NO177447B

NO177447B - Cellular radio communication system and method for operating such a system

Info

Publication number: NO177447B
Application number: NO904008A
Authority: NO
Inventors: Dennis C Smith; Walter Harold Willia Tuttlebee; Patrick Hugh Waters; Barry West; Andrew Mark Graham Westcott; Stephen Rotheram; Neale Hightower; John Davis
Original assignee: Pcn One Ltd
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1995-06-06
Also published as: NO904008L; CA2025407A1; FI904548A0; NZ235310A; NO904008D0; NO177447C

Description

Foreliggende oppfinnelse angår radiokommunikasjonssystemer, og gjelder særlig radiokommunikasjonssystemer basert på celleoppdelt arkitektur. The present invention relates to radio communication systems, and particularly applies to radio communication systems based on a cellular architecture.

Innen faget er det kjent celleoppdelte radiokommunikasjonssystemer hvor det område som omfattes av tjenesten er inndelt i dekningsområder eller celler. I disse systemer har hver celle en fast plassert stasjon som kan kommunisere med brukerstasjoner innenfor cellen. Basisstasjonene i det celleoppdelte system har grensesnitt mot en omkoblerstyring som styrer stasjonenes drift og også frembringer rutings-informasjon mellom cellene. Omkoblerstyringen sørger også for det celleoppdelte systems tilgang til et telefonnett slik at det tillates toveis kommunikasjon mellom brukerstasjonene i cellene og abonnenter i nettverket. Cell-divided radio communication systems are known in the field, where the area covered by the service is divided into coverage areas or cells. In these systems, each cell has a fixed station that can communicate with user stations within the cell. The base stations in the cell-divided system have an interface to a switch controller which controls the stations' operation and also produces routing information between the cells. The switch management also ensures the cell-divided system's access to a telephone network so that two-way communication is permitted between the user stations in the cells and subscribers in the network.

Når celleoppdelte systemer utformes er det ønskelig at det blir minst mulig overlapning mellom cellenes dekningsområder. Cellene utformes derfor slik at de dekker faste områder som ligger nøyaktig inntil hverandre med så lite "bortkastet" overlapning som mulig. I motsetning til ved vanlige radio-systemer bestemmes grensene til en celle av grensene for akseptabel interferens i stedet for av den iboende støy i kanalen, også kjent som "hvit" støy. Slike systemer sies å være "interferens-begrensede". When cell-divided systems are designed, it is desirable that there is as little overlap as possible between the cells' coverage areas. The cells are therefore designed so that they cover fixed areas that lie exactly next to each other with as little "wasted" overlap as possible. In contrast to conventional radio systems, the boundaries of a cell are determined by the limits of acceptable interference rather than by the inherent noise in the channel, also known as "white" noise. Such systems are said to be "interference limited".

For å gjøre interferens som kan stamme fra overlapning minst mulig, er det vanlig å tildele forskjellige frekvensbånd eller -blokker til naboceller som da utgjør en gruppe på basis av forholdet mellom signal og interferens ved grensene mellom cellene. De således bestemte grupper gjentas så over hele dekningsområdets utstrekning. På denne måte opptrer ikke de samme frekvensbånd på noen "grense" mellom naboceller. In order to minimize interference that may arise from overlapping, it is common to assign different frequency bands or blocks to neighboring cells which then form a group on the basis of the ratio between signal and interference at the boundaries between the cells. The groups thus determined are then repeated over the entire extent of the coverage area. In this way, the same frequency bands do not appear on any "border" between neighboring cells.

Såsnart frekvensbåndene til cellene i det celleoppdelte system er blitt tildelt, er det største mulige antall kunder som kan betjenes på samme tid av en celle fastsatt. Dette kalles en celles "sambandslinjetilbud" eller "kapasitet" og er basert på det antall sambandslinjer som er dannet, og uttrykkes i erlang eller CCS. Cellekapasiteten kan bare økes ved å splitte en celle i mindre celler og gjenta prosessen, eller ved å legge til ytterligere frekvenser eller dele opp kanalene. I de tilfeller det er usannsynlig at flere frekvenser vil være tilgjengelige, vil derfor en person som skal utforme et celleoppdelt system sitte igjen med tre grunnleggende utform-ingsalternativer, av hvilke ingen er fullt ut tilfredsstillende. En mulighet er å utforme små celler, dvs. såkalte "mikroceller", som kan gi tiltrengt kapasitet i systemets siste tjenesteår, men som sannsynligvis vil bli underutnyttet i de første årene. En annen mulighet er å utforme store celler, dvs. såkalte "makroceller", som kan håndtere de umiddelbare kapasitetsbehov og som er mer økonomiske å lage, men som de siste årene må splittes opp for å ta hånd om behovet for økt kapasitet. As soon as the frequency bands of the cells in the cell-divided system have been allocated, the largest possible number of customers that can be served at the same time by a cell is determined. This is called a cell's "connection line offer" or "capacity" and is based on the number of connection lines that have been formed, and is expressed in erlang or CCS. Cell capacity can only be increased by splitting a cell into smaller cells and repeating the process, or by adding additional frequencies or splitting the channels. In cases where it is unlikely that more frequencies will be available, a person designing a cellular system will therefore be left with three basic design alternatives, none of which is fully satisfactory. One possibility is to design small cells, i.e. so-called "microcells", which can provide the required capacity in the system's last year of service, but which are likely to be underutilized in the first years. Another possibility is to design large cells, i.e. so-called "macrocells", which can handle the immediate capacity needs and which are more economical to make, but which in recent years have had to be split up to take care of the need for increased capacity.

En tredje mulighet er å dele kanaler opp i underkanaler for således å utnytte den tilgjengelig båndbredde mer effektivt. De negative følger av en slik fremgangsmåte er at den innebærer høyere kostnader og mulighet for redusert ytelse. Det eksisterer dessuten fundamentale grenser utover hvilke kapasiteten ikke kan økes ytterligere. A third option is to divide channels into sub-channels in order to use the available bandwidth more efficiently. The negative consequences of such a procedure are that it involves higher costs and the possibility of reduced performance. There are also fundamental limits beyond which the capacity cannot be increased further.

Som sagt ovenfor er ingen av de tre mulige fremgangsmåter fullt ut tilfredsstillende. Muligheten med små celler innebærer høye innledningsvise kostnader som ikke kan rett-ferdiggjøres av tjenestens, umiddelbare behov. Muligheten med store celler gir på den annen side reduserte innledningsvise kostnader, men er avhengig av splitting av cellene, hvilket er teknisk vanskelig og en kostbar fremgangsmåte. Oppdeling av kanaler i flere underkanaler kan også være meget kostbart og vanskelig. As said above, none of the three possible methods is fully satisfactory. The option of small cells entails high initial costs that cannot be justified by the service's immediate needs. The option of large cells, on the other hand, results in reduced initial costs, but is dependent on splitting the cells, which is technically difficult and an expensive procedure. Dividing channels into several subchannels can also be very expensive and difficult.

De tre ovenfor nevnte utformingsmuligheter blir enda mindre tilfredsstillende når det kreves av det celleoppdelte system at det ikke bare skal ta hånd om brukerstasjoner som arbeider ved vanlige effektnivåer, som f.eks. vanlige mobiltelefoner, men også må ta hånd om såkalte "personlige stasjoner" som kan være håndsett med adskillig lavere effektnivå, f.eks. under 0,5 W og fortrinnsvis i området 10 — 100 mW. På grunn av deres lave utgangseffekt krever slike laveffekts brukerstasjoner at cellene er små for at de skal kunne benyttes til toveis kommunikasjon på alle steder innenfor en celle. For at et celleoppdelt system skal kunne ta hånd om laveffekts brukerstasjoner og det store antall brukere som antas for slike stasjoner, kreves det følgelig oppdeling i mikroceller i stor skala. The three design possibilities mentioned above become even less satisfactory when it is required of the cell-divided system that it should not only take care of user stations that work at normal power levels, such as e.g. ordinary mobile phones, but also have to take care of so-called "personal stations" which can be handsets with a considerably lower power level, e.g. below 0.5 W and preferably in the range 10 - 100 mW. Because of their low output power, such low-power user stations require the cells to be small in order for them to be used for two-way communication at all locations within a cell. In order for a cell-divided system to be able to take care of low-power user stations and the large number of users assumed for such stations, division into microcells on a large scale is therefore required.

Oppdeling i et stort antall mikroceller med tilhørende basisstasjoner og forbindelser til systemets omkoblerstyring fører med seg alle de ovenfor nevnte problemer vedrørende mikrocelleutforming, dvs. meget høye innledningsvise kostnader samt underutnyttelse til å begynne med. Med små celler vil dessuten antall overleveringer for en brukerstasjon fra en celle til en annen, øke dramatisk. Dette skaper en drifts-belastning på omkoblerstyringen. Division into a large number of microcells with associated base stations and connections to the system's switch management brings with it all the above-mentioned problems regarding microcell design, i.e. very high initial costs and underutilization to begin with. With small cells, the number of handovers for a user station from one cell to another will also increase dramatically. This creates an operating load on the switch control.

Et formål for foreliggende oppfinnelse er derfor å frembringe et forbedret celleoppdelt radiokommunikasjonssystem som kan utnyttes effektivt også av brukerstasjoner med lav effekt og som er forholdsvis rimelig å bygge opp, idet systemet kan tilpasses for på en kostnadseffektiv måte å ta hand om et økende antall brukere. Det er videre et formål for oppfinnelsen at det celleoppdelte radiokommunikasjonssystem kan benyttes av laveffekts brukerstasjoner uten at antall nødven-dige overleveringer økes i særlig grad, og benyttes av både laveffekts og høyeffekts brukerstasjoner innenfor den samme grunnleggende makrocellulære infrastruktur. A purpose of the present invention is therefore to produce an improved cell-divided radio communication system which can be used effectively also by user stations with low power and which is relatively reasonable to build up, as the system can be adapted to take care of an increasing number of users in a cost-effective manner. It is a further object of the invention that the cell-divided radio communication system can be used by low-power user stations without the number of necessary handovers being increased to a particular extent, and used by both low-power and high-power user stations within the same basic macrocellular infrastructure.

Foreliggende oppfinnesle gjelder således et celleoppdelt radiokommunikasjonssystem for bruk over et område som omfatter flere cellulære regioner i hvilke hver av flere'laveffekts brukerstasjoner sender laveffekts radiosignaler på vedkommende brukerstasjons sendefrekvens og med et første effektnivå, idet systemet videre omfatter: — flere basisstasjoner som hver er tilordnet en cellulær region, idet hver basisstasjon er istand til: ( i) å motta radiosignaler som innenfor den tilordnede cellulære region sendes ut på en mottagningsfrekvens for basisstasjoner samt med et andre effektnivå som er høyere enn nevnte første effektnivå, og ( ii) å sende ut radiosignaler på en sendefrekvens for basisstasjoner, for mottagning innenfor The present invention thus relates to a cell-divided radio communication system for use over an area comprising several cellular regions in which each of several low-power user stations transmits low-power radio signals on the relevant user station's transmission frequency and with a first power level, the system further comprising: - several base stations to which each is assigned a cellular region, each base station being capable of: (i) receiving radio signals that are transmitted within the assigned cellular region on a reception frequency for base stations and with a second power level that is higher than said first power level, and (ii) transmitting radio signals on a transmission frequency for base stations, for reception within

vedkommende tilordnede cellulære region; og respective assigned cellular region; and

— flere basisstasjoner for lokal tilgang, som er inndelt i en eller flere grupper tilordnet hver sin cellulære region, og hvor lokaltilgangsstasjonene i en gruppe er tilordnet hver sin underregion av den cellulære region tilordnet vedkommende gruppe, idet hver lokaltilgangsstasjon er istand til å motta radiosignaler sendt ut av laveffekts bruker-stas joner i vedkommende underregion og å sende ut igjen radiosignalene fra nevnte laveffekts brukerstasjoner med nevnte andre effektnivå. — several base stations for local access, which are divided into one or more groups assigned to each cellular region, and where the local access stations in a group are each assigned to a subregion of the cellular region assigned to the group in question, each local access station being able to receive radio signals sent out of low-power user stations in the relevant sub-region and to re-send the radio signals from said low-power user stations with said second power level.

På denne bakgrunn av prinsipielt kjent teknikk fra US-patent nr. 4 759 051 har da radiokommunikasjonssysternet i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at: — underregionene tilhørende to eller flere basisstasjoner for lokal tilgang er slik ordnet at de har innbyrdes overlappende regioner på sådan måte at radiosignaler sendt ut fra laveffekts brukerstasjoner på et sted innenfor de overlappende regioner, mottas av og sendes ut igjen på samme basisstasjonfrekvens fra nevnte to eller flere lokal-tilgangsstasj oner og at — den enkelte basisstasjon er innrettet for å motta signalene sendt ut igjen fra nevnte to eller flere tilordnede lokal-tilgangsstasj oner på den samme basisstasjonfrekvens og med det andre effektnivå, idet nevnte basisstasjon omfatter utstyr for korrigering av henholdsvis mottatte og forsinkede signaler, for derved å forøke signalstyrken og frembringe redundans. Based on this background of known technology in principle from US patent no. 4 759 051, the radio communication system according to the invention has as distinctive features that: - the sub-regions belonging to two or more base stations for local access are arranged in such a way that they have mutually overlapping regions in such a way that radio signals transmitted from low-power user stations at a location within the overlapping regions are received by and retransmitted on the same base station frequency from said two or more local access stations and that — the individual base station is arranged to receive the signals retransmitted from said two or several assigned local access stations on the same base station frequency and with the second power level, said base station comprising equipment for correcting respectively received and delayed signals, thereby increasing the signal strength and creating redundancy.

Med denne oppbygning av det celleoppdelte system kan hver celle i systemet utformes som en stor celle eller makrocelle mens dens basisstasjon likevel kan ha kapasitet for toveis kommunikasjon med laveffekts brukerstasjoner innenfor vedkommende celle via de lokalt tilgjengelige basisstasjoner. De sistnevnte lokale basisstasjoner virker således som forsterkere for signaler generert av laveffekts brukerstasjoner innenfor vedkommende underregion. Siden alle lokale basis-stas joner innenfor en celle sender ut igjen på samme mottag-ningsbærefrekvens for basisstasjoner, skjer dessuten over-leveringen mellom underregionene i en celle automatisk med denne oppbygning, uten at det er behov for omkobling i systemets omkoblerstyring. Derved unngås overbelastning av omkobleren. With this structure of the cell-divided system, each cell in the system can be designed as a large cell or macrocell, while its base station can still have the capacity for two-way communication with low-power user stations within the cell in question via the locally available base stations. The latter local base stations thus act as amplifiers for signals generated by low-power user stations within the relevant sub-region. Since all local base stations within a cell re-transmit on the same reception carrier frequency for base stations, the handover between the sub-regions in a cell also occurs automatically with this structure, without the need for switching in the system's switch control. This avoids overloading the switch.

Systemet i henhold til oppfinnelsen kan forbedres ytterligere ved å fordele underregionene i en celle på sådan måte at et bestemt sted i en celle overlappes av minst tre underregioner. På denne måte vil signaler fra en brukerstasjon på et gitt sted i en celle bli mottatt og videresendt til den tilordnede basisstasjon ved hjelp av minst tre lokale basisstasjoner. Dette gir overskytende og økt signalstyrke ved basisstasjonen når de på denne måte gjenutsendte signaler på passende måte kombineres ved hjelp av korreksjonsledd i laveffektsbrukerstasjonen, den lokalt tilgjengelige basisstasjon og basis-stas jonen. The system according to the invention can be further improved by distributing the sub-regions in a cell in such a way that a certain place in a cell is overlapped by at least three sub-regions. In this way, signals from a user station at a given location in a cell will be received and forwarded to the assigned base station using at least three local base stations. This gives excess and increased signal strength at the base station when the retransmitted signals in this way are suitably combined by means of correction links in the low-power user station, the locally available base station and the base station.

Hver lokal basisstasjon kan videre i henhold til oppfinnelsen være tilpasset for å motta signaler sendt på sendefrekvensen fra dens tilordnede basisstasjon og å sende ut igjen disse signaler til laveffektsbrukerstasjonene innenfor vedkommende celle. Med dette ytterligere særtrekk virker de lokale basisstasjoner som toveis forsterkere og hvis de ovenfor nevnte krav til overlapning opprettholdes, vil brukerstasjonene således også motta minst to gjenutsendte signaler som når de kombineres på passende måte, gir overskytende og økt signalstyrke ved brukerstasjonene. Furthermore, according to the invention, each local base station can be adapted to receive signals sent on the transmission frequency from its assigned base station and to re-send these signals to the low-power user stations within the relevant cell. With this additional feature, the local base stations act as two-way amplifiers and if the above-mentioned requirements for overlap are maintained, the user stations will thus also receive at least two rebroadcast signals which, when combined in a suitable way, provide excess and increased signal strength at the user stations.

Foreliggende oppfinnelse gjelder også en fremgangsmåte for drift av et celleoppdelt radiokommunikasjonssystem for bruk over et område sammensatt av flere cellulære regioner, og med laveffekts brukerstasjoner som på en sendefrekvens for nevnte laveffekts brukerstasjoner kan sende laveffekts radiosignaler med et første effektnivå, idet fremgangsmåten omfatter at: — det frembringes et antall basisstasjoner som tilordnes hver sin av nevnte cellulære regioner, — radiosignaler som sendes ut på en mottagningsfrekvens for basisstasjoner samt med et andre effektnivå som er høyere enn nevnte første effektnivå innenfor den cellulære region som er tilordnet den enkelte basisstasjon, mottas av The present invention also applies to a method for operating a cell-divided radio communication system for use over an area composed of several cellular regions, and with low-power user stations which can transmit low-power radio signals with a first power level on a transmission frequency for said low-power user stations, the method comprising that: a number of base stations are produced which are assigned to each of said cellular regions, — radio signals which are transmitted on a reception frequency for base stations and with a second power level that is higher than said first power level within the cellular region which is assigned to the individual base station, are received by

vedkommende basisstasjon, relevant base station,

— radiosignaler sendes ut fra vedkommende basisstasjon på en sendefrekvens for basisstasjoner innenfor den cellulære — radio signals are sent out from the relevant base station on a transmission frequency for base stations within the cellular network

region som er tilordnet den aktuelle basisstasjon, region assigned to the relevant base station,

— det frembringes et antall basisstasjoner for lokal tilgang, som inndeles i en eller flere grupper tilordnet hver sin av nevnte cellulære regioner, idet hver lokaltilgangsstasjon i en gruppe videre tilordnes hver sin underregion av den - a number of base stations for local access are produced, which are divided into one or more groups assigned to each of said cellular regions, each local access station in a group being further assigned to a subregion of the

cellulære region som er tilordnet vedkommende gruppe, cellular region assigned to the relevant group,

— radiosignaler som sendes ut fra laveffekts brukerstasjoner innenfor den underregion som er tilordnet en gitt lokaltilgangsstasjon, mottas av vedkommende lokaltilgangsstasjon og radiosignalene fra nevnte laveffekts brukerstasjoner sendes ut igjen på en mottagningsfrekvens for basisstasjoner samt med nevnte andre effektnivå for å mottas av basis-stas jonen tilhørende den cellulære region som er tilordnet vedkommende lokaltilgangsstasjon. — radio signals transmitted from low-power user stations within the sub-region assigned to a given local access station are received by the relevant local access station and the radio signals from said low-power user stations are re-transmitted on a receiving frequency for base stations and with said second power level to be received by the base station belonging to the cellular region assigned to the local access station in question.

På denne bakgrunn av prinsipielt kjent teknikk fra det tidligere nevnte US-patent har'fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse som særtrekk at det ordnes slik at: — i hver enkelt cellulære region anordnes underregionene med innbyrdes overlappende regioner på sådan måte at radiosignaler som sendes ut fra en laveffekts brukerstasjon på et sted innenfor nevnte overlappende regioner, mottas av og sendes ut igjen fra minst to lokaltilgangsstasjoner innenfor vedkommende cellulære region og at — sådanne gjenutsendte signaler som av en basisstasjon mottas henholdsvis uten og med_forsinkelse, korrigeres i vedkommende basisstasjon for derved å forøke signalstyrken og frembringe redundans. On this background of known technology from the previously mentioned US patent, the method according to the present invention has as a distinctive feature that it is arranged so that: - in each individual cellular region, the sub-regions are arranged with mutually overlapping regions in such a way that radio signals that are sent out from a low-power user station at a location within said overlapping regions, is received by and retransmitted from at least two local access stations within the relevant cellular region and that — such retransmitted signals as are received by a base station respectively without and with_delay are corrected in the relevant base station to thereby increase the signal strength and create redundancy.

De ovenfor nevnte samt andre særtrekk og sider ved foreliggende oppfinnelse vil fremkomme tydeligere av den etter-følgende detaljerte beskrivelse sett i samband med de vedføyde tegninger, på hvilke: . The above-mentioned as well as other special features and aspects of the present invention will appear more clearly from the following detailed description seen in connection with the attached drawings, on which: .

Fig. 1 gir en oversikt over systemoppbygningen til et celleoppdelt radiokommunikasjonssystem i henhold til Fig. 1 gives an overview of the system structure of a cell-divided radio communication system according to

prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse, the principles of the present invention,

fig. 2 viser den cellulære oppbygning av systemet i fig. 1, fig. 2 shows the cellular structure of the system in fig. 1,

og and

fig. 3 viser radioforbindelsen og de tilhørende frekvenser i frem- og tilbakeretningen mellom en laveffekts brukerstasjon, en lokalt tilgjengelig basisstasjon og fig. 3 shows the radio connection and the associated frequencies in the forward and backward direction between a low-power user station, a locally available base station and

en basisstasjon i systemet vist i fig. 1, og a base station in the system shown in fig. 1, and

fig. 4, 5 og 6 viser mer detaljerte blokkskjemaer over henholdsvis laveeffektsbrukerstasjonen, den lokalt tilgjengelige basisstasjon og basisstasjonen i systemet vist i fig. 1. fig. 4, 5 and 6 show more detailed block diagrams of the low-power user station, the locally available base station and the base station in the system shown in fig. 1.

Fig. 1 viser et celleoppdelt radiokommunikasjonssystem 1 i overensstemmelse med prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. Systemet 1 har til hensikt å frembringe kommunikasjon til og fra brukerstasjoner som befinner seg i et dekningsområde 2 tilordnet systemet. Fig. 1 shows a cell-divided radio communication system 1 in accordance with the principles of the present invention. The system 1 intends to produce communication to and from user stations located in a coverage area 2 assigned to the system.

Som vist utgjøres brukerstasjonene av både høyeffekts bruker-stas joner MS og laveffekts brukerstasjoner PS. Høyeffekts-brukerstasjonene kan f.eks. være vanlige mobiltelefoner som sender radiosignaler med et første effektnivå, som typisk er i størrelsesorden 20 W. Laveffektsbrukerstasjonene PS kan på sin side være håndholdte personlige stasjoner som sender radiosignaler med et andre effektnivå som er lavere enn det første effektnivå. En vanlig håndholdt personlig stasjon kan være det samme som en trådløs telefon som arbeider på et effektnivå på i størrelsesorden 0,6 W. Fortrinnsvis har imidlertid brukerstasjonene PS en sendeeffekt som er mindre enn ca 0,5 W, og særlig i området 10 — 100 mW. As shown, the user stations consist of both high-power user stations MS and low-power user stations PS. The high-power user stations can e.g. be ordinary mobile phones that send radio signals with a first power level, which is typically in the order of 20 W. The low-power user stations PS, on the other hand, can be hand-held personal stations that send radio signals with a second power level that is lower than the first power level. A normal hand-held personal station can be the same as a wireless telephone that works at a power level of the order of 0.6 W. Preferably, however, the user stations PS have a transmission power that is less than about 0.5 W, and in particular in the range 10 — 100 mW.

Som vist i fig. 2 er dekningsområdet 2 inndelt på vanlig måte i store celler 21 som er bygd opp eller utformet som dekningsområder for høyeffektsbrukerstasjonene MS. Til hver større celle eller makrocelle 21 er det tilordnet en basisstasjon 22 som kan motta radiosignaler fra, samt sende radiosignaler til, høyeffektsbrukserstasjonene MS innenfor vedkommende makrocelle. Hver basisstasjon 22 arbeider på et frekvensbånd eller i en frekvensblokk (fa, fb) tilordnet dens makrocelle 21 og innen et frekvensspektrum (FA, FB) som er tildelt det celleoppdelte system 1 og fortrinnsvis ligger innenfor et frekvensbånd på mellom 1,5 og 2,5 GHz. Slik det er brukt her refererer (FA, FB) seg til alle frekvenser i båndet fra FA (nedre grense) til FB (øvre grense). På tilsvarende måte refererer (fa, fb) seg til alle frekvenser i båndet fra fa til fb. På vanlig måte velges de frekvensbånd som tildeles cellene 21 slik at naboceller tildeles forskjellige bånd for derved å gjøre virkningen av interferens minst mulig. As shown in fig. 2, the coverage area 2 is divided in the usual way into large cells 21 which are built up or designed as coverage areas for the high-power user stations MS. Each larger cell or macrocell 21 is assigned a base station 22 which can receive radio signals from, as well as send radio signals to, the high-power user stations MS within the relevant macrocell. Each base station 22 operates on a frequency band or in a frequency block (fa, fb) assigned to its macrocell 21 and within a frequency spectrum (FA, FB) which is assigned to the cellular system 1 and preferably lies within a frequency band of between 1.5 and 2, 5 GHz. As used here, (FA, FB) refers to all frequencies in the band from FA (lower limit) to FB (upper limit). Similarly, (fa, fb) refers to all frequencies in the band from fa to fb. In the usual way, the frequency bands assigned to the cells 21 are selected so that neighboring cells are assigned different bands in order to minimize the effect of interference.

Basisstasjonene 22 i makrocellene 21 kommuniserer over leide linjer eller andre faste samband 23 med en felles enhet for omkobling og systemstyring 24. Styreenheten 24 styrer driften av basisstasjonene 22 og sørger for rutingen av signalene mellom dem og også mellom seg selv og andre styreenheter via leide linjer eller andre faste samband 25, samt til og fra et telefonnett via fjernlinjer 26. The base stations 22 in the macrocells 21 communicate via leased lines or other fixed connections 23 with a common unit for switching and system management 24. The control unit 24 controls the operation of the base stations 22 and ensures the routing of the signals between them and also between itself and other control units via leased lines or other fixed connections 25, as well as to and from a telephone network via long-distance lines 26.

Slik det er beskrevet så langt er systemet 1 av konvensjonell celleoppbygget type og makrocellene 21, basisstasjonene 22 og styreenhetene 24 kan lages på vanlig måte for å utføre de funksjoner som er vanlig for denne type utstyr. I denne forbindelse er basisstasjonene 22 utstyrt med en betraktelig grad av såkalt "intelligens" som gjør at basisstasjonene kan utføre sine vanlige funksjoner. Basisstasjonene kommuniserer dessuten typisk ved hjelp av tidsdelt multipleksing av deres respektive bærebølger, og i såfall utgjør tidsluker i de multipleksede bærebølger henholdsvis tale, data og styre-kanaler for systemet 1. As has been described so far, the system 1 is of a conventional cellular type and the macrocells 21, the base stations 22 and the control units 24 can be made in the usual way to perform the functions that are usual for this type of equipment. In this connection, the base stations 22 are equipped with a considerable degree of so-called "intelligence" which enables the base stations to perform their usual functions. The base stations also typically communicate by means of time-division multiplexing of their respective carrier waves, and in that case time slots in the multiplexed carrier waves respectively constitute voice, data and control channels for system 1.

Som omtalt ovenfor er hensikten med systemet 1 ikke bare å frembringe kommunikasjon for høyeffekts brukerstasjoner MS, men også for laveffekts brukerstasjoner PS. På grunn av den lavere sendeeffekt til stasjonene PS og utformingen av makrocellene 21 som er basert på den høyere sendeeffekt til stasjonene MS, kan det forstås at sendesignalene fra stasjonene PS vil bli mottatt av basisstasjonen 22 i en spesiell makrocelle 21 bare fra begrensede steder innenfor cellen. Følgelig er systemet 1 i henhold til oppfinnelsens prinsipper videre tilpasset for å la laveffektsbrukerstasjonene PS sende signaler fra ytterligere steder innenfor og ut mot cellens 21 grenser, og som fortsatt mottas av basisstasjonen 22 i cellen. As discussed above, the purpose of system 1 is not only to provide communication for high-power user stations MS, but also for low-power user stations PS. Due to the lower transmission power of the stations PS and the design of the macrocells 21 which is based on the higher transmission power of the stations MS, it can be understood that the transmission signals from the stations PS will be received by the base station 22 in a particular macrocell 21 only from limited locations within the cell . Consequently, according to the principles of the invention, the system 1 is further adapted to allow the low-power user stations PS to send signals from further locations within and out towards the boundaries of the cell 21, and which are still received by the base station 22 in the cell.

I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved at det i hver makrocelle 21 settes inn et antall lokalt tilgjengelige basisstasjoner (LBS) 25. Hver av disse stasjoner 25 kan motta sendesignaler med et andre effektnivå fra laveffekts bruker-stas joner PS innenfor en tilordnet underregion 2IA av vedkommende makrocelle 21 og sende disse signaler ut igjen med et første effektnivå slik at de kan mottas av den mottagende basisstasjon 22 i cellen. Hver lokalt tilgjengelige basisstasjon 25 virker således først og fremst som en forsterker som gjentar de mottatte signaler fra laveffektsbrukerstasjonene PS innenfor dens tilordnede underregion 21A og øker deres styrke slik at de kan mottas av den tilordnede basisstasjon 22. According to the invention, this is achieved by inserting a number of locally available base stations (LBS) 25 in each macrocell 21. Each of these stations 25 can receive transmission signals with a second power level from low-power user stations PS within an assigned sub-region 2IA of macro cell 21 in question and send these signals out again with a first power level so that they can be received by the receiving base station 22 in the cell. Each locally available base station 25 thus acts primarily as an amplifier which repeats the received signals from the low-power user stations PS within its assigned sub-region 21A and increases their strength so that they can be received by the assigned base station 22.

De lokalt tilgjengelige basisstasjoner 25 er videre i henhold til oppfinnelsen tilpasset for å motta signaler sendt fra deres respektive basisstasjoner 22 og sende disse signaler ut igjen slik at de kan mottas av enhver laveffekts brukerstasjon PS innenfor vedkommende underregion 2IA. Med denne ytterligere tilpasning virker de lokale basisstasjoner 25 således som toveis forsterkere som gir full dupleksdrift. The locally available base stations 25 are further adapted according to the invention to receive signals sent from their respective base stations 22 and send these signals out again so that they can be received by any low-power user station PS within the relevant sub-region 2IA. With this further adaptation, the local base stations 25 thus act as two-way amplifiers which provide full duplex operation.

Fig. 3 viser en typisk radioforbindelse for sending og mottagning, og som opprettes mellom en laveffekts brukerstasjon PS og en basisstasjon 22 via en lokalt tilgjengelig basisstasjon 25. Som vist sender basisstasjonen 22 et radiosignal 31 nedover kommunikasjonskjeden på en bærefrekvens fla som mottas av den lokale basisstasjon 25. Signalet 31 kringkastes på nytt eller sendes ut igjen av stasjonen 25 videre nedover kommunikasjonskjeden på en andre bærefrekvens f2a for mottagelse av laveffektsbrukerstasjonen PS. I retning oppover kommunikasjonskjeden sender laveffektsbrukerstasjonen et radiosignal 32 med et første effektnivå og på en frekvens f2a'. Dette signal mottas så av den lokalt tilgjengelige basisstasjon 25 og sendes ut igjen videre oppover kommunikasjonskjeden med et andre effektnivå og på en ytterligere bærefrekvens fla' . Dette signal mottas deretter av basis-stas jonen 22 og behandles på vanlig måte. Fig. 3 shows a typical radio connection for sending and receiving, which is established between a low-power user station PS and a base station 22 via a locally available base station 25. As shown, the base station 22 sends a radio signal 31 down the communication chain on a carrier frequency fla which is received by the local base station 25. The signal 31 is rebroadcast or sent out again by the station 25 further down the communication chain on a second carrier frequency f2a for reception by the low power user station PS. In the direction up the communication chain, the low-power user station sends a radio signal 32 with a first power level and at a frequency f2a'. This signal is then received by the locally accessible base station 25 and sent out again further up the communication chain with a second power level and on a further carrier frequency fla'. This signal is then received by the base station 22 and processed in the usual way.

Den lokalt tilgjengelige basisstasjon 25 tjener derved ikke bare til å forsterke signalene mottatt fra laveffektsbrukerstasjonene PS innenfor sin underregion 2IA, men også til å omforme eller transponere disse signaler når de kringkastes på ny. Bruken av frekvenstransponering i retning oppover kommunikasjonskjeden forhindrer radiosignalene sendt fra høyeffekts brukerstasjoner MS på frekvensen fla' , på en fordelaktig måte fra interferens i de lokalt tilgjengelige basisstasjoner 25 med radiosignaler fra laveffekts bruker-stas joner PS. På grunn av signalforsterkningen og frekvens-transponeringen ser laveffektsbrukerstasjonene PS ut som høyeffekts brukerstasjoner for basisstasjonen 22 og derfor oppnås transparent drift. Høyeffektbrukerstasjonene MS kan dessuten kommunisere med basisstasjonene 22 direkte ved å benytte et annet sett frekvenser, nemlig flb og flb' . The locally available base station 25 thereby serves not only to amplify the signals received from the low-power user stations PS within its sub-region 2IA, but also to transform or transpose these signals when they are rebroadcast. The use of frequency transposition in the direction up the communication chain advantageously prevents the radio signals sent from high-power user stations MS on the frequency fla' from interference in the locally available base stations 25 with radio signals from low-power user stations PS. Due to the signal amplification and frequency transposition, the low-power user stations PS look like high-power user stations for the base station 22 and therefore transparent operation is achieved. The high-power user stations MS can also communicate with the base stations 22 directly by using another set of frequencies, namely flb and flb'.

En kommunikasjonsforbindelse med en laveffekts brukerstasjon PS kan typisk opprettes på følgende måte. Laveffektsbruker-stasj onen PS overvåker en styrekanal til en bestemt basisstasjon 22 ved gjenutsendelse av denne kanal fra en eller flere lokalt tilgjengelige basisstasjoner 25 som befinner seg innenfor laveffektsbrukerstasjonens område. Når en varslende melding beregnet på laveffektsbrukerstasjonen PS mottas fra basisstasjonen 22, kringkaster de lokale basisstasjoner 25 denne melding på ny. Når så laveffektsbrukerstasjonen PS mottar denne melding, sender den et innledende signalstøt som mottas av de lokale basisstasjoner som er innenfor rekkevidde, og bringer dem til å aktivere sitt gjenutsendelsesutstyr. A communication connection with a low-power user station PS can typically be established in the following way. The low-power user station PS monitors a control channel to a specific base station 22 by retransmitting this channel from one or more locally available base stations 25 located within the low-power user station's area. When a warning message intended for the low-power user station PS is received from the base station 22, the local base stations 25 rebroadcast this message. When the low-power user station PS receives this message, it sends an initial burst which is received by the local base stations within range, causing them to activate their retransmission equipment.

Dette signalstøt etterfølges av en oppkallsbekreftelse fra laveffektsbrukerstasjonen PS, og som mottas av de lokale basisstasjoner 25 for å kringkastes på ny til basisstasjonen 22. Når denne kvittering mottas, tildeler basisstasjonen 22 en overføringskanal til laveffektsstasjonen PS og lar så kommunikasjonen med stasjonen forløpe på vanlig måte. This signal burst is followed by a call confirmation from the low-power user station PS, which is received by the local base stations 25 to be rebroadcast to the base station 22. When this acknowledgment is received, the base station 22 assigns a transmission channel to the low-power station PS and then allows communication with the station to proceed in the usual way .

En laveffekts brukerstasjon PS som ønsker å iverksette en samtale vil først avgi et signalstøt som mottas av de lokale basisstasjoner 25 som ligger innenfor rekkevidde. Dette signalstøt får igjen hver av disse stasjoner 25 til å aktivere sitt gjenutsendelsesutstyr. Såsnart dette skjer vil over-førings forbindelsen opprettes og samtalen forløpe på vanlig måte. A low-power user station PS that wishes to initiate a call will first emit a signal burst which is received by the local base stations 25 which are within range. This signal burst in turn causes each of these stations 25 to activate their retransmission equipment. As soon as this happens, the transfer connection will be established and the conversation will proceed in the usual way.

For å bedre kommunikasjonen med laveffektsbrukerstasjonene PS er de lokalt tilgjengelige basisstasjoner 25 videre plassert således at minst en posisjon llt gjerne flere posisjoner, i en celle 21 faller innenfor flere og, som vist, fortrinnsvis tre underregioner 2IA. Denne plassering av stasjonene 25 gir overlapning av underregionene 21A med hensyn til posisjonen lx samt derfor multippeldrift for radiosignalene som overføres til og fra denne posisjon. Dette prinsipp er beskrevet i faglitteraturen og er kjent som makro-multippelmottagning. In order to improve the communication with the low-power user stations PS, the locally accessible base stations 25 are further positioned so that at least one position, or preferably several positions, in a cell 21 falls within several and, as shown, preferably three sub-regions 2IA. This positioning of the stations 25 provides overlapping of the sub-regions 21A with regard to the position lx and therefore multiple operation for the radio signals which are transmitted to and from this position. This principle is described in the literature and is known as macro-multiple reception.

På grunn av denne overlapning mottas overføringer i retning nedover kommunikasjonskjeden på frekvensen fla fra basis-stas jonen 22 av de lokalt tilgjengelige basisstasjoner 25 som har overlappende underregioner 2IA. De sistnevnte stasjoner vil deretter igjen utsende eller kringkaste på ny de mottatte basisstasjonsignaler på samme tid på frekvensen f2a til lavef f ektsbrukers tas jonen_ PS i posisjon lx. Da de lokale basisstasjoner har ulik plassering, mottar således laveffekts-brukers tas jonen PS tre signaler som har forskjellige tids-forsinkelser. Ved hjelp av konvensjonell korrigering i laveffektsbrukerstasjonen PS settes disse tre signaler sammen for å gi overskytende og økt signalstyrke, uten de vanlige virkninger av flerveis-interferens. Because of this overlap, transmissions in the direction down the communication chain on the frequency fla are received from the base station 22 by the locally available base stations 25 having overlapping sub-regions 2IA. The latter stations will then re-transmit or re-broadcast the received base station signals at the same time on the frequency f2a to the low-power user's tas ion_ PS in position lx. As the local base stations have different locations, the low-power user's receiver PS thus receives three signals that have different time delays. Using conventional correction in the low power user station PS, these three signals are combined to provide excess and increased signal strength, without the usual effects of multipath interference.

Likedan multippeImottagning oppnås også i retningen oppover kommunikasjonskjeden. Særlig mottas signaler oppover kommunikasjonskjeden fra laveffektsbrukerstasjonen PS av de tre lokalt tilgjengelige basisstasjoner 25 som har overlappende underregioner 21A. Disse signaler sendes straks samtidig ut igjen fra de lokale basisstasjoner med et andre effektnivå og på en omformet frekvens fla' for mottagning av den tilordnede basisstasjon 22. I basisstasjonen 22 korrigeres de tre mottatte signaler som igjen er ulikt tidsforsinket på grunn av den ulike plassering av basisstasjonene 25, for derved å gi overskytende og økt signalstyrke. Dette prinsipp er beskrevet i faglitteraturen og er kjent som mikro-multippelmottagning. Likewise, multiple reception is also achieved in the direction up the communication chain. In particular, signals are received up the communication chain from the low-power user station PS by the three locally available base stations 25 which have overlapping sub-regions 21A. These signals are immediately re-transmitted simultaneously from the local base stations with a second power level and on a reshaped frequency fla' for reception by the assigned base station 22. In the base station 22, the three received signals are corrected, which are again differently time-delayed due to the different location of the base stations 25, thereby providing excess and increased signal strength. This principle is described in the literature and is known as micro-multiple reception.

For å unngå at lokale basisstasjoner 25, hvis underregioner 2IA befinner seg på ytterkanten av en overlapning, gjen-utsender i hovedsak støy med et minimalt signal i retning oppover kommunikasjonskjeden, kan stasjonene 25 bringes i gjenutsendelsesstilling bare ved mottagning av signaler med et minste effektnivå fra en laveffekts brukerstasjon PS. For dette formål kan således stasjonene 25 være utrustet med konvensjonelt utstyr for signaldeteksjon og -analyse. Dette utstyr vil særlig undersøke det innledende signalstøt som sendes fra laveffektsbrukerstasjonene PS forut for en overfør-ing. Hvis resultatet av denne undersøkelse viser at signal-støtet tilfredsstiller kravet om et minste signaleffektnivå, vil den tilsvarende lokale basisstasjon bli aktivert. In order to avoid that local base stations 25, whose sub-regions 2IA are located on the outer edge of an overlap, essentially retransmit noise with a minimal signal in the direction up the communication chain, the stations 25 can be brought into retransmit mode only by receiving signals with a minimum power level from a low-power user station PS. For this purpose, the stations 25 can thus be equipped with conventional equipment for signal detection and analysis. This equipment will in particular examine the initial burst of signals sent from the low-power user stations PS prior to a transmission. If the result of this investigation shows that the signal shock satisfies the requirement for a minimum signal power level, the corresponding local base station will be activated.

Ved frembringelse av den tidligere nevnte multippeldrift i oppoverretningen i kommunikasjonskjeden, er det viktig at det forsterkede, gjenutsendte signal frembragt av hver enkelt lokale basissstasjon 25, JLøser opp og fjerner flerveis-forvrengningen i det mottatte signal. Forsterknings-karakteristikken til forsterkerutstyret i hver stasjon 25 må derfor være lineær over et dynamisk område som er egnet for å utføre denne oppgave. Dette oppnås ved å benytte en passende hurtigvirkende krets for automatisk regulering av forsterk-ningen i forsterkerutstyret. When producing the previously mentioned multiple operation in the upward direction in the communication chain, it is important that the amplified, retransmitted signal produced by each individual local base station 25 resolves and removes the multipath distortion in the received signal. The amplification characteristic of the amplifier equipment in each station 25 must therefore be linear over a dynamic range suitable for performing this task. This is achieved by using a suitable fast-acting circuit for automatic regulation of the gain in the amplifier equipment.

Hver lokalt tilgjengelige basisstasjon 25 har også utstyr for å overvåke styrekanalene til sin tilhørende basisstasjon 22 samt også utstyr for dekoding av signalene i disse kanaler. Dette gjør at de lokale basisstasjoner 25 kan motta både frekvens- og tidssynkroniseringsinformasjon fra sin basisstasjon. Dette muliggjør også at basisstasjonene 22 kan opplyse sine tilhørende lokale basisstasjoner om bærebølgender som er i bruk i den tilhørende celle 21 samt også fortelle dem hvilke bærebølger som skal benyttes ved overføring mellom de lokale basisstasjoner og laveffektsbrukerstasjonene PS. Disse funksjoner utføres ved hjelp av mottagere, sendere, prosessor-er og styreenheter, samt annet utstyr vist i fig. 5, 6 og 7. Each locally accessible base station 25 also has equipment for monitoring the control channels of its associated base station 22 as well as equipment for decoding the signals in these channels. This enables the local base stations 25 to receive both frequency and time synchronization information from their base station. This also enables the base stations 22 to inform their associated local base stations about carrier wave ends that are in use in the associated cell 21 and also tell them which carrier waves are to be used for transmission between the local base stations and the low-power user stations PS. These functions are performed using receivers, transmitters, processors and control units, as well as other equipment shown in fig. 5, 6 and 7.

Det skal bemerkes at med den utforming av systemet 1 som er beskrevet ovenfor, foregår det automatisk overlevering innenfor hver makrocelle 21 med hensyn til forflytning av en laveffekts brukerstasjon PS mellom underregioner 21A i cellen. Dette skjer fordi de lokale basisstasjoner 25 sender og mottar radiosignaler innen det samme frekvensbånd som deres nabocelle 21. Siden overleveringer innenfor en celle foregår automatisk, trenger ikke omkoblernettet og systemstyringen 24 å yte omkobling for de lokale basisstasjoner 25 innenfor en celle 21. Det er således en fordel at de lokale basisstasjoner 25 på denne måte ikke bidrar til å øke styreenhetens omkoblings-belastning. It should be noted that with the design of the system 1 described above, automatic handover takes place within each macrocell 21 with regard to the movement of a low-power user station PS between sub-regions 21A in the cell. This happens because the local base stations 25 send and receive radio signals within the same frequency band as their neighboring cell 21. Since handovers within a cell take place automatically, the switching network and the system controller 24 do not need to provide switching for the local base stations 25 within a cell 21. It is thus an advantage that the local base stations 25 in this way do not contribute to increasing the switching load of the control unit.

Fig. 4 viser en typisk laveffekts, håndholdt brukerstasjon PS. Stasjonen PS får som vist sin effekt fra en forsyning 51 (typisk et batteri) og er av vanlig konstruksjon. Selv om den viste fremviserenhet 52 og inngangssignalkilde 53 i stasjonen PS først og fremst er beregnet på talesignaler, kan ethvert digitalt datasignal tilføres og avgis gjennom stasjonen. Ved hjelp av en duplekser 55 kobles mottatte signaler 31 fra antennen 54 til en mottager 56. Avhengig av signalet 31 kan duplekseren 55 arbeide etter tids-, frekvens- eller kodedel-ingsprinsipper. Fig. 4 shows a typical low-power, hand-held user station PS. As shown, the station PS receives its power from a supply 51 (typically a battery) and is of ordinary construction. Although the shown display unit 52 and input signal source 53 in the station PS are primarily intended for speech signals, any digital data signal can be supplied and output through the station. With the help of a duplexer 55, received signals 31 from the antenna 54 are connected to a receiver 56. Depending on the signal 31, the duplexer 55 can work according to time, frequency or code division principles.

Mottagerenheten 56 formidler signalene til en demodulator 57 og en dekoder 58 før de sendes til fremviserenheten 52. Digital feilkorreksjon kan utføres i demodulatoren 57, dekoderen 58, mottagerenheten 56 eller i et separat feil-korrigeringsledd plassert mellom mottagerenheten og demodulatoren, eller mellom demodulatoren og dekoderen. Mottagerenheten 56 er utrustet med et korreksjonsledd for å løse opp flerveis-forvrengning o.l. innenfor frekvensbåndet. The receiver unit 56 conveys the signals to a demodulator 57 and a decoder 58 before they are sent to the display unit 52. Digital error correction can be performed in the demodulator 57, the decoder 58, the receiver unit 56 or in a separate error correction link placed between the receiver unit and the demodulator, or between the demodulator and the decoder . The receiver unit 56 is equipped with a correction link to resolve multi-path distortion and the like. within the frequency band.

Sendergrenen i stasjonen PS har en utforming tilsvarende mottagergrenen. Om nødvendig kodes inngangssignaler fra kilden 53 i en omkoder 58A og moduleres på en bærebølge ved hjelp av en modulator 57A for så å sendes gjennom sender-trinnet 56A. Foroverfeilkorreksjon kan innlemmes i omkoderen eller modulatoren og en felles referansefrekvens-kilde 59 mater modulatoren 57A og demodulatoren 57, samt senderen 56A og mottageren 56. The transmitter branch in station PS has a design similar to the receiver branch. If necessary, input signals from the source 53 are coded in a transcoder 58A and modulated onto a carrier wave by means of a modulator 57A and then sent through the transmitter stage 56A. Forward error correction can be incorporated into the encoder or modulator and a common reference frequency source 59 feeds the modulator 57A and the demodulator 57, as well as the transmitter 56A and the receiver 56.

En alfanumerisk fremviser 50 benyttes for flere ulike formål, blant annet for fremvisning av innkommende og utgående trafikkinformasjon, eller diagnosemeldinger i tilfellet av feil. Data beregnet på denne fremviser, kodes på den eksist-erende digitale bitstrøm i senderen og mottageren. An alphanumeric display 50 is used for several different purposes, including for displaying incoming and outgoing traffic information, or diagnostic messages in the event of a fault. Data intended for this viewer is coded on the existing digital bit stream in the transmitter and receiver.

Fig. 5 er et blokkskjema over en utførelse av en typisk lokalt tilgjengelig basisstasjon (LBS) 25. Det tas utgangspunkt i antennen 61 som mottar basisstasjonsignaler 31 på samme måte som slike ville bli tatt imot av en konvensjonell høyeffekts mobilstasjonmottager. De mottatte signaler føres via en duplekser 62 til et blandetrinn 63 hvor de settes sammen med et forskjøvet oscillatorsignal. Utgangssignalet fra blandetrinnet 63 leveres så tilben filter/splitterenhet 64 hvor signalet deles opp i nødvendige frekvens-delbånd og sendes til en eller flere forsterker/korreksjonsledd 65. Hvert forsterker/korreksjonsledd 65 inneholder en frekvensbånd-korreksjons-krets samt kretser for automatisk forsterknings- og frekvens-regulering. Hvert forsterker/korreksjonsledd 65 løser opp eventuelle flerveisproblemer i vedkommende signal og gir passende forsterkning i henhold til en forut bestemt plan, samt avgir signalene til en sammensatt utgangsfilter/kombina-torenhet. Her blir signalene fra forsterker/korreksjons-leddene 65 satt sammen og det sammensatte signal levert til en ytterligere duplekser 67. Sistnevnte mater en ytterligere antenne 68 som sender resultant-signalet nedover kommunikasjonskjeden til laveffektsbrukerstasjonene PS. Fig. 5 is a block diagram of an embodiment of a typical locally available base station (LBS) 25. The starting point is the antenna 61 which receives base station signals 31 in the same way as such would be received by a conventional high-power mobile station receiver. The received signals are fed via a duplexer 62 to a mixing stage 63 where they are combined with a shifted oscillator signal. The output signal from the mixing stage 63 is then delivered to the filter/splitter unit 64, where the signal is split into the necessary frequency sub-bands and sent to one or more amplifier/correction sections 65. Each amplifier/correction section 65 contains a frequency band correction circuit as well as circuits for automatic amplification and frequency regulation. Each amplifier/correction section 65 resolves any multipath problems in the relevant signal and provides appropriate amplification according to a predetermined plan, and outputs the signals to a composite output filter/combiner unit. Here the signals from the amplifier/correction links 65 are put together and the combined signal delivered to a further duplexer 67. The latter feeds a further antenna 68 which sends the resultant signal down the communication chain to the low-power user stations PS.

Kanalen i de lokale basisstasjoner (LBS) som er beregnet på signaler for overføring oppover kommunikasjonskjeden, har en tilsvarende utforming som kanalen for signaler for overføring nedover kommunikasjonskjeden. Den omfatter et blandetrinn 63', filter/splitterledd 64', forsterker/korreksjonsledd 65' og en filter/kombinator 66'. En felles referanseoscillator 69 mater både blandetrinnet 63 og 63', og enheten tilføres effekt ved hjelp av en kraftforsyning 93. The channel in the local base stations (LBS), which is intended for signals for transmission up the communication chain, has a similar design to the channel for signals for transmission down the communication chain. It comprises a mixing stage 63', filter/splitter section 64', amplifier/correction section 65' and a filter/combiner 66'. A common reference oscillator 69 feeds both the mixing stage 63 and 63', and the unit is supplied with power by means of a power supply 93.

En mottager/senderenhet 91 og en prosessor/styreenhet 92 gir diagnose- og styreinformasjon samt varslingsinformasjon. De har også organer for styring av basisstasjonen i tilfellet av feil eller ved endringer i utformingen, slik som tidligere beskrevet. A receiver/transmitter unit 91 and a processor/control unit 92 provide diagnostic and control information as well as notification information. They also have organs for controlling the base station in the event of a fault or in the event of changes to the design, as previously described.

Fig. 6 viser en typisk basisstasjon 22. Signalene mottas fra en antenne 71 og rutes gjennom en duplekser 72, til en mottager 73 av vanlig utførelse. Mottageren 73 etterfølges av et korreksjonsledd 74 som kobler de korrigerte signaler til en demodulator 75 og deretter en demultiplekser 76. Signalene fra demultiplekseren 76 dekodes i en dekoder 77 for tilførsel til et omkoblernett 24 (se fig. 1). Senderkanalen i stasjonen 22 utfører i hovedsak de samme funksjoner i motsatt rekke-følge, unntatt korrigeringen som ikke behøves. Denne kanal omfatter således en omkoder 77', en multiplekser 76', en demodulator 75' og en sender 73'. En felles referanseoscillator 78 mater mottageren 73 og senderen 73'. Fig. 6 shows a typical base station 22. The signals are received from an antenna 71 and routed through a duplexer 72, to a receiver 73 of conventional design. The receiver 73 is followed by a correction link 74 which connects the corrected signals to a demodulator 75 and then a demultiplexer 76. The signals from the demultiplexer 76 are decoded in a decoder 77 for supply to a switching network 24 (see fig. 1). The transmitter channel in station 22 essentially performs the same functions in the opposite order, except for the correction which is not needed. This channel thus comprises a encoder 77', a multiplexer 76', a demodulator 75' and a transmitter 73'. A common reference oscillator 78 feeds the receiver 73 and the transmitter 73'.

Legg merke til at såsnart et signal er demodulert (henholdsvis modulert) i stasjonen 22, er denne stasjons viktige oppgaver utført. Multipleksing/demultipleksing og koding/omkoding samt omkobling kan utføres på stedet eller på et annet sted. Valg av plassering av disse siste funksjonselementer gjøres utelukkende på grunnlag av økonomien i utformingen av det totale system. Note that as soon as a signal is demodulated (respectively modulated) in station 22, this station's important tasks are completed. Multiplexing/demultiplexing and encoding/recoding as well as switching can be performed on-site or at another location. The choice of placement of these last functional elements is made solely on the basis of the economy in the design of the overall system.

I alle tilfeller skal det forstås at de ovenfor angitte løsninger bare belyser noen av de mange mulige spesielle utførelser som representerer anvendelser av den foreliggende oppfinnelse. Utallige forskjellige løsninger kan lett utledes i henhold til oppfinnelsens prinsipper, uten at man går utenom oppfinnelsens omfang. In all cases, it should be understood that the above-mentioned solutions only illustrate some of the many possible special embodiments that represent applications of the present invention. Countless different solutions can be easily derived according to the principles of the invention, without going beyond the scope of the invention.

Claims

1. Cellular radio communication system for use over an area (2) comprising several cellular regions (21) in which each of several low-power user stations (PS) transmits low-power radio signals on the respective user station's transmission frequency and with a first power level, the system further comprising: — several base stations (22) each assigned to a cellular region (21), each base station being able to: (i) receive radio signals that are transmitted within the assigned cellular region on a reception frequency for base stations and with a second power level which is higher than said first power level, and (ii) transmitting radio signals on a base station transmission frequency, for reception within the relevant assigned cellular region; and — several base stations for local access (LBS, 25), which are divided into one or more groups each assigned to a cellular region (21), and where the local access stations in a group are each assigned to a subregion (21A) of the cellular region assigned to that person group, each local access station being capable of receiving radio signals sent out by low-power user stations (PS) in the relevant sub-region and re-transmitting the radio signals from said low-power user stations with said second power level, characterized in that: — the sub-regions (2IA) belonging to two or more base stations for local access (25) are arranged in such a way that they have mutually overlapping regions in such a way that radio signals sent out from low-power user stations (PS) somewhere within the overlapping regions are received by and re-transmitted on the same base station frequency from said two or several local access stations (25) and that — the individual base station (22) is arranged to receive the signals sent out one from said two or more assigned local access stations (25) on the same base station frequency and with the second power level, said base station (22) comprising equipment for correcting respectively received and delayed signals, thereby increasing the signal strength and creating redundancy.

2. Radio communication system as specified in claim 1, characterized in that said base stations for local access (25) also include equipment for correcting respectively received and delayed signals, thereby increasing the signal strength and creating redundancy.

3. Radio communication system as specified in claim 1 or 2, characterized in that said low-power user stations (PS) also include equipment for correcting respectively received and delayed signals, thereby increasing the signal strength and creating redundancy.

4. Radio communication system as stated in claim 1, characterized in that the sub-regions (21A) in each individual cellular region (21) overlap each other in such a way that radio signals sent out from low-power user stations (PS) at a location within a given overlapping region are received and re-broadcast from two base stations for local access (25) within the relevant cellular region.

5. Radio communication system as stated in claim 1, characterized in that the sub-regions (21A) in each individual cellular region (21) overlap each other in such a way that radio signals transmitted from low-power user stations (PS) at a location within a given overlapping region, can is received and re-transmitted from three base stations for local access (25) within the relevant cellular region.

6. Radio communication system as specified in claim 1, characterized in that the individual base station for local access (25) is also able to: — receive radio signals that are sent out on the transmission frequency for base stations from the base station (22) belonging to the cellular region (21) ) which is assigned to the relevant local access station (25), and — on a reception frequency for low-power user stations (PS) to re-transmit the radio signals received from said base station (22), for reception within the sub-region (2IA) which is assigned to the relevant local access station (25) .

7. Radio communication system as set forth in claim 1, characterized in that the cellular regions (21) are assigned mutually different frequency bands and that a base station (22) assigned to a given cellular region sends and receives signals in the frequency band assigned to the relevant cellular region (21 ).

8. Radio communication system as stated in claim 8, characterized in that said different frequency bands assigned to the cellular regions (21) lie in a frequency range that extends from approx. 1.5 to 2.5 GHz.

9. Radio communication system as specified in claim 1, characterized in that said first power level is equal to or less than approx. 0.5W.

10. Radio communication system as stated in claim 9, characterized in that said first power level is within the range 10 — 100 mW.

11. Radio communication system as stated in claim 1, characterized in that it further comprises switching equipment (24) for controlling and routing signals between said base stations (22).

12. Radio communication system as specified in claim 11, characterized in that said switching equipment (24) communicates with a telephone and data network, and routes signals between the base stations (22) and this network.

13. Method for operating a cellular radio communication system for use over an area composed of several cellular regions, and with low-power user stations that can transmit low-power radio signals with a first power level on a transmission frequency for said low-power user stations, the method comprising that: — a number of base stations that are assigned to each of said cellular regions, — radio signals that are sent out on a reception frequency for base stations and with a second power level that is higher than said first power level within the cellular region that is assigned to the individual base station are received by the relevant base station, — radio signals are sent out from the relevant base station on a transmission frequency for base stations within the cellular region assigned to the relevant base station, — a number of base stations are created for local access, which are divided into one or more groups assigned to each of said cellular regions, as each local access station in a group is further assigned to a sub-region of the cellular region assigned to the group in question, — radio signals transmitted from low-power user stations within the sub-region assigned to a given local access station are received by the local access station in question and the radio signals from said low-power user stations are transmitted again on a reception frequency for base stations as well as with said second power level to be received by the base station belonging to the cellular region assigned to the local access station in question, characterized in that it is arranged so that: — in each individual cellular region, the sub-regions are arranged with mutually overlapping regions in such a way that radio signals transmitted from a low-power user station at a location within said overlapping regions are received by and re-transmitted from at least two local access stations within the relevant cellular region and that — such rebroadcast signals which are received by a base station respectively without and with delay are corrected in the relevant base station in order to thereby increase the signal strength and create redundancy.

14. Method according to claim 13, characterized in that signals received by a local access station respectively without and with delay are also corrected, thereby increasing the signal strength and creating redundancy.

15. Method according to claim 13 or 14, characterized in that signals from a low-power user station are received respectively without and with delay is also corrected, thereby increasing the signal strength and creating redundancy.

16. Method according to any one of claims 13-15, characterized in that the sub-regions in each cellular region are created mutually overlapping in such a way that radio signals emitted from low-power user stations at a location within a given overlapping region can be received and transmitted out of at least three local access stations within the relevant cellular region.

17. Method according to any one of claims 13-16, characterized in that: — radio signals transmitted on the transmission frequency for base stations from the base station belonging to the cellular region assigned to a given local access base station are received in the relevant local access station, and — the radio signals received from said base station is rebroadcast on a reception frequency for low-power user stations to be received within the sub-region assigned to the local access station.

18. Method according to any one of claims 13-17, characterized in that the cellular regions are assigned mutually different frequency bands and that signals in the frequency band assigned to a given cellular region are sent and received by the base station assigned to the respective cellular region.

19. Method according to claim 18, characterized in that said different frequency bands that are assigned to the cellular regions are placed in a frequency range that extends from approx. 1.5 to 2.5 GHz.

20. Method according to claim 13, characterized in that said first power level is set to approx. 0.5 W or less.

21. Method according to claim 13, characterized in that said first power level is set within the range 10 - 100 mW.

22. Method according to claim 13, characterized in that control and routing of the signals between said several base stations is provided.

23. Method according to claim 22, characterized in that said control and routing are arranged to include communication with a telephone and data network, and so that signals are routed between the base stations and this network.