SE516818C2 - Förfarande och anordning för reducering av interferens i en radiokommunikationslänk i ett cellulärt kommunikationssystem - Google Patents

Description

516 s 1 s :Ef 22:! " 2 vändas för att omvandla meddelandesignalen till en form som är mindre känslig för brus och interferens.

I multiplexerade kommunikationssystem består systemet vanligtvis av många fjärrenheter (dvs mobila kommunika- tionsenheter), som kräver aktiv betjäning över en kommuni- kationskanal under ett kort eller diskret parti av kommu- nikationskanalens resurs snarare än ett kontinuerligt ut- nyttjande av resurserna på en kommunikationskanal. Därför har kommunikationssystem utformats att innefatta särdragen för kommunicering med många fjärrenheter under korta intervall hos samma kommunikationskanal. Dessa system be- nämnes fleråtkomstkommunikationssystem.

En typ av fleråtkomstsystem är ett cellulärt radio- kommunikationssystem. Cellulära radiokommunikationssystem innefattar vanligtvis ett antal centrala kommunikations- basplatser. Varje central kommunikationsplats har ett betjäningsområde, som den täcker för betjäning av mobila kommunikationsenheter inom detta betjäningsomràde. Betjä- ningsområdena är vanligtvis anordnade så att intill var- andra belägna centrala kommunikationsplatsers betjänings- områden överlappar varandra pà ett sådant sätt att det ger en väsentligen kontinuerlig betjäningsregion. Den väsent- ligen kontinuerliga betjäningsregionen ger oavbruten be- tjäning genom överlämning av mobila kommunikationsenheter från en central kommunikationsplats, som betjänar ett be- tjäningsområde, till en intill denna belägen central kom- munikationsplats, som betjänar ett annat betjäningsområde.

Kommunikation mellan de centrala kommunikationsplat- serna och mobila kommunikationsenheter uppträder vanligt- vis på ett par av kommunikationsresurser eller kanaler (dvs sändnings- och mottagningskanaler), som tilldelas i enlighet med en àteranvändningsplan för ett cellulärt kommunikationssystems kommunikationsresurser.

För att begränsa brus i cellulära kommunikationssys- tem pà grund av kommunikation mellan andra mobila kommu- nikationsenheter i andra intilliggande betjäningsomráden, som betjänas av de centrala kommunikationsplatserna, lik- 10 15 20 25 30 35 | ø o o ao n 516 818 3 som för att öka kapaciteten i det cellulära kommunika- tionssystemet, àteranvänds det tillgängliga, men begrän- sade antalet kommunikationsresurser inom en betjänings- region i det cellulära kommunikationssystemet. Förut har betjäningsregioner för centrala kommunikationsplatser, som har tagit samma kommunikationsresurser i anspråk, separe- rats geografiskt, i avsikt att säkerställa att återanvänd- ningen av kommunikationsresurser inte orsakar oacceptabelt brus i kommunikationskanalen. Genom att man har tillräck- ligt geografisk åtskillnad begränsas en viss typ av brus (dvs samkanalsinterferens) i kommuniktionskanalen. Den geografiska separeringens behov av att säkerställa ett tillräckligt signal-brusförhållande (försumbart brus i kommunikationskanalen) begränsar emellertid kapaciteten hos kommunikationssystemet, eftersom samtliga tillgängliga kommunikationsresurser inte kan användas i varje betjä- ningsomràde.

För att förbättra effektiviteten i àteranvändningen av kommunikationsresurser och för att förbättra kapacite- ten hos det cellulära kommunikationssystemet kan betjä- ningsomràden för centrala kommunikationsplatser indelas i sektorer, varvid samtliga eller en del av de tillgängliga kommunikationsresurserna i varje sektor (dvs kommunika- tionskanaler) tas i anspråk. Genom att man låter indela betjäningsomràdena i sektorer kan den erforderliga geo- grafiska separationen reduceras under det att ett till- räckligt signal-brusförhållande upprätthålls. Exempelvis visar det amerikanska patentet med nr 4 128 740, som inne- has av Motorola Inc, ett mönster med fyra celler (betjä- ningsområden) och sex sektorer för återanvändning av kom- munikationsresurser. Såsom beskrivs är varje cell indelad i sex sektorer och varje sektor innehåller ungefär 1/24 av de tillgängliga kommunikationsresurserna. För varje plats med fyra celler upprepas kommunikationsresursmönstret.

Detta mönster för återanvändning av kommunikationsresurser kan vidare reduceras till ett återanvändningsmönster för platser med en cell, såsom beskrivs i den amerikanska 10 15 20 25 30 35 516 3 18 šï* 'šïÉšffššfÚ 4 patentansökan 07/459 624 av Comroe et al, som ingavs den 2 januari 1990 och i vilken Motorola Inc är sökande. Det inses av fackmannen att många andra återanvändningsmönster existerar för användning i cellulära kommunikationssystem, innefattande men inte begränsat till 3-, 7-, 21-, 49-, 63-, 91-platsåteranvändningsmönster.

Vidare har även flera återanvändningsmönster använts samtidigt i cellulära kommunikationssystem. Det ameri- kanska patentet nr 4 144 411, beviljat till Frenkiel den 13 mars 1979, visar ett sådant cellulärt system, i vilket statisk återanvändning av frekvenser i ett frekvensåter- användningsmönster för stora celler och i ett med minia- tyrstorlek är överlagrade, men samma typ av frekvensåter- användningsmönster. Återanvändningsmönstret i miniatyr- storlek och mönstret för stora celler är båda återanvänd- ningsmönster med sju celler. Detta uppnås genom ännu lägre sändareffekter och upprätthållande av samma platsutrymme till cellradien som den stora cellen. Detta koncept är ett förfarande för förbättring av frekvensåteranvändningen på trafikkanaler i en geografisk region. Beslutet att lämna över från en överlagrad betjäningscell till en underlig- gande cell baseras på huruvida en abonnents mottagna signalstyrka (RSS) är större än en tröskel, som är in- ställd för den överlagrade cellen. Om denna RSS är lika med eller mindre än den i förväg bestämda tröskeln görs en kontroll för att se om det finns någon tillgänglig stor cellkanal.

En förbättring för Frenkiel diskuteras i en artikel, som är författad av Samuel W. Halpern och har titeln "Reuse Partitioning in Cellular Systems" och presenterades vid IEEE:s 33:e fordonsteknologikonferens 25-27 maj 1983 i Toronto, Ontario, Kanada. Halperns artikel framhåller ett cellulärt system, som har flera återanvändningsnivåer (eller -mönster) inom ett givet geografiskt område. En áteranvändningsnivå hänför sig till ett visst kanalåteran- vändningsmönster huruvida kanalen baseras på frekvensin- delning, tidsluckor, koder eller andra lämpliga indel- 10 15 20 25 30 35 a n n u ao 516 818 5 ningar. Exempelvis kan en grupp celler, som normalt använ- der sig av ett sjucellsâteranvändningsmönster, samtidigt arbeta på ett trecellsåteranvändningsmönster, varigenom en frekvensuppsättning avsätts för trecellsàteranvändnings- mönstret medan en annan frekvensuppsättning avsätts för niocellsåteranvändningsmönstret. Denna indelning av frek- vensspektrumet i två grupper av inbördes exklusiva kanaler är ett sätt att åstadkomma multipla återanvändnings- mönster. Följaktligen kan en cellplats arbeta på både ett niocells- och ett trecellsåteranvändningsmönster genom att den utnyttjar kanaler från sin kanaluppsättning som är av- satta för specifika cellplatser och är tilldelade de olika återanvändningsmönstren. Sådana mindre återanvändnings- mönster bildar en icke angränsande överlagring av celler som har en minskad radie.

Det framgår klart för fackmannen att kommunikations- resurser eller -kanaler kan vara distinka frekvenser (dvs ett kommunikationssystem med frevkensdelad multipelát- komst (FDMA)). Emellertid existerar andra typer av kommu- nikationsresurser eller -kanaler, som kan tilldelas enligt ett separationsmönster för kommunikationsresurser. Dessa andra kommunikationsresurser innefattar datakanaler och trafikkanaler, som kan vara tidsluckor inom samma frek- vens, såsom i ett tidsdelat system med multipelàtkomst (TDMA), eller trafikkanaler och datakanaler i andra typer av kanaliserade system, såsom koddelade system med multi- pelåtkomst (CDMA).

En typ av kommunikationssystem, som kan vara ett CDMA-system, är ett system med spritt spektrum. Tre all- männa typer av kommunikationstekniker med spritt spektrum innefattar: Direktsekvens Moduleringen av en bärvàg med en digital kodsekvens, vars bithastighet är mycket högre än informationssignalens bandbredd. Sådana system benämnes "direktsekvens"-module- rade system. 10 15 20 25 30 35 n ~ c ~ co n I 516 318 Frekvenshoppning Bärvågsfrekvensen skiftar i diskreta inkrement i ett mönster som dikteras av en kodsekvens. Dessa system kallas "frekvenshoppare". Sändaren hoppar fràn frekvens till fre- kvens inom en i förväg bestämd uppsättning; varvid ord- ningen i frekvensutnyttjandet bestäms av en kodsekvens. Pá samma sätt har "tidshoppning" och "tid-frekvenshoppning" transmissionstider som regleras av en kodsekvens.

Lim? Pulsfrekvensmodulering eller "kipp"-modulering vid vilken en bärvåg sveps över ett brett band under ett givet pulsintervall.

Kommunikationssystem med spritt spektrum kan imple- menteras som fleråtkomstsystem på ett antal olika sätt. En typ av fleràtkomstsystem med spritt spektrum är ett CDMA- system. CDMA-system med spritt spektrum kan utnyttja direktsekvens (DS-CDMA) eller frekvenshoppning (FH-CDMA).

FH-CDMA-system kan vidare indelas i system med långsam frekvenshoppning (SFH-CDMA) och snabb frekvenshoppning (FFH-CDMA). I SFH-CDMA-system modulerar flera datasymbo- ler, som representerar en sekvens av databitar som skall sändas, bärvàgen inom ett enda hopp. I FFH-CDMA-system hoppar däremot bärvàgen flera gånger per datasymbol.

I ett SFH-CDMA-system utförs kommunikationen mellan två kommunikationsenheter på en viss kommunikationskanal med utnyttjande av en frekvenssyntetisator för alstring av bärvåg i ett visst parti av ett i förväg bestämt, brett frekvensband under en kort tidsperiod. Frekvenssynteti- satorn utnyttjar en inmatad spridningskod för bestämning av den särskilda frekvens, ur frekvensuppsättningen vid dess breda frekvensband, vid vilken bärvàgen skall alst- ras. Spridningskoden kan exempelvis vara en pseudobruskod (PN-kod) eller en Walsh-kod. Spridningskoder inmatas till frekvenssyntetisatorn av en spridningskodsgenerator.

Spridningskodsgeneratorn klockas periodiskt eller stegas genom olika övergångar, som kan ge olika eller omkastade spridningskoder för utmatning till frekvenssyntetisatorn. 10 15 20 25 30 35 516 818 7 När spridningskodsgeneratorn klockas periodiskt hoppar eller tilldelas bärvågsfrekvens därför till olika partier av frekvensbandet. Förutom hoppningen moduleras bärvågen av datasymboler, som representerar en sekvens av databitar som skall sändas. En vanlig typ av bärvàgsmodulering som används i SFH-CDMA-system är M-fasskiftsmodulering (MPSK), där k = log2M datasymboler används för bestämning av vilken av de M faserna som skall sändas.

I ett SFH-CDMA-system kan separeringsmönstret för återanvändning av kommunikationsresurser reduceras till en enda cellbetjäningsarea, så att varje cell arbetar med samma frekvensbandbredd. Vidare kan varje cell indelas ytterligare i sektorer. På samma sätt kan separerings- mönstret för återanvändning av kommunikationsresurser reduceras ytterligare till en enda sektor i varje cell, så att varje sektor i varje cell arbetar med samma frekvens- bandbredd. Sådan närhet i àteranvändningen av frekvenser i separeringsmönstret för återanvändning av kommunikations- resurser är möjlig tack vare att de enskilda kanalerna är åtskilda av koder och inte nödvändigtvis av frekvenser. De enskilda koderna återanvänds också i enlighet med separe- ringsmönstret för återanvändning av kommunikationsresur- ser. I ett SFH-CDMA-system kan emellertid samtliga koder som bildar en minimalt korrelerad uppsättning av ortogo- nala koder återanvändas i alla sektorerna i varje cell.

Användandet av alla koderna i samma frekvensband i varje sektor av varje cell ökar den totala brusnivån på grund av samkanalsinterferens (dvs flera samtidiga kom- munikationer pà samma frekvens och med samma koddelning) i CDMA-kommunikationssystemet. Signalkvaliteten och således brusnivåns påverkan kan mätas med hjälp av kvaliteten hos rekonstruktionen av den översända informationssignalen från kommunikationskanalen. Vid digital överföring av analoga signaler (t ex talsignaler) bestäms signalkvali- teten av bitfelshastigheten (BER) hos kanalen (dvs antalet fel i rekonstruktionen av den översända signalens bitar över en viss tidsperiod). När bitfelshastigheten ökar 10 15 20 25 30 35 516 818 8 minskar kvaliteten hos den signal som mottas av den mot- tagande kommunikationsenheten. Detta resulterar i att kom- munikationssystem i typfallet är utformade att begränsa denna BER till en övre gräns, eller ett maximum, så att försämringen i kvaliteten hos den mottagna signalen be- gränsas. Eftersom bruset således är starkt relaterat till antalet användare som utnyttjar samma kommunikationskanal begränsas den maximala bitfelshastigheten genom en be- gränsning av antalet samtidiga koddelade användare på kom- munikationskanalen.

BER hänför sig till effektförhållandet mellan bär- vågen och interferensen (C/I). Om C/I-effektförhållandet ökar minskar denna BER och signalkvaliteten förbättras. Om C/I-effektförhållandet minskar ökar nämnda BER och signal- kvaliteten försämras. Målet att reducera interferensen i kommunikationslänken kan uppnås genom en förbättring av C/I-effektförhållandet.

Koddelningen hos flera kommunikationskanaler inom samma frekvensbandbredd kan göras genom tilldelning av partier av den breda frekvensbandbredden till varje sär- skild kanal. Ett flertal spridningskoder används för att tilldela partier av frekvensbandet till olika kanaler under samma tidsperiod. Detta resulterar i att översända signaler ligger i samma breda frekvensband hos kommunika- tionsresursen, men inom unika partier av det breda fre- kvensbandet, vilka tilldelas med hjälp av de unika sprid- ningskoderna. Dessa unika spridningskoder är företrädesvis ortogonala mot varandra, så att korskorrelationen mellan spridningskodarna är noll. Vissa sända signaler kan åter- fås från kommunikationskanalen genom samling ("desprea- ding") av en signal som är representativ för summan av signaler i kommunikationskanalen med en spridningskod, som hänför sig till just den sända signalen som skall åter- hämtas från kommunikationskanalen. När spridningskodarna är ortogonala mot varandra kan den mottagna signalen vidare korreleras med en särskilt spridningskod, så att endast den önskade signalen som är relaterad till den .... -e .u --. n' 10 15 20 25 30 35 516 313 9 särskilda spridningskoden förstärks medan de andra signa- lerna inte förstärks.

Efter allokering av en koddelad kommunikationsresurs i enlighet med separeringsmönstret för återanvändning av kommunikationsresurser för användning av den mobila kom- munikationsenheten allokerar den lokala, centrala kommuni- kationsplatsen i typfallet en sändtagare, som normalt är placerad på den lokala, centrala kommunikationsplatsen för att betjäna vilken som helst efterföljande kommunikation med den mobila kommunikationsenheten på den tilldelade kommunikationskanalsresursen. Sändtagaren är normalt kopp- lad till en antenn, som betjänar just den geografiska region inom vilken den mobila kommunikationsenheten är placerad. Den centrala kommunikationsplatsens sändtagare kommer därefter att leda den mobila kommunikationsenhetens kommunikationer till en málkommunikationsenhet. Málkommu- nikationsenheten kan antingen vara en annan mobil komuni- kationsenhet inom samma serviceområde, en mobil kommunika- tionsenhet i ett annat serviceomráde, eller en abonnent pà det allmänna telenätet (PSTN).

Det finns ett behov av en reducering av samkanals- interferens i kommunikationslänkarna mellan den centrala kommunikationsplatsen och en mobil kommunikationsenhet, när den mobila kommunikationsenheten är placerad inom en region som betjänas av fler än en antenn som arbetar inom samma kommunikationskanalband.

Sammanfattning av uppfinningen Ett förfarande och en anordning är àstadkomna för reducering av interferens i en radiokommunikationslänk från en central plats till en mobil enhet i ett cellulärt kommunikationssystem. Den centrala platsen innefattar en första och en andra antenn, som betjänar den geografiska regionen inom vilken den mobila enheten är placerad.

Radiokommunikationslänken kan åstadkommas genom en över- föring av en signal i en första radiokommunikationskanal mellan den första centrala platsens antenn och den mobila enheten. På samma sätt kan radiokommunikationslänken 10 15 20 25 30 35 ø | n Q nu s 1 e s 1 s 152 få * 10 åstadkommas genom en överföring av en signal i en andra radiokommunikationskanal mellan den centrala platsens andra antenn och den mobila enheten. Ett mátt pà interfe- rensen i den första radiokommunikationskanalen som åstad- kommer radiokommunikationslänken bestäms. Radiokommunika- tionslänken omkopplas, som gensvar pá att interferensvär- det ligger över en i förväg bestämd tröskel, fràn den första till den andra radiokommunikationskanalen.

Kort beskrivningfav ritningarna Fig 1A och fig 1B är blockscheman som visar ett antennmönster för en central kommunikationsplats i enlig- het med känd teknik.

Fig 2A och fig 2B är blockscheman som visar en före- dragen utföringsform av antennmönster för en central kom- munikationsplats.

Fig 3A och 3B är blockscheman som visar en alterna- tiv, föredragen utföringsform av antennmönster för en central kommunikationsplats.

Detaljerad beskrivning I fig 1A och fig 1B visas ett schema för täckning av ett geografiskt betjäningsomràde i form av en cell 100.

Cellen 100 är indelad i sektorer i form av tre geografiska betjäningsregioner, som var och en betjänas av en central kommunikationsplats 130 med en enda antenn 102, 104 res- pektive 106. Varje antenn 102, 104 och 106 har ett mot- svarande strålningsmönster 108, 110 respektive 112, som generellt endst täcker en geografisk sektor eller betjä- ningsregion i cellen 100. De sektorindelade antennstràl- ningsmönstren är emellertid vanligtvis inte formade exakt likadana som en sektor i en cell, utan snarare har antenn- stràlningsmönstren vanligtvis en kurvform, som kan manipu- leras så att den följer den fasta formen av en sektor väl.

Pà grund av dessa kurvformer och ett kommunikationssystem som tvingas förse samtliga regioner i en cell med betjä- ningstäckning från åtminstone en antenn kommer stràlnings- mönstren från de sektorindelade antennerna att ha över- lappande regioner, inom vilka två eller flera sektorinde- 10 15 20 25 30 35 a u c o c- v ll lade antenner ger betjäning. Exempelvis kan en överlappan- de betjäningsregion 114 existera mellan antennstrálnings- mönstren (dvs antennbetjäningsregionerna) 108 och 112.

Inom denna överlappande betjäningsregion 114 kan en mobil kommunikationsenhet 128 motta två olika signaler på en enda kommunikationskanal från den centrala kommunikations- enheten 130, vilka sänds fràn antennerna 102 respektive 106. Vidare kan en mobil kommunikationsenhet 128 inom denna överlappande betjäningsregion sända en signal pà en kommunikationskanal som mottas av den centrala kommunika- tionsenhetens 130 båda antenner 102 och 106. Det inses av fackmannen att en mobil kommunikationsenhet 128 kan vara en radiokommunikationsenhet som kan flyttas omkring till olika betjäningsregioner eller som är fast placerad inom en viss betjäningsregion.

I ett cellulärt kommunikationssystem av typen SFH-CDMA kan var och en av antennbetjäningsregionerna 108 och 112, i enlighet med en kommunikationskanalsàteranvänd- ningsplan, tilldelas samma frekvenband att arbeta inom.

Vidare kan även antennbetjäningsregionerna 108 och 112, i enlighet med kommunikationskanalsàteranvändningsplanen, inrättas att utnyttja samma koder för separering av kommu- nikationskanalerna inom frekvensbandet. Dessa koder till- delar avgränsade partier av frekvensbandet till olika kanaler vid olika tidpunkter. Oavsett om de två antennbe- tjäningsregionernas 108 och 112 kanaltilldelningar (även tilldelning av frekvensbandspartier) synkroniseras kan följaktligen en mobil kommunikationsenhet 128 inom den överlappande betjäningsregionen 114 motta en signal från den centrala kommunikationsplatsen 130 inom ett visst fre- kvensband, som är tilldelat för användning av såväl en kommunikationskanal som arbetar i antennbetjäningsregionen 108 som en annan kommunikationskanal som arbetar inom antennbetjäningsregionen 112. Den mobila kommunikations- enheten 128, som har en kommunikationslänk till den cen- trala kommunikationsplatsen 130 skulle emellertid endast förvänta sig en signal inom det parti av frekvensbandet a. a-a 10 15 20 25 30 35 .en u a o au oo a :nun n u u n n | n o v u 1 o v n nu nan v . u a n , a n u o u n n . n o 1 v »n g. n a. o n o n nu.. nu a u 12 som ger en kommunikationskanal fràn endast en av de två antennerna 102 och 106 (exempelvis antenn 102) som be- tjänar antennbetjäningsregionerna 108 respektive 112. Den andra signalen som sänds av den andra antennen (exempelvis antenn 106) i det parti av frekvensbandet som tillhanda- håller kommunikationskanalen skulle därför interferera med radiokommunikationslänkens förväntade signal. Sådan inter- ferens är känd som samkanalsinterferens.

På samma sätt kan en mobil kommunikationsenhet 128, som har en radiokommunikationslänk till den centrala kom- munikationsplatsen 130 i den överlappande betjänings- regionen l14 sända en signal i ett visst part av frekvens- bandet, som är tilldelat för användning av en kommunika- tionskanal som arbetar i antennbetjäningsregionen 108, till antennen 102. Emellertid skulle även antennen 106 motta den mobila kommunikationsenhetens 128 sända signal.

Antennen 106 kan emellertid tillhandahålla en radiokommu- nikationslänk mellan den centrala kommunikationsplatsen 130 och en annan mobil kommunikationsenhet, som är place- rad i betjäningsregionen 112, via en annan kommunikations- kanal, som är tilldelad samma parti av frekvensbandet.

Detta skulle resultera i att den signal som sänds av den mobila kommunikationsenheten 128 på kommunikationskanalen skulle interferera med radiokommunikationslänken mellan den andra mobila kommunikationsenheten och antennen 106.

Sådan interferens är också känd som samkanalsinterferens.

En föredragen utföringsform av föreliggande uppfin- ning, såsom visas i fig 2A och fig 2B, reducerar den in- verkan som dessa överlappande betjäningsregioner har på radiokommunikationslänkar mellan den centrala kommunika- tionsplatsen 230 och en mobil kommunikationsenhet 228. Ett schema till täckning av ett geografiskt betjäningsomráde i form av en cell 200 i ett cellulärt kommunikationssystem enligt en föredragen utföringsform visas. Cellen 200 är sektorindelad i tre geografiska betjäningsomràden, som betjänas av en central kommunikationsplats 230 med en enda antenn 202, 204 respektive 206. Det inses av fackmannen 10 15 20 25 30 35 516 818 13 att cellen kan vara sektorindelad i fler eller färre sek- torer utan att avvika från ändamålet med och ramen för föreliggande uppfinning. Varje antenn 202, 204 och 206 har bett motsvarande strålningsmönster 208, 210 respektive 212, som generellt endast täcker en geografisk sektor, eller betjäningsregion, av cellen 200. Såsom tidigare nämnts är emellertid antennstràlningsmönster normalt inte formade exakt likadana som en cellsektor, utan antennstràlnings- mönster har normalt snarare en kurvform, som kan manipu- leras till att väl följa den fasta formen hos en sektor.

På grund av dessa kurvformer och att ett kommunikations- system tvingas förse alla regioner i en cell med betjä- ningstäckning från åtminstone en antenn kommer stràlnings- mönstren från de sektorindelade antennerna att ha överlap- pande regioner, i vilka två eller flera sektorindelade antenner ger betjäning (exempelvis den överlappande betjä- ningsregionen 214).

I en föredragen utföringsform av ett cellulärt kom- munikationssystem av typen SFH-CDMA kan var och en av antennbetjäningsregionerna 208 och 212 företrädesvis, i enlighet med en kommunikationskanalsåteranvändningsplan, tilldelas samma frekvensband att arbeta inom. Vidare kan varje antennbetjäningsregion 208 och 212 företrädesvis, i enlighet med kommunikationskanalsåteranvändningsplanen, tilldelas samma koder för separering av kommunikations- kanalerna inom frekvensbandet. Dessa koder tilldelar av- gränsade partier av frekvensbandet till olika kanaler vid olika tidpunkter. Följaktligen kan en mobil kommunika- tionsenhet 228 med en överlappande betjäningsregion 214 motta en signal från den centrala kommunikationsplatsen 230 i ett visst frekvensband, som är tilldelat för använd- ning av såväl en kommunikationskanal som arbetar i antenn- betjäningsregionen 208 som en annan kommunikationskanal som arbetar i antennbetjäningsregionen 212. Den mobila som har en radiokommunikations- skulle emellertid endast förvänta sig en signal i det parti av kommunikationsenheten 228, länk till den centrala kommunikationsplatsen 230, 10 15 20 25 30 35 516 818 14 frekvensbandet som tillhandahåller en kommunikationskanal för endast en av de tva antennerna 202 och 206 (exempelvis antenn 202) som betjänar antennbetjäningsregionerna 208 respektive 212. Därför skulle den andra signalen, som sänds av den andra antennen (exempelvis antenn 206) i det parti av frekvensbandet som tillhandahåller kommunika- tionskanalen, interferera med radiokommuniktionslänkens förväntade signal. Sådan interferens är känd som sam- kanalsinterferens.

Likaledes kan en mobil kommunikationsenhet 228 med en radiokommunikationslänk till den centrala kommunikations- platsen 230 i den överlappande betjäningsregionen 214 sända en signal i ett visst parti av frekvensbandet, som är tilldelat för användning av en kommunikationskanal som arbetar i antennbetjäningsregionen 208, till antennen 202.

Antennen 206 skulle emellertid även motta den mobila kom- munikationsenhetens 228 sända signal. Antennen 206 kan emellertid tillhandahålla en radiokommunikationslänk mel- lan den centrala kommunikationsplatsen 230 och en annan mobil kommunikationsenhet, som är placerad i betjänings- regionen 212, genom en annan kommunikationskanal, som är tilldelad samma parti av frekvensbandet. Detta skulle resultera i att signalen som sänds av den mobila kommuni- kationsenheten 228 pá kommunikationskanalen skulle inter- ferera med radiokommunikationslänken mellan den andra mobila kommunikationsenheten och antennen 206. Sådan interferens är också känd som samkanalsinterferens.

Denna samkanalsinterferens kan reduceras genom att man vidare låter cellen 200 innefatta en andra uppsättning geografiska betjäningstäckningsregioner eller sektorin- delade regioner, som ocksá var och en betjänas av den cen- trala kommunikationsplatsen 230 med en enda antenn 216, 218 respektive 220. Varje antenn 216, 218 och 220 har ett motsvarande stràlningsmönster 222, 224 respektive 226, som generellt endast täcker en geografisk sektor eller betjä- ningsregion i cellen 200. Denna andra uppsättning av geografiska betjäningsregioner (dvs stràlningsmönstren 10 15 20 25 30 35 u ~ a ø oo o u 516 818 15 222, 224 och 226) är företrädesvis förskjutna från den första uppsättningen geografiska betjäningsregioner (dvs stràlningsmönstren 208, 210 och 212), så att de överlap- pande stràlningsmönstren mellan antennerna i den första antennuppsättningen 202, 204 och 206 inte geografiskt överlappar de överlappande stràlningsmönstren mellan an- tennerna i den andra antennuppsättningen 216, 218 och 220.

I den föredragna utföringsformen àstadkommes detta genom att man utformar den första och den andra uppsättningen antennstràlningsmönster så att de är förskjutna 60" från varandra. Det inses av fackmannen att den första och den andra uppsättning antennstrålnings- eller betjäningsregio- ner kan utformas med andra förskjutningsvinklar så länge som de överlappande betjäningsregionerna i den första och den andra uppsättningen antennmönster inte direkt över- lappar varandra.

Antennbetjäningsregionen 222 tilldelas företrädesvis, i enlighet med planan för återanvändning av kommunika- tionskanaler, för hantering av kommunikationskanaler inom än det som tilldelades antennbe- och 212. Vidare tilldelas antenn- ett annat frekvensband tjäningsregionerna 208 i enlighet med pla- betjäningsregionen 222 företrädesvis, nen för återanvändning av kommunikationskanaler, andra koder att användas för separering av kommunikationskana- lerna inom det tilldelade frekvensbandet än de som till- delas betjäningsregionerna 208 och 212. Fackmannen inser att det endast är nödvändigt att betjäningsregionens 222 kommunikationskanalstilldelningar skiljer sig från be- tjäningsregionernas 208 och 212 kommunikationskanalstill- delningar. Därför kan en alternativ kommunikationskanals- tilldelning innefatta hantering av betjäningsregionen 222 inom samma frekvensband som, men utnyttjande en annan kod- sà att de partier av frekvensbandet som tilldelas betjänings- regionerna 208 och 212 inte samtidigt tilldelas betjä- uppsättning än, betjäningsregionerna 208 och 212, ningsregionen 222. Ytterligare en alternativ kommunika- tionskanalstilldelning kan inefatta hantering av betjä- 10 15 20 25 30 35 516 818 ål* 16 ningsregionen 222 med samma koduppsättning som, men i ett annat frekvensband än, betjäningsregionerna 208 och 212.

På samma sätt är de andra betjäningsregionerna i den andra uppsättningen betjäningsregioner (dvs betjäningsregionerna 224 och 226) företrädesvis tilldelade att hantera kommuni- kationskanaler i ett frekvensband och med en koduppsätt- ning som inte motsvarar frekvensbandet och koduppsätt- ningen som används i den första uppsättningen betjänings- regioner 208, 210 och 212.

I avsikt att reducera möjligheten till samkanalsnter- ferens i en kommunikationslänk mellan en antenn 202, 204 eller 206 i den första uppsättningen antenner hos den cen- trala kommunikationsplatsen och en mobil kommunikations- enhet 228 erhålls ett värde på interferensen på radiokom- munikationskanalen som tillhandahåller en sådan radio- kommunikationslänk. Värdet på interferensen på kommuni- kationskanalen som tillhandahåller kommunikationslänken kan erhållas från flera källor. Exempelvis kan antennernas 202 och 206 sändareffekter användas tillsammans med ett estimat av den mobila kommunikationsenhetens 228 geogra- fiska position för att bilda ett estimat på interferensen på kommunikationskanalen, som överför den signal som sänds och mottas av den mobila kommunikationsenheten 228. Alter- nativt kan ett estimat av förhållandet mellan bärvàgens och interferensens effekt i signalen som mottas på kommu- nikationskanalen av antingen antennen 202, antennen 206 eller den mobila kommunikationsenheten 228 användas för att bilda ett estimat av interferensen i kommunikations- kanalen som överför den sända signalen. Alternativt kan den mottagna bitfelshastigheten hos signalen som mottogs på kommunikationskanalen av antingen antennen 202, anten- nen 206 eller den mobila kommunikationsenheten 228 använ- das för bildande av ett estimat av interferensen på kommu- nikationskanalen, som överför den sända signalen. Beroende på den teknik för interferensmätningen som används kan sådan mätning av interferensen på kommunikationskanalen, som tillhandahåller kommunikationslänken, utföras av 10 15 20 25 30 35 516 313 '::f-.I=:ï..- E 17 antingen den centrala kommunikationsplatsen 230 eller den mobila kommunikationsenheten 228. Det framgår för fack- mannen att interferenskällan på kommunikationskanalen kan vara någonting annant än samkanalsinterferens. Vidare kan denna interferensreduceringsteknik, enligt den föredragna utföringsformen, utsträckas till användning som gensvar på dessa andra interferenskällor, utan att detta innebär något avsteg från ändamålet med och ramen för föreliggande uppfinning.

Om det bestäms att interferensvärdet ligger över en i förväg bestämd tröskel omkopplar företrädesvis den centra- la kommunikationsplatsen 230 radiokommunikationslänken från en kanal och antenn (exempelvis antennen 202) som tillhandahåller radiokommunikatioslänken till en annan an- tenn i den andra uppsättningen av antenner (exempelvis an- tennen 216), som tillhandahåller en annan kommunikations- kanal för radiokommunikationslänken). Detta resulterar i att samkanalsinterferensen reduceras i radiokommunika- tionslänken mellan den centrala kommunikationsplatsen 230 och den mobila kommunikationsenheten 228, som befinner sig i den överlappande betjäningsregionen 214.

Det inses av fackmannen att en antenn med smal lob kan användas i stället för den andra uppsättningen anten- ner 216, 218 och 220 för att åstadkomma den andra uppsätt- ningen betjäningsregioner. Dessa antenner med smala lober skulle inte kunna ge kontinuerlig betjäningstäckning över hela cellen 200. Kommunikationslänken skulle emellertid kunna överföras till denna andra uppsättning betjänings- regioner när de mobila kommunikationsenheterna är placera- de i de överlappande betjäningsregionerna för antennerna 202, 204 och 206 i den första uppsättningen. Således skulle samkanalsinterferensen kunna reduceras i kommunika- tionslänken.

En annan, alternativ föredragen utföringsform visas i fig 3A och fig 3B. I denna alternativa utföringsform inne- fattar den andra uppsättningen antenner och motsvarande betjäningsregioner en enda rundstrålande antenn 232 och en 10 15 20 25 30 35 o o n n oo non nno o n n onoo oo no o o n o n o o o o o oo o oo on n oo o o o o o n n I n n n oo o o n n n n n nn oo nno noo n on nn a o n o o nn no n o o n n no n o o n n o n on oo o oo n o no no o n 18 betjäningsregion 234 som sträcker sig i alla riktningar.

Betjäningsregionen som sträcker sig i alla riktningar fungerar väsentligen likadant som den andra uppsättningen betjäningsregioner 222, 224 och 226 och har samma kanal- tilldelningsrestriktioner.

Det inses också av fackmannen att samkanalsinter- ferens är ett problem av större betydelse i en kommunika- tionslänk mellan den centrala kommunikationsplatsen 230 och den mobila kommunikationsenheten 228 när den mobila kommunikationsenheten 228 geografiskt befinner sig nära betjäningsantennen (exempelvis antennen 202). Detta beror till en del på utnyttjandet av sändareffektsstyrning. Där- för kan en alternativ föredragen utföringsform innefatta att inrätta den andra antennuppsättningen och motsvarande betjäningsregioner så att den andra uppsättningen betjä- ningsregioner endast täcker ett parti av cellen 200 i det geografiska området som ligger nära den centrala kommuni- kationsplatsens betjäningsantenner. Även om uppfinningen har beskrivits och åskådlig- gjorts med en viss grad av särskiljning är det underför- stått att föreliggande beskrivning av utföringsformer endast har gjorts i exemplifierande syfte och att många ändringar av arrangemanget och kombinationen av såväl delar som steg kan tillgripas av fackmannen utan någon avvikelse från ändamålet med och ramen för uppfinningen, såsom den definieras i patentkraven. Exempelvis är anten- nerna, antennmönstren, och partierna för kommunikations- kanalstilldelningar i kommunikationssystemet enligt den föredragna utföringsformen, enligt beskrivningen ovan, riktade på ett kommunikationssystem med spritt spektrum av typen SFH-CDMA. Såsom förstås av fackmannen kan antenner- na, antennmönstren och kommunikationskanalstilldelningarna enligt beskrivningen och patentkraven även anpassas för användning i andra typer av transmissionssystem, såsom de System SOm baseras på FFH-CDMA, DS-CDMA, TDMA OCh FDMA.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 515 313 :::¥-.I=zïlfšçzšïšíff? 'g 19 PATENTKRAV

1. Cellulärt kommunikationssystem, k ä n n e - t e c k n a t av: (a) organ för bestämning av ett värde pà interferen- sen i en första radiokommunikationskanal, som åstadkommer en radiokommunikationslänk, varvid den första radiokommu- nikationskanalen åstadkommer radiokommunikationslänken genom överföring av en signal på den första kommunika- tionskanalen mellan en första antenn på en central kommu- nikationsplats och en mobil kommunikationsenhet, varvid den första antennen betjänar en geografisk region, i vil- ken den mobila kommunikationsenheten befinner sig; och (b) organ för omkoppling av radiokommunikationslän- ken, som gensvar på att värdet pà interferensen ligger över en i förväg bestämd tröskel, fràn den första radio- kommunikationskanalen till en andra radiokommunikations- kanal, pà vilken signalen överförs mellan en andra antenn pà den centrala kommunikationsplatsen och den mobila kom- munikationsenheten, varvid den andra antennen betjänar den geografiska regionen i vilken den mobila kommunikations- enheten befinner sig. k ä n - av att interferensen innefattar ät-

2. Kommunikationssystem enligt patentkrav 1, n e t e c k n a t minstone en signal pà den första radiokommunikations- kanalen som är sänd från en källa, som är placerad i den geografiska regionen som betjänas av den första antennen på den centrala kommunikationsplatsen, varvid källan är utvald ur en grupp som väsentligen innefattar en tredje antenn på den centrala kommunikationsplatsen och en annan mobil kommunikationsenhet. k ä n - av att organet för bestämning innefat-

3. Kommunikationssystem enligt patentkrav 1, n e t e c k n a t tar organ för bestämning av värdet pà interferensen med användning av ett värde, som är utvalt ur en grupp som väsentligen innefattar effektsändningsnivàer hos den 10 15 20 25 30 35 516 81 s å* ë;fi-.:=;ífi šffš ' 20 första och den andra antennen tillsammans med ett estimat av den mobila kommunikationsenhetens geografiska läge, ett estimat av förhållandet mellan bärvàgens och interferen- sens effekt i den mottagna signalen pà den första kommuni- kationskanalen och en mottagen bitfelshastighet hos signa- len pà den första kommunikationskanalen.

4. Kommunikationssystem enligt patentkrav 1, k ä n - n e t e c k n a t av att den första och den andra radio- kommunikationskanalen innefattar kanaler, som är utvalda från en grupp som väsentligen innefattar koddelningskana- ler, tiddelningskanaler och frekvensdelningskanaler.

5. Förfarande för reducering av interferens i en radiokommunikationslänk fràn en central kommunikations- plats till en mobil kommunikationsenhet, i ett cellulärt kommunikationssystem, k ä n n e t e c k n a t av stegen att: (a) bestämma ett värde pà interferens pà en första radiokommunikationskanal, som åstadkommer radiokommunika- tionslänken, varvid den första radiokommunikationskanalen åstadkommer radiokommunikationslänken genom att överföra en signal pà den första kommunikationskanalen mellan en första antenn på den centrala kommunikationsplatsen och en mobil kommunikationsenhet, varvid den första antennen pà den centrala kommunikationsplatsen betjänar en geografisk region inom vilken den mobila kommunikationsenheten befin- ner sig; och (b) omkoppla radiokommunikationslänken, som gensvar på att värdet pà interferensen ligger över en i förväg bestämd tröskel, från den första radiokommunikationskana- len till en andra radiokommunikationskanal, pà vilken signalen överförs mellan en andra antenn på den centrala kommunikationsplatsen och den mobila kommunikationsenhe- ten, varvid den andra antennen betjänar den geografiska regionen inom vilken den mobila kommunikationsenheten be- finner sig. 10 15 20 25 30 35 516 818 šïï” šïfi 21

6. Förfarande enligt patentkrav 5, k ä n n e - t e c k n a t av att interferensen innefattar åtminstone en signal i den första radiokommunikationskanalen som sänds från en källa, som är placerad inom den geografiska regionen som betjänas av den första antennen pà den cen- trala kommunikationsplatsen, varvid källan utväljs från en grupp som väsentligen innefattar en tredje antenn på den centrala kommunikationsplatsen och en annan mobil kommuni- kationsenhet.

7. Förfarande enligt patentkrav 5, k ä n n e - t e c k n a t av att steget att bestämma innefattar ste- get att bestämma värdet pà interferensen med användning av ett värde som utväljs ur en grupp som väsentligen innefat- tar effektsändningsnivàer hos den första och den andra antennen tillsammans med ett estimat på den mobila kommu- nikationsenhetens geografiska läge, ett estimat pá för- hållandet mellan bärvàgens och interferensens effekt i den mottagna signalen på den första kommunikationskanalen och den mottagna bitfelshastigheten i signalen pà den första kommunikationskanalen.

8. Förfarande enligt patentkrav 5, k ä n n e - t e c k n a t av att den första och den andra radiokom- munikationskanalen innefattar kanaler som utväljs ur en grupp som väsentligen innefattar koddelningskanaler, tid- delningskanaler och frekvensdelningskanaler.