SE470078B - Basstation för cellindelade frekvenshoppande TDMA- radiokommunikationssystem - Google Patents

Description

470 078 7- 10 15 20 25 Genom den amerikanska patentskriften 4 545 059 är det i och för sig känt att ansluta två antenner till en frekvenshoppande sända- re. I den kända anordningen är dock båda antennerna samtidigt an- slutna till samma utsignal.

Genom europapatentansökan 91 850022.4 är det vidare känt att vid dålig mottagning från en mobilstation beordra antennbyte i en basstation. I den kända anordningen sitter dock en omkopplare först efter sändarsektiónen, så att ingen effektvinst är möjlig.

FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen, ytterligare syften samt med uppfinningen uppnådda fördelar förstås bäst genom hänvisning till nedanstående beskriv- ning och den bifogade ritningen, i vilken: Fig. 1 schematiskt visar en känd struktur för en basstation i ett TDMA-mobilradiosystem; Fig. 2 schematiskt visar en annan känd struktur för en bassta- tion i ett TDMA-mobilradiosystem; Fig. 3 schematiskt visar en utföringsform av föreliggande upp- finning baserad på strukturen i fig. 1; och Fig. 4 schematiskt visar en annan utföringsform av föreliggande uppfinning baserad på strukturen i fig. 2. v FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER I ritningens figurer används genomgående samma hänvisningsbeteck- ningar för motsvarande element.

Figur 1 visar schematiskt en känd struktur för en basstation i 'ett TDMA-mobilradiosystem. I denna struktur leds fyra signaler A- D till motsvarande sändare SY-TRX 10-13. Dessa sändare kan själva utföra frekvenshoppen. En sådan sändare kallas ofta “synthesizer hopping tranmitter". Utsignalerna från vardera två sändare, 10, *x 10 15 20 25 30 ñflß AW 3 U/'O WG 11 respektive 12, 13, tillförs motsvarande bredbandiga combiners HCOMB 14 respektive 15. Sådana combiners benämns ofta hybridcom- biners. Utsignalerna från dessa hybridcombiners 14, 15 tillförs ytterligare en hybridcombiner 16, vars utsignal i sin tur leds till en antenn 17. I varje combinersteg förloras ca. 3 dB i ut- effekt (halvering av effekten). Om fler sändare önskas, t. ex. om samtalskapaciteten skall ökas, måste antalet combinersteg ökas, eftersom hybridcombiners endast har två ingångar. Därför är denna struktur mest lämpad för basstationer med låg samtalskapacitet.

Figur 2 visar schematiskt en annan känd struktur för en bassta- tion i ett TDMA-mobilradiosystem. I denna struktur tillförs sig- nalerna A-D via en kopplare 28 ett antal sändare BB-TRX 20-23.

Dessa sändare är kapabla att sända på endast en frekvens. Sådana sändare benämns ofta "base band hopping transmitters". Anled- ningen till detta är att frekvenshoppen i detta fall ej sker i sändarna utan i kopplaren 28 som kopplar olika signalskurar eller tidsluckor för signalerna A-D till olika sändare 20-23. Därvid kan exempelvis signalen A under en tidslucka vara kopplad till sändaren 20, under nästa tidslucka till sändaren 22, sedan till sändaren 21, osv. Sändarnas 20, 21 utsignaler leds till varsin filtercombiner 24, 25, medan sändarnas 22, 23 utsignaler leds till varsin filtercombiner 26, 27. Utsignalerna från nämnda fil- tercombiners 24, 25 kombineras och leds till ena ingången av en hybridcombiner 16. På samma sätt-kombineras utsignalerna från nämnda combiners 26, 27 och leds till hybridcombinerns l6 andra ingång. Hybridcombinerns 16 utgång är kopplad till en antenn 17.

I figur 2 har endast fyra insignaler A-D och fyra sändare 20-23 visats. De markerade punkterna indikerar dock att denna struktur vanligen innehåller flera insignaler och flera sändare. En sändargrupp, exempelvis gruppen innehållande sändarna 20, 21, kan innehålla t.ex. ända upp till 16 sändare. Även i denna struktur sker en effektförlust i två steg, nämligen ca. 4 dB i filtercombinersteget och ca. 3 dB i hybridcombinerste- get. 10 15 20 25 30 470 078 4 Figur 3 visar sohematiskt en utföringsform av föreliggande uppfinning baserad på strukturen i figur l. I denna utföringsform har hybridcombinern 16 närmast antennen 17 i figur l eliminerats.

I stället leds utsignalen från hybridcombinern 14 direkt till en antenn 30, medan utsignalen från hybridcombinern 15 leds direkt till en antenn 31. Denna uppdelning är möjlig genom att TDMA- sändningsschemat för en cell garanterar att två sändare ej samtidigt sänder pà samma frekvens.

Om basstationen innehàllit flera sändare och därför även flera combinersteg, skulle förfarandet kunna upprepas, så att combinern närmast en antenn elimineras och ersätts med tvà antenner. För varje combinersteg som elimineras sker en fördubbling av antalet antenner. För varje combinersteg som elimineras erhålls även en effektvinst på ca 3 dB.

Den uppnådda effektvinsten kan utnyttjas antingen för en ökning av uteffekten eller för en ökning av antalet sändare vid oförändrad uteffekt.

Om antennerna 30, 31 dessutom placeras på tillräckligt avstånd från varandra, dvs ett antal våglängder, t. ex. ett avstånd av storleksordningen 3 m eller mera vid bärvågsfrekvenser på ca 900 MHz, är det dessutom möjligt att uppnå rums- eller antenndiversi- tet. Detta kan ske genom att en kopplare 28 kopplas in före sän- darna 10-13 och omväxlande kopplar signalerna mellan sändargrup- perna 10, ll respektive 12, 13. Härigenom kommer signalskurarna i en TDMA-kanal ej endast att byta frekvens utan även sändaran- tenn.

Om fler än två antenner används kan signalskurarna t. ex. cyk- liskt kopplas mellan antennerna i antenngruppen.

I en annan utföringsform kan signalskurarna slumpmässigt kopplas mellan antennerna i antenngruppen.

I ytterligare en utföringsform kan omkopplingen ske behovstyrt, t. ex. genom att en mobilstation konstaterar att signalen från en antenn är oacceptabel och beordrar byte av antenn inom antenn- (S 10 15 20 25 30 5 .nn nun 1 U u,'o gruppen. Signaleringen_kan t. ex. ske på det sätt som beskrivs i europapatentansökan 91 850022.4.

En anledning till att den beskrivna antenndiversiteten är så ef- fektiv är den bitinterfoliering (bit interleaving) som vanligen används i digitala radiokommunikationssystem. I exempelvis den amerikanska standarden IS-54 för digital mobiltelefoni är bitarna i en 20 ms talram bitinterfolierade över tvà på varandra följande tidsluckor i en trafikkanal. I det europeiska GSM-systemet är bitarna i en talram interfolierade över 8 tidsluckor. I båda fal- len kommer dock halva antalet signalskurar att sändas på den ena antennen och resterande signalskurar att sändas på den andra an- tennen. Härigenom undviks att alla bitarna i en talram av mobils- stationen tas emot på en snabbt fädande kanal. På grund av den i kodningen ingående redundansen kan talramarna áterskapas ur de korrekt mottagna bitarna.

Figur 4 visar schematiskt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning baserad på strukturen i figur 2. Även i denna utfö- ringsform har hybridcombinern 16 utelämnats och leds den kombine- rade signalen från nämnda filtercombiners 24, 25 till en antenn 30 och signalerna från nämnda filtercombiners 26, 27 till en an- tenn 31. Även i utföringsformen enligt figur 4 har sålunda en.effektvinst på 3 dB uppnåts. Denna kan'utnyttjas för en ökning av uteffekten från.basstationen. Alternativt kan antalet sändargrupper ökas med hjälp av ytterligare ett hybridkombinersteg utan att effektför- lusten skulle öka i förhållande till det fall då endast en antenn används.

Utföringsformen enligt figur 4 har dessutom den tillkommande för- delen att rums- eller antenndiversitet enkelt kan uppnås genom att kopplaren 28 redan från början ingår i strukturen.

Ytterligare en fördel med den uppnådda rumsdiversiteten enligt uppfinningen är ökad flexibilitet i planeringen av TDMA-sänd- ningsschemat. Genom att diversitet, nämligen rumsdiversitet upp- nås redan vid antennbytet mellan två tidsluckor är det exempelvis 470' 078 ß möjligt att avstå från frekvenshopp mellan dessa tidsluckor eller att minska antalet hoppfrekvenser. En reduktion av antalet hopp- frekvenser kan vara av särskilt intresse vid basstationer som är utrustade med sändare som sänder på endast en frekvens, eftersom i detta fall antalet hoppfrekvenser är begränsat till antalet sändare.

Fackmannen inser att olika förändringar och modifieringar av uppfinningen är möjliga utan att dessa faller utanför upp- finningens ram, vilken definieras av de bifogade patentkraven. f)

Claims (5)

10 15 20 7 JE» »a c: c: -a o: P B T'E N T K R A V

1. Basstation för cellindelade frekvenshoppande TDMA-radiokommu- nikationssystem, k ä n n e t e c k n a d av åtminstone två sändargrupper, var och en innehållande åtminstone en sändare (10, ll och 12, 13; 20, 21 och 22, 23), kopplade till var sin antenn (30: 31) i en antenngrupp för en cell, och organ (28) för styrda frekvenshopp i åtminstone någon TDMA- kanal, så att dess signalskurar fördelas på olika antenner (30; 31) inom antenngruppen och alla antenner i antenngruppen alltid sänder på olika frekvenser.

2. Zr Basstation enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att antennerna i antenngruppen uppvisar ett inbördes avstånd på mer än några bärvåglängder.

3. Basstation enligt krav 2, k älg n e t e c k n a d av organ (28) för cyklisk fördelning av signalskurarna på antennerna (30; 31) inom antenngruppen.

4. Basstation enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av organ (28) för slumpmässig fördelning av signalskurarna på antennerna (30; 31) inom antenngruppen.

5. Basstation enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av organ för behovstyrd fördelning av signalskurarna på antennerna (307 31) inom antenngruppen.