DE4432928C2

DE4432928C2 - TDMA mobile radio system

Info

Publication number: DE4432928C2
Application number: DE19944432928
Authority: DE
Inventors: Michael Faerber
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 1994-09-15
Filing date: 1994-09-15
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2014-09-16
Also published as: DE4432928A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein TDMA-Mobilfunksystem mit mindestens einer ortsfesten Funkstation (BTS) und mehreren be weglichen Stationen sowie Funkübertragungskanälen für die Si gnalisierung und Sprachübertragung (BCCH und TCH).The invention relates to a TDMA mobile radio system at least one fixed radio station (BTS) and several be mobile stations and radio transmission channels for the Si gnalization and voice transmission (BCCH and TCH).

In Übertragungssystemen wird Frequenzspringen (frequency hop ping) benutzt, um Interferenzeffekte zu minimieren. Die Verwen dung in Mobilfunksystemen beinhaltet zwei Effekte, nämlich um die Mehrwegeausbreitungen und Gleichkanalstörungen einzugren zen. TDMA-Systeme sind in der Lage, die Frequenz zwischen zwei aktiven Teilen der Bursts zu ändern. Dabei ist die Implementie rung in der Mobilstation einfacher, da ein Puls/Pausen-Verhält nis vorhanden ist, das genügend Zeit gibt für die Abstimmung der Mobilstation auf eine neue Frequenz während der Idle-Zeit. Die Implementierung der Basisstation (BTS) ist schwieriger. Je der Burst eines TDMA-Rahmens kann aktiv sein; daher verbleiben lediglich die Schutzperioden (guard periods) zwischen den Bursts. Dies ist in einer Basisstation mit frequency hopping zu berücksichtigen.Frequency hopping is used in transmission systems ping) is used to minimize interference effects. The use in mobile radio systems includes two effects, namely um to limit the multipath and co-channel interference Zen. TDMA systems are able to set the frequency between two to change active parts of the bursts. Here is the implementation tion in the mobile station is easier because of a pulse / pause ratio nis that gives enough time for the vote the mobile station to a new frequency during idle time. Implementing the base station (BTS) is more difficult. Each the burst of a TDMA frame can be active; therefore remain only the guard periods between the Bursts. This is in a base station with frequency hopping too consider.

Das Mobilfunksystem GSM hat bestimmte Anforderungen aufgrund der GSM-Systemgestaltung. Aus der Sicht einer Mobilstation darf der Träger, der den BCCH (broadcast channel = Kontrollkanal) einer Zelle trägt, nicht im TDMA-Mode arbeiten. Die Mobilsta tion benötigt eine Baken-Frequenz pro Zelle für die Durchfüh rung aller Idle-Mode-Verfahren (cell selection, location up- date), ebenso für die Korrektur des MS-Frequenz-Offset und die Synchronisation der Mobilstation auf die Zelle. Dies erfordert, daß der Träger ständig (CW-Mode = continous wave) präsent zu sein hat, mit der zellspezifischen maximalen Leistung sendet und keine Downlink-Leistungskontrolle durchführt. Zeitschlitze, die verkehrsmäßig nicht ausgefüllt sind, werden mit Scheinmu stern ausgefüllt.The GSM mobile radio system has certain requirements the GSM system design. From the perspective of a mobile station the carrier that broadcasts the BCCH (broadcast channel = control channel) a cell, does not work in TDMA mode. The Mobilsta tion requires a beacon frequency per cell for the implementation All idle mode processes (cell selection, location up- date), also for the correction of the MS frequency offset and the Synchronization of the mobile station on the cell. This requires that the wearer is constantly present (CW mode = continous wave) has to be with the cell-specific maximum power and does not perform downlink performance monitoring. Time slots, that are not filled in traffic, with Scheinmu filled in star.

Die BTS-Implementierung ermöglicht zwei Möglichkeiten, nämlich Baseband-Hopping und Synthesizer-Hopping.The BTS implementation enables two options, namely Baseband hopping and synthesizer hopping.

Baseband-Hopping ist implementiert durch Aufteilung des Trans ceivers (TRX) in zwei Teile. Zwischen den beiden Teilen eines Transceivers ist eine Einheit (Multiplexer) angeordnet zur Zu teilung des Basisbandsignals zu verschiedenen RF-Teilen. Der Vorteil besteht darin, daß alle RF-Teile mit festen Frequenzen arbeiten, d. h. es ist kein Unterschied in der Komplexität ver glichen mit einer nicht springenden Anwendung. Diese feste Fre quenz-Zuordnung erlaubt den Gebrauch einer frequenzselektiven Antennencombiningeinrichtung.Baseband hopping is implemented by dividing the trans ceivers (TRX) in two parts. Between the two parts of one Transceivers is a unit (multiplexer) arranged to the division of the baseband signal to different RF parts. The The advantage is that all RF parts with fixed frequencies work, d. H. there is no difference in complexity ver compared to a non-jumping application. This fixed fre Frequency assignment allows the use of frequency selective Antenna combining facility.

Synthesizer-Hopping erfordert keine Aufteilung zwischen Basis band und Radiofrequenz RF. Der Transceiver ändert seine Fre quenz von Zeitschlitz zu Zeitschlitz. Dies erfordert eine hohe Komplexität in der RF-Hardware. Der Synthesizer muß während der Schutzzeit zwischen zwei aktiven Teilen der Bursts eine Fre quenzumstimmung durchführen. Hierfür muß die Leistung rampenar tig abfallen, um eine zeitweilige Spektrumsverunreinigung bei der Ausbreitung der Leistung über dem Frequenzband zu verhin dern.Synthesizer hopping does not require a base split band and radio frequency RF. The transceiver changes its fre sequence from time slot to time slot. This requires a high level Complexity in the RF hardware. The synthesizer must be used during the Protection time between two active parts of the bursts one Fre Carry out a change of frequency. For this, the performance must be rampant tig fall to temporarily contaminate the spectrum to prevent the power from spreading over the frequency band other.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, ist es GSM-spezifisch dem Träger, der das BCCH-Signal trägt, nicht gestattet, seine Fre quenz zu wechseln. Verkehrskanäle (TCH), die sich auf diesem Träger befinden, können am Frequency-Hopping nicht teilnehmen, es sei denn, das Hopping wird im Basisband durchgeführt. Im Falle von Synthesizer-Hopping darf der Träger des BCCH nicht am Hopping teilnehmen. Als Folge davon fällt die Flächenversorgung der Träger unterschiedlich aus. Baseband-Hopping wiederum ist ineffektiv bei kleiner Kanalzahl, da die Zahl der zur Verfü gung stehenden Frequenzen zu klein ist.As already stated above, it is GSM specific Carrier carrying the BCCH signal does not allow its Fre to switch quenz. Traffic channels (TCH) that are on this Bearers cannot participate in frequency hopping, unless hopping is done in the baseband. in the In the case of synthesizer hopping, the carrier of the BCCH may not on Participate in hopping. As a result, the area supply falls the carrier looks different. Baseband hopping is in turn ineffective with a small number of channels, since the number of available standing frequencies is too small.

In kleinen Basisstationen mit kleiner Kanalzahl ist also Baseband-Hopping ineffektiv. Andererseits ist Synthesizer- Hopping im GSM-System nicht für alle Träger erlaubt. Die Fol ge sind unterschiedliche Bedeckungen je Träger und den ihnen zugeordneten Kanälen.So in small base stations with a small number of channels Baseband hopping ineffective. On the other hand, synthesizer Hopping in the GSM system is not allowed for all carriers. The fol ge are different coverings per carrier and theirs assigned channels.

Aus WO 93/20625 ist eine Basisstation für ein zellulares Fre quency-Hopping TDMA Funkkommunikationssystem bekannt, das zu mindest zwei Sendeeinrichtungen aufweist, die jeweils Zumin dest einen Sender enthalten, die mit unterschiedlichen Anten nen verbunden sind.From WO 93/20625 is a base station for a cellular Fre quency-hopping TDMA radio communication system known to has at least two transmitters, each at least least contain a transmitter with different antennas are connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung anzuge ben für eine gute Flächenversorgung für Basisstationen.The invention has for its object to provide a solution ben for a good supply of space for base stations.

Diese Aufgabe wird bei einem Mobilfunksystem der eingangs be schriebenen Art gelöst durch eine Kombination aus Baseband- Hopping und Synthesizer-Hopping, wobei das Baseband-Hopping die Sprachkanäle auf die unterschiedlichen Träger verteilt und mindestens einer der Träger mit der Zeit seine Frequenz ändert.This task is the beginning of a mobile radio system written type solved by a combination of baseband Hopping and synthesizer hopping, with baseband hopping the voice channels are distributed among the different carriers and at least one of the carriers over time its frequency changes.

Bei einer kleinen Basisstation mit zwei Trägern kann dies in der Weise erfolgen, daß das Baseband-Hopping einen Verkehrs kanal (TCH) zyklisch auf beide Träger verteilt und einer der beiden Träger zusätzlich seine Frequenz über der Zeit verän dert.With a small base station with two carriers, this can be done in the way that the baseband hopping a traffic channel (TCH) cyclically distributed to both carriers and one of the both carriers also change its frequency over time different.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

In der Figur ist im Blockschaltbild die kombinierte Synthesi zer/Baseband-Hopping-Architektur für eine kleine Basisstation BTS dargestellt. Dabei sind die Schaltungsteile für die Ra diofrequenzen RF1 und RF2 mit 1 bezeichnet, die Schaltungs teile des Basisbandes BB1 und BB2 mit 3 und der dazwischen liegende Multiplexer mit 2. Die Schaltungsteile 1 für die Ra diofrequenzen RF1 und RF2 sind mit einer Antenne 4 verbunden, an den Schaltungsteil für die Radiofrequenz RF2 ist ein Syn thesizer 5 angeschlossen. Die Signalwege der einzelnen Zeit schlitze T0, T1, T2 und T3 sind für einen Rahmen in einem punktierten Linienzug, einem strichlierten Linienzug, einem strichlierten Lini enzug mit zwischengefügten doppelten Punkten und einem strich lierten Linienzug mit einzeln eingefügten Punkten gezeichnet. Der Signalweg in den Zeitschlitzen T0 und T2 verläuft zwischen dem Radiofrequenzteil RF1 und dem Basisbandteil BB1, die Si gnalwege der Zeitschlitze T1 und T3 zwischen dem Radiofrequenz teil RF2 und dem Basisbandteil BB1. Im folgenden Rahmen wird die Zuordnung der Zeitschlitze durch die Multiplexer ver tauscht. Somit werden Sprachkanäle TCH, die einem Zeitschlitz zugeordnet sind, zyklisch zwischen hoppingfähigen und hopping unfähigen Trägern verteilt. Die Frequenzzuteilung für einen Sprachkanal erfolgt beispielsweise im Zeitschlitz Nummer 2, was sich über der Zeit in folgender Weise darstellt: fα fκ fα fε fα fκ fα fε...In the figure, the combined synthesizer / baseband hopping architecture for a small base station BTS is shown in the block diagram. The circuit parts for the Ra diofrequenzen RF1 and RF2 with 1, the circuit parts of the baseband BB1 and BB2 with 3 and the intermediate multiplexer with 2. The circuit parts 1 for the Ra diofrequenzen RF1 and RF2 are connected to an antenna 4 , a Syn thesizer 5 is connected to the circuit part for the radio frequency RF2. The signal paths of the individual time slots T0, T1, T2 and T3 are drawn for a frame in a dotted line, a dashed line, a dashed line with double points inserted between them and a dashed line with individually inserted points. The signal path in the time slots T0 and T2 runs between the radio frequency part RF1 and the baseband part BB1, the signal paths of the time slots T1 and T3 between the radio frequency part RF2 and the baseband part BB1. In the following frame, the assignment of the time slots is interchanged by the multiplexers. Thus, voice channels TCH, which are assigned to a time slot, are cyclically distributed between carriers capable of hopping and those unable to hopping. The frequency allocation for a voice channel takes place, for example, in time slot number 2, which is represented over time in the following way: fα fκ fα fε fα fκ fα fε ...

Jeder Sprachkanal (TCH) einer solchen Basisstation ist in der Lage, das Hopping durchzuführen. Hierfür wird durch das Base band-Hopping ein Sprachkanal zyklisch auf die beiden Träger der 2-Träger-Basisstation verteilt. Es handelt sich dabei um eine periodische Sequenz, und jeder zweite Zeitschlitz ist derselben Frequenz zugeordnet. Dies zeigt auch die vorstehend aufge schriebene Frequenzfolge, in der die Frequenz fα sich an jeder zweiten Stelle wiederholt. Zusätzlich wird einer der beiden Träger (im Ausführungsbeispiel der Träger für die Radiofrequenz RF2) durch den Synthesizer 5 über der Zeit verändert. Dies sind die Frequenzen fκ und fε, die sich an jeder vierten Position der oben gezeichneten Frequenzfolge wiederholen. Die Frequenz folge kann auch größer sein, d. h. maximal den verbleibenden Frequenzvorrat des Systems verwenden.Each voice channel (TCH) of such a base station is able to perform the hopping. For this purpose, a voice channel is cyclically distributed to the two carriers of the 2-carrier base station by base band hopping. It is a periodic sequence and every second time slot is assigned the same frequency. This also shows the frequency sequence described above, in which the frequency fα is repeated at every second position. In addition, one of the two carriers (in the exemplary embodiment the carrier for the radio frequency RF2) is changed over time by the synthesizer 5 . These are the frequencies fκ and fε, which are repeated at every fourth position of the frequency sequence shown above. The frequency sequence can also be larger, that is to say use the maximum remaining frequency supply of the system.

Diese Ausgestaltung erlaubt die Verwendung des Synthesizer-/ Frequenz-Hopping ohne den Nachteil von unterschiedlichen Be deckungsflächen für jeden Träger. Die Sprachkanäle haben die selbe Sprungmöglichkeit, unabhängig von ihrer Zuordnung zum Träger 0 oder Träger 1. Im Vergleich zum reinen Baseband-Hop ping ist die statistische Verteilung besser, weil die Anzahl von verwendbaren Frequenzen größer als zwei ist.This configuration allows the use of synthesizer / frequency hopping without the disadvantage of different coverage areas for each carrier. The voice channels have the same jump option, regardless of their assignment to carrier 0 or carrier 1 . Compared to pure baseband hop ping, the statistical distribution is better because the number of frequencies that can be used is greater than two.

Claims

1. TDMA mobile radio system with at least one fixed radio station (BTS) and several mobile stations (MS) and radio transmission channels for signaling and voice transmission (BCCH and TCH), characterized by a combination of baseband hopping and synthesizer hopping, the baseband Hopping the voice channels (TCH) distributed over the different carriers and at least one of the carriers changes its frequency over time.

2. Mobile radio system according to claim 1, characterized in that in a base station with two carriers, the baseband hop Ping a voice channel (TCH) cyclically distributed to both carriers and one of the two carriers additionally its frequency over the Time changed.