WO2000042800A1 - Frequenzbandvergabe an funk-kommunikationssysteme - Google Patents

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WO2000042800A1
WO2000042800A1 PCT/DE2000/000028 DE0000028W WO0042800A1 WO 2000042800 A1 WO2000042800 A1 WO 2000042800A1 DE 0000028 W DE0000028 W DE 0000028W WO 0042800 A1 WO0042800 A1 WO 0042800A1
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radio communication
frequency bands
communication system
frequency
transmission
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PCT/DE2000/000028
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Inventor
Egon Schulz
Gerhard Ritter
Günther HERBSTER
Michael Färber
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2615—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using hybrid frequency-time division multiple access [FDMA-TDMA]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management

Definitions

  • the invention relates to a radio communication system with base stations and subscriber stations whose use of frequency bands for the radio interface coordinates with those of other spatially superimposed radio communication systems
  • radio communication systems messages (for example voice, image information or other data) are transmitted with the aid of electromagnetic waves via a radio interface.
  • the radio interface relates to a connection between a base station and subscriber stations, it being possible for the subscriber stations to be mobile stations or fixed radio stations.
  • the electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies that lie in the frequency band provided for the respective system.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • 3rd generation systems frequencies in the frequency band of approx. 2000 MHz are provided.
  • the UMTS band consists of unpaired band and paired band.
  • Two modes are provided for the third mobile radio generation, one mode being an FDD operation (frequency division duplex), see ETSI STC SMG2 UMTS-Ll, Tdoc SMG2 UMTS-Ll 221/98, from August 25, 1998, and the other mode is a TDD Operation (time diVision duplex), see DE 198 27 700.
  • the operating modes are to be used in different frequency bands.
  • TDD should be used in the unpaired bands
  • FDD should be used in the paired bands.
  • One unpaired band is in the frequency range from 1900 to 1920 MHz and the other in the frequency range from 2010 to 2025 MHz.
  • the band for the upward direction of the paired band is in the frequency range from 1920 to 1980 MHz and the band for the downward direction of the paired band in the frequency range from 2110 to 2170 MHz.
  • the duplex spacing for the paired band is therefore 190 MHz.
  • Parts of these bands are allocated to different network operators, whereby, as with previous radio communication systems (see GSM global system for mobile communications), a coherent block of frequency bands is to be allocated to a network operator.
  • 1 shows an allocation plan for the bands fl to fl ⁇ to four different network operators (operators) Opl to Op4.
  • the object of the invention is to achieve a more flexible use of the frequency bands available to a radio communication system at low cost. This object is achieved by the radio communication system with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.
  • the radio interface comprises at least a first and a second frequency band.
  • a radio communication system is not assigned several frequency bands in blocks, but at least one frequency band of a further radio communication system is arranged between the frequencies of the first and second frequency bands. So there is a minimum distance between the frequency bands used at a location. In the paired band, the available transmission capacity is the same in both transmission directions. If, on average, the data transmission in the radio communication system is asymmetrical, ie the same amounts of data cannot be transmitted in the up and down direction, there is a problem with regard to the capacity utilization.
  • the frequency bands of a location ie, for example, a base station
  • a base station which reduces mutual interference of radio transmission in both frequency bands, even if all the frequency bands made available to the network operator are used in the base station.
  • This also gives a higher degree of flexibility when using different transmission modes in the frequency bands.
  • the minimum distance is at least one frequency band, but advantageously a plurality of frequency bands, which are allocated, for example, to a number of radio communication systems. To minimize interference, it is advantageous that the greatest possible distance is provided between the frequencies of the first and second frequency bands.
  • a frequency duplex method is used in the first frequency band and a time duplex method in the second frequency band to separate the transmission directions.
  • the allocation of capacity to the transmission directions can be influenced in a frequency band by shifting switching points between the up and down direction.
  • the radio transmission is carried out in the upward direction in the first frequency band.
  • higher data rates are required in the downward direction than in the upward direction.
  • the connection can be carried out depending on the traffic or time.
  • the frequency bands are broadband and the data components are spread with a subscriber or channel-specific spreading code.
  • subscriber separation therefore takes place according to a CDMA subscriber separation process.
  • one or more base stations of one or more further radio communication systems are installed at one location without restricting flexibility.
  • the frequency bands of the base stations that are used for another transmission mode e.g. TDD
  • TDD transmission mode
  • 3A shows a frequency allocation according to the invention to four network and 3B operators
  • 4 shows a frequency allocation according to the invention to four network operators, some of which have the same location of the base stations and any use of different transmission methods in the paired band
  • 5 shows a frequency allocation according to the invention to six network operators
  • 6 shows a frequency allocation according to the invention to six
  • Fig. 7 block diagram of a radio communication system
  • the TDD mode is a time-division duplex method for separating the transmission directions UL, DL, so that, in contrast to the frequency duplex method (FDD), transmission capacity in the downward direction DL is also set in a frequency band for the upward direction UL by setting the switchover points accordingly Can be made available.
  • the design of the radio interface in TDD mode can be found, for example, in DE 198 27 700.
  • Asymmetrical data services that are particularly supported by the TDD mode are, for example, Internet or packet data services.
  • TDD mode 16 time slots in TDD mode, of which two time slots are used for control channels, 14 time slots remain for the traffic data.
  • An asymmetrical capacity allocation provides, for example, 13 time slots in the downward direction DL and only one in the upward direction UL.
  • the time slots are distributed more evenly over the transmission directions.
  • the use of the TDD mode in these frequency bands f6, f9, flO, fl4 and fl ⁇ can be switched on and off as required. If in a radio communication system and for a base station the traffic is completely the same in both transmission directions, it is more advantageous to operate both paired frequency bands, for example f6 and g ⁇ , in FDD mode.
  • the decisions about the setting of the switchover point or about the use of the modes are made depending on the traffic volume by a facility for radio resource management. This can also be used to support time-fluctuating, particularly high data rates in the downward direction DL with a good capacity utilization for a radio communication system.
  • the TDD mode or the FDD mode in only one transmission direction is preferably used by the asymmetrical services and the FDD mode in both transmission directions by the symmetrical services.
  • an upper band g5 to gl ⁇ also belongs to each n lower band f5 to fl ⁇ .
  • a frequency is used for TDD.
  • a frequency band of the upward direction UL in the paired band is assigned to TDD
  • a frequency band is free in the downward direction DL of the paired band.
  • This free frequency band can also be used to distribute subscribers in the downward direction DL of the paired band.
  • the upper bands include the frequency bands g5, g9 and gl3.
  • the frequency band f5 is now used for the TDD mode, then the frequency bands f9 and fl3 are available for the FDD mode upward direction UL, but for the FDD mode downward direction DL it can use the frequency bands g5, g9 and gl3 to use. It thus has the possibility of distributing the subscribers in the downward direction DL to three frequency bands instead of only two frequency bands as in the upward direction UL. This reduces the interference in the downward direction DL.
  • the transmission filters can be implemented with simpler filters and are therefore cheaper and have a smaller volume. For example, assuming a bandwidth in the UMTS mobile radio system of 5 MHz, when using frequencies f5 and f9 at one location, the frequency spacing is equal to 15 MHz.
  • the interference caused by the transmission in TDD mode is so low that a 6 high-Q ceramic resonator filter is sufficient as a transmission filter to reduce the interference.
  • Such a filter is also sufficient if there is only 5 MHz between the frequency bands of the two modes (only one frequency band is in between).
  • FIGS. 3A and 3B A possible constellation of frequency allocation for four network operators is shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the frequency bands fl to f4 denote the unpaired band, the frequency bands f5 to fl ⁇ the upward direction UL of the paired band and the frequency bands g5 to gl6 the downward direction DL of the paired band.
  • the frequency assignments according to FIGS. 5 and 6 are advantageous. Instead of three, only two frequency bands are available per radio communication system in both transmission directions UL, DL of the paired band, and not every radio communication system also has its own frequency band in the unpaired band. In the constellation shown in FIG. 6, three operators can also use a common location.
  • the structure of the radio communication system shown in FIG. 7 corresponds to a known GSM mobile radio network, which consists of a multiplicity of mobile switching centers MSC which are networked with one another or have access to them establish a fixed network PSTN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one facility for radio resource management RNC. Each device for radio resource management RNC in turn enables a connection to at least one base station BS.
  • a base station BS is a radio station which can establish a radio connection to subscriber stations, for example mobile stations MS, via a radio interface.
  • An operations and maintenance center OMC implements control and maintenance functions for the mobile network or for parts of it.
  • the functionality of this structure is used by the radio communication system according to the invention; however, it is also applicable to other radio communication systems, e.g. to the wireless subscriber line, transferable, in which the invention can be used.
  • Each of the base stations BS uses frequency bands f5, f9, fl3 or f ⁇ , flO, fl4 in the upward direction UL of the paired band, each of which does not form a contiguous block, but is separated by at least one frequency band from another radio communication system. This results in a separation of the center frequencies of the frequency bands f5, f9, fl3 from here 20 MHz within one location. If the two base stations BS are installed at a common location, then the second base station should use the frequency bands f7, fll and fl5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß wird davon ausgegangen, daß sich zumindest zwei Funk-Kommunikationssysteme räumlich überlagern und in einem Funk-Kommunikationssystem die Funkschnittstelle zumindest ein erstes und ein zweites Frequenzband umfaßt. Im Sinne der Frequenzvergabe werden einem Funk-Kommunikationssystem mehrere Frequenzbänder nicht blockweise vergeben, sondern zumindest ein Frequenzband eines weiteren Funk-Kommunikationssystems zwischen den Frequenzen des ersten und zweiten Frequenzbands angeordnet. Es liegt also ein Mindestabstand zwischen den an einem Standort verwendeten Frequenzbändern vor. Damit kann im UMTS ein Frequenzband des FDD-Modus in Aufwärtsrichtung auch im TDD-Modus genutzt und asymmetrische Datendienste besser unterstützt werden.

Description

Beschreibung
Frequenzbandvergabe an Funk-Kommunikationssysteme
Die Erfindung betrifft ein Funk-Kom umkationssystem mit Basisstationen und Teilnehmerstationen, dessen Nutzung von Frequenzbandern für die Funkschnittstelle mit denen weiterer räumlich überlagerter Funk-Kommunikationssysteme koordiniert
In Funk-KommunikationsSystemen werden Nachrichten (beispielsweise Sprache, Bildinformation oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle übertragen. Die Funkschnittstelle bezieht sich auf eine Ver- bindung zwischen einer Basisstation und Teilnehmerstationen, wobei die Teilnehmerstationen Mobilstationen oder ortsfeste Funkstationen sein können. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Tragerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukunftige Funk-Kommunikationssysteme, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.
Für UMTS erfolgt die Frequenzvergabe an die Netzbetreiber demnächst. Das UMTS Band besteht aus ungepaarten Bandern (unpaired band) und gepaarten Bandern (paired band) . Für die dritte Mobilfunkgeneration sind zwei Modi vorgesehen, wobei ein Modus einen FDD-Betrieb (frequency division duplex) , siehe ETSI STC SMG2 UMTS-Ll, Tdoc SMG2 UMTS-Ll 221/98, vom 25.8.1998, und der andere Modus einen TDD-Betrieb (time diVision duplex), siehe DE 198 27 700, bezeichnet. Die Betriebsarten sollen nach den Beschlüssen der Standardisie- runsbehorde m unterschiedlichen Frequenzbandern ihre Anwen- düng finden. In den ungepaarten Bändern soll TDD zum Einsatz kommen, wogegen in den gepaarten Bändern FDD zum Einsatz kommen soll. Das eine ungepaarte Band ist im Frequenzbereich von 1900 bis 1920 MHz und das andere im Frequenzbereich von 2010 bis 2025 MHz. Das Band für die Aufwärtsrichtung des gepaarten Bandes ist im Frequenzbereich von 1920 bis 1980 MHz und das Band für die Abwärtsrichtung des gepaarten Bandes im Frequenzbereich von 2110 bis 2170 MHz. Der Duplexabstand für das gepaarte Band beträgt somit 190 MHz.
Teile dieser Bänder werden an unterschiedliche Netzbetreiber vergeben, wobei wie bei den bisherigen Funk-Kommunikationssystemen (siehe GSM global system for mobil Communications) jeweils ein zusammenhängender Block von Frequenzbändern an einen Netzbetreiber zugeteilt werden soll. Fig. 1 zeigt dazu einen Vergabeplan der Bänder fl bis flβ an vier verschiedene Netzbetreiber (Operatoren) Opl bis Op4.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, mit geringen Kosten eine flexiblere Nutzung der einem Funk-Kommunikationssystem zur Verfügung stehenden Frequenzbänder zu erreichen. Diese Aufgabe wird durch das Funk-Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß wird davon ausgegangen, daß sich zumindest zwei Funk-Kommunikationssysteme räumlich überlagern und in einem Funk-Kommunikationssystem die Funkschnittstelle zumindest ein erstes und ein zweites Frequenzband umfaßt. Im Sinne der Frequenzvergabe werden einem Funk-Kommunikationssystem mehrere Frequenzbänder nicht blockweise vergeben, sondern zumindest ein Frequenzband eines weiteren Funk-Kommunika- tionssystems zwischen den Frequenzen des ersten und zweiten Frequenzbands angeordnet. Es liegt also ein Mindestabstand zwischen den an einem Standort verwendeten Frequenzbändern vor. Im gepaarten Band ist die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität in beiden Übertragungsrichtungen gleich. Ist im Funk-Kommunikationssystem die Datenübertragung im Mittel asymmetrisch, also in Auf- und Abwärtsrichtung sind nicht die gleichen Datenmengen zu übertragen, so ergibt sich ein Problem bezüglich der Kapazitätsauslastung. Erfindungsgemäß besteht jedoch zwischen den Frequenzbändern eines Standorts, d.h. beispielsweise einer Basisstation ein Mindestabstand, der eine gegenseitige Störung der Funkübertragung in beiden Frequenzbändern verringert, selbst wenn in der Basisstation alle dem Netzbetreiber zur Verfügung gestellten Frequenzbänder genutzt werden. Damit ist auch eine höhere Flexbilität bei einer wahlweisen Nutzung unterschiedlicher Ubertragungs- modi in den Frequenzbändern gegeben.
Der Mindestabstand beträgt zumindest ein Frequenzband, vorteilhafterweise jedoch mehrere Frequenzbänder, die beispielsweise mehreren Funk-Kommunikationssystemen zugeteilt sind. Es ist zur Störungsminimierung vorteilhaft, daß zwischen den Frequenzen des ersten und zweiten Frequenzbands ein möglichst großer Abstand vorgesehen ist.
Um die Kapazitätsauslastung in einem UMTS-System zu verbessern, werden im ersten Frequenzband ein Frequenzduplex-Ver- fahren und im zweiten Frequenzband ein Zeitduplex-Verfahren zur Separierung der Übertragungsrichtungen benutzt. Beim Zeitduplex-Verfahren kann in einem Frequenzband durch Verschiebung von Umschaltpunkten zwischen Auf- und Abwärtsrichtung die Kapazitätsvergabe an die Übertragungsrichtungen beeinflußt werden.
Nach der folgenden vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird im ersten Frequenzband die Funkübertragung in Aufwärtsrichtung durchgeführt. Bei asymmetrischen Datendiensten kann man davon ausgehen, daß höhere Datenraten in Abwärtsrichtung als in Aufwärtsrichtung gefordert werden. Im Frequenzband für die Aufwärtsrichtung (gepaartes Band) besteht eine Überkapa- zität, die durch Einsatz eines Zeitduplex-Verfahrens zumin¬ dest teilweise und/oder zeitweilig für die Abwärtsrichtung genutzt werden kann. Man kann die Hinzuschaltung verkehrsabhängig oder auch zeitabhängig durchführen.
Um die Vorteile der flexiblen Kapazitätserhöhung (soft capa- city) durch Zuweisung zusätzlicher Codes oder eine Veränderung des Spreizfaktors zu nutzen, sind die Frequenzbänder breitbandig und die Datenanteile sind mit einem teilnehmer- bzw. kanalindividuellen Spreizcode gespreizt. In den Frequenzbändern erfolgt eine Teilnehmerseparierung deshalb nach einem CDMA-Teilnehmerseparierungsverfahren.
Bei einer entsprechenden Frequenzbandvergabe sind ohne Ein- schränkung der Flexiblität an einem Standort eine oder mehrere Basisstationen eines oder mehrerer weiterer Funk-Kommunikationssystem angebracht. Die Frequenzbänder der Basisstationen, die für einen anderen Übertragungsmodus (z.B. TDD) genutzt werden, dürfen dabei jedoch nicht an andere Frequenz- bänder des gleichen Standorts angrenzen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen
Fig 1 eine Frequenzvergabe an mehrere Netzbetreiber nach dem Stand der Technik,
Fig 2 eine Frequenzvergabe an mehrere Netzbetreiber nach dem Stand der Technik unter Nutzung unterschiedlicher Übertragungsverfahren im gepaarten Band,
Fig 3A eine erfindungsgemäße Frequenzvergabe an vier Netz- und 3B betreiber,
Fig 4 eine erfindungsgemäße Frequenzvergabe an vier Netz- betreiber mit zum Teil gleichem Standort der Basisstationen und beliebiger Nutzung unterschiedlicher Übertragungsverfahren im gepaarten Band, Fig 5 eine erfindungsgemäße Frequenzvergabe an sechs Netzbetreiber,
Fig 6 eine erfindungsgemäße Frequenzvergabe an sechs
Netzbetreiber mit zum Teil gleichem Standort der Basisstationen und beliebiger Nutzung unterschiedlicher Ubertragungsverfahren im gepaarten Band,
Fig 7 Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssystems, und
Fig 8 die Koexistenz zweier Funk-Kommunikationssysteme.
In Fig 2 ist die blockweise Vergabe von Frequenzbändern an die Netzbetreiber Opl bis Op4 gezeigt, wobei in einigen der Frequenzbänder f β, f9, flO, fl4 und flβ der Aufwärtsrichtung UL des gepaarten Bandes statt dem ursprünglich im UMTS vorge- sehenen FDD-Modus der TDD-Modus verwendet wird. Der TDD-Modus ist ein Zeitduplex-Verfahren zur Separierung der Übertragungsrichtungen UL, DL, so daß im Gegensatz zum Frequenz- duplex-Verfahren (FDD) auch in einem Frequenzband für die Aufwärtsrichtung UL durch entsprechende Einstellung der Um- schaltpunkte Übertragungskapazität in Abwärtsrichtung DL zur Verfügung gestellt werden kann. Die Gestaltung der Funkschnittstelle im TDD-Modus kann beispielsweise DE 198 27 700 entnommen werden. Durch den TDD-Modus besonders unterstützte asymmetrische Datendienste sind beispielsweise Internet- oder Paketdatendienste.
Geht man im TDD-Modus von 16 Zeitschlitzen aus, von denen zwei Zeitschlitze für Kontrollkanäle benutzt werden, so bleiben für die Verkehrsdaten noch 14 Zeitschlitze übrig. Eine asymmetrische Kapazitätszuteilung sieht z.B. 13 Zeitschlitze in Abwärtsrichtung DL und nur einen in Aufwärtsrichtung UL vor. Bei der Anforderung von symmetrischen Daten, wie z.B. Sprache oder anderen durchgeschalteten Diensten (circuit switched Services) werden die Zeitschlitze gleich- mäßiger auf die Übertragungsrichtungen verteilt. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, daß der Einsatz des TDD-Modus in diesen Frequenzbändern f6, f9, flO, fl4 und flβ je nach Bedarf zu- und abgeschaltet werden kann. Ist in einem Funk-Kommunikationssystem und für eine Basisstation der Verkehr in beiden Übertragungsrichtungen völlig gleich, so ist es vorteilhafter, beide gepaarte Frequenzbänder z.B. f6 und gβ im FDD-Modus zu betreiben.
Die Entscheidungen über die Einstellung des Umschaltpunktes bzw. über die Benutzung der Modi wird abhängig vom Verkehrs- aufkommmen von einer Einrichtung zum Funkressourcenmanagement getroffen. Damit können auch zeitlich schwankende besonders hohe Datenraten in Abwärtsrichtung DL bei gleichzeitig guter Kapazitätsauslastung für ein Funk-Kommunikationssystem unter- stützt werden. Bei der Ressourcenvergabe sollte beachtet werden, daß der TDD-Modus oder der FDD-Modus in nur einer Übertragungsrichtung bevorzugt von den asymmetrischen Diensten und der FDD-Modus in beiden Übertragungsrichtungen von den symmetrischen Diensten benutzt wird.
Ferner ist noch zu erwähnen, daß zu jede n Unterband f5 bis flβ auch ein Oberband g5 bis glβ gehört. Somit liegt eine ungleichmäßige Verteilung der Teilnehmer im gepaarten Band vor, falls eine Frequenz für TDD benutzt wird.
Ist zum Beispiel ein Frequenzband der Aufwärtsrichtung UL im gepaarten Band für TDD vergeben, so hat man in Abwärtsrichtung DL des gepaarten Bands ein Frequenzband frei. Auf dieses freie Frequenzband kann man auch Teilnehmer in Abwärtsrich- tung DL des gepaarten Bandes verteilen. Hat beispielsweise ein Netzbetreiber die Frequenzbänder f5, f9 und fl3, dann gehören dazu im Oberband die Frequenzbänder g5, g9 und gl3.
Wird jetzt das Frequenzband f5 für den TDD-Modus verwendet, dann stehen für den FDD-Modus Aufwärtsrichtung UL die Frequenzbänder f9 und fl3 zur Verfügung, aber für den FDD-Modus Abwärtsrichtung DL kann er die Frequenzbänder g5, g9 und gl3 benutzen. Er hat somit die Möglichkeit, die Teilnehmer in Abwärtsrichtung DL auf drei Frequenzbänder zu verteilen anstatt wie in Aufwärtsrichtung UL auf nur zwei Frequenzbänder. Dadurch reduzieren sich die Interferenzen in Abwärtsrichtung DL.
Falls jedoch ein Netzbetreiber, z.B. Opl, an einem Standort den TDD- (f6) und den FDD-Modus (f5, f7) im gepaarten Band in Aufwärtsrichtung UL benutzen möchte und die Frequenzen wie in Fig 2 benachbart sind, dann stört die Abwärtsrichtung DL des TDD-Modus (Senden der Basisstation in fβ) die Aufwärtsrichtung UL des FDD-Modus (Empfangen der Basisstation in f5, f7) . Um diese Störungen (Interferenzen) zwischen der Signalübertragung der Nachbarfrequenzen auf ein Minimum zu reduzieren sind die Anforderungen an ein Sendefilter des TDD-Modus sehr hoch, so daß mindestens 14 High-Q-Keramik-Resonantor Filter benötigt werden. Solche Filter sind sehr teuer und haben ein großes Volumen.
Sind die Frequenzbänder des TDD- und FDD-Modus an einem
Standort nicht benachbart, so sind die Anforderungen an das Sendefilter nicht so hoch. In diesem Fall können die Sendefilter mit einfacheren Filtern realisiert werden und sind daher preisgünstiger und haben auch ein kleineres Volumen. Geht man beispielsweise von einer Bandbreite im UMTS-Mobil- funksystem von 5 MHz aus, so ist bei einer Nutzung von Frequenzen f5 und f9 an einem Standort der Frequenzabstand gleich 15 MHz. Hierbei sind die Störungen, verusacht durch den Sendebetrieb im TDD-Modus, so gering, daß ein 6 High-Q- Keramik-Resonator Filter als Sendefilter zur Reduzierung der Störungen ausreichend ist. Solch ein Filter ist auch ausreichend, wenn nur 5 MHz zwischen den Frequenzbändern der beiden Modi liegen (nur ein Frequenzband liegt dazwischen) .
Damit der TDD- und der FDD-Modus im gepaarten Band an einem Standort in beliebiger Konstellation koexistieren kann wird vorgeschlagen, keine blockweise Vergabe der Frequenzbänder an die Netzbetreiber und damit an die Funk-Kommunikationssysteme vorzusehen, sondern zwischen den Frequenzbändern ein oder mehrere Frequenzbänder freizulassen und diese anderen Netzbetreibern zuzuteilen. Man kann in diesem, in den Fig 3A und 3B gezeigten Fall, von einem Interleaving der Frequenzen sprechen.
Eine mögliche Konstellation der Frequenzvergabe für vier Netzbetreiber ist in den Fig 3A und 3B gezeigt. Dabei bezeichnen die Frequenzbänder fl bis f4 das ungepaarte Band, die Frequenzbänder f5 bis flβ die Aufwärtsrichtung UL des gepaarten Bands und die Frequenzbänder g5 bis gl6 die Abwärtsrichtung DL des gepaarten Bands.
Mit solch einer Frequenzvergabe besteht sogar die Möglichkeit, daß mindestens zwei Netzbetreiber einen gemeinsamen Standort benutzen, ohne höhere Anforderungen an die Sendefilter der Basisstation zu stellen. Zwischen den Frequenzbändern ist immer ein Abstand von 5 MHz. In diesem, in Fig 4 gezeigten Fall können die Netzbetreiber an einem Standort den gesamten Frequenzvorrat ausschöpfen, um eine große Kapazität den Benutzern zur Verfügung zu stellen.
Falls nicht vier, sondern sechs Netzbetreiber parallel exi- stieren, sind die Frequenzvergaben nach Fig 5 und Fig 6 vorteilhaft. Dabei stehen pro Funk-Kommunikationssystem statt drei nur je zwei Frequenzbänder in beiden Ubertragungsrich- tungen UL, DL des gepaarten Bandes zur Verfügung und nicht jedes Funk-Kommunikationssystem hat auch ein eigenes Fre- quenzband im ungepaarten Band. Bei der in Fig 6 gezeigten Konstellation können auch drei Betreiber einen gemeinsamen Standort nutzen.
Das in Fig 7 dargestellte Funk-Kommunikationssystem ent- spricht in seiner Struktur einem bekannten GSM-Mobilfunknetz, das aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC besteht, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobil- ver ittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung zum Funkressourcenmanagement RNC verbunden. Jede Einrichtung zum Funkressourcenmanagement RNC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS . Eine solche Basisstation BS ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle eine Funkverbindung zu Teilnehmerstationen, z.B. Mobilstationen MS aufbauen kann.
In Fig 7 ist beispielhaft eine Funkverbindung zur Übertragung von Nutzinformationen und Signalisierungsinformationen zwischen einer Mobilstation MS und einer Basisstation BS dargestellt. Ein Operations- und WartungsZentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunknetz bzw. für Teile davon. Die Funktionalität dieser Struktur wird vom Funk-Kommunikationssystem nach der Erfindung genutzt; sie ist jedoch auch auf andere Funk-Kommunikationssysteme, z.B. zum drahtlosen Teilnehmeranschluß, übertragbar, in denen die Erfindung zum Einsatz kommen kann.
In Fig 8 sind zwei Basisstationen BS unterschiedlicher, räumlich überlagerter Funk-Kommunikationssysteme, z.B. betrieben von Netzbetreibern Opl und Op2 dargestellt. Jede der Basisstationen BS nutzt Frequenzbänder f5, f9, fl3 bzw. fβ, flO, fl4 in der Aufwärtsrichtung UL des gepaarten Bandes die jeweils keinen zusammenhängenden Block bilden, sondern durch mindestens ein Frequenzband eines weiteren Funk-Kommunikationssystems getrennt sind. Damit ergibt sich innerhalb eines Standorts eine Trennung der Mittenfrequenzen der Frequenz- bänder f5, f9, fl3 von hier 20 MHz. Sollten die zwei Basis- stationen BS an einem gemeinsamen Standort montiert werden, dann sollte die zweite Basisstation die Frequenzbänder f7, fll und fl5 nutzen.

Claims

Patentansprüche
1. Funk-Kommunikationssystem mit Basisstationen (BS) und Teilnehmerstationen (MS) , die über eine Funkschnittstelle miteinander verbunden sind,
- dessen Funkschnittstelle zumindest ein erstes und ein zweites Frequenzband (f5, f9) für jeweils die gleiche Übertragungsrichtung (UL) umfaßt,
- und das sich räumlich mit einem zweiten Funk- Kommunikationssystem überlagert, das eine Funkschnittstelle aufweist, die weitere Frequenzbänder (fβ, flO) umfaßt, die benachbart zum ersten und zweiten Frequenzband angeordnet sind und sich von den Frequenzbändern des ersten Funk- KommunikationsSystems unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Frequenzen des ersten und des zweiten Frequenzbands (f5, f9) des ersten Funk-Kommunikationssystems zumindest eines der Frequenzbänder (fβ, flO) des zweiten Funk-Kommunikationssystems angeordnet ist.
2. Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Frequenzbänder (fβ, f7, f8) mehrerer Funk-Kommunikationssysteme zwischen den Frequenzen des ersten und zweiten Frequenzbands (f5, f9) angeordnet sind.
3. Funk-Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Frequenzen des ersten und zweiten Frequenzbands (f5, f9) ein möglichst großer Abstand vorgesehen ist.
4. Funk-Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Frequenzband (f5) für eine Übertragung in eine Übertragungsrichtung nach einem Frequenzduplex-Verfahren (FDD) und das zweite Frequenzband (f9) für eine Übertragung nach einem Zeitduplex-Verfahren (TDD) zur Separierung der Übertragungsrichtungen (UL, DL) benutzt wird.
5. Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Frequenzband (f5) die Funkübertragung in Aufwärtsrichtung (UL) durchgeführt wird.
6. Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung mit Zeitduplex-Verfahren verkehrsabhängig und/oder zeitabhängig hinzugeschaltet wird.
7. Funk-Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite der Frequenzbänder (fl bis flβ, g5 bis glβ) 5 MHz beträgt.
8. Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilnehmerseparierung in den Frequenzbändern (fl bis flβ, g5 bis glβ) nach einem CDMA-Teil- neh erseparierungsverfahren erfolgt .
9. Funk-Kommunikationssystem nach einem der vorherigen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Standort eine oder mehrere Basisstationen (BS) eines oder mehrerer weiterer Funk-Kommunikationssysteme angebracht sind, wobei deren Frequenzbänder (fl bis flβ, g5 bis glβ) nicht anein- andergrenzen.
PCT/DE2000/000028 1999-01-18 2000-01-03 Frequenzbandvergabe an funk-kommunikationssysteme WO2000042800A1 (de)

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