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav att signalstyrkemeddelandet blir sänt vid en tidpunkt/kanal med en känd relation till användarenhe- tens/portabelns kanal i syfte att eliminera risker för att olika användarenhets-signalstyrkor blir förväxlade vid jämförelsen. 513 448

11. Anordning enligt någgi av föregående patentkrav, kännetecknad därav att repetering av trafik från berörd bas- station till berörd användarenhet/portabel blir utförd av den repeterare som utförde senast upplänksrepetering från 5 aktuell användarenhet/portabel, om inget annat meddelande utgår i systemet.

12. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav att radiosystemet består av ett system för trådlösa företagsväxlar och/eller system som arbetar med 10 publik access, t.ex. DECT-systemet.