DE19708309C2 - Überlagertes, zellulares, mobiles Kommunikationssystem und Funkkommunikationsvorrichtung zur Verwendung in dem Kommunikationssystem - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft ein überlagertes, zellulares, mobi­ les Kommunikationssystem zur Durchführung von Funkverbindun­ gen, das durch Ausbildung und Anordnung einer Makrozelle eines Makrozellensystems und einer Vielzahl von Mikrozellen eines Mikrozellensystems übereinander gebildet wird, wobei das Makrozellensystem und das Mikrozellensystem die Möglich­ keit erhalten, einen Teil oder sämtliche der Frequenzen aus einer Vielzahl von Trägerfrequenzen zu verwenden.

In den letzten Jahren sind durch die gestiegenen Kommunika­ tionsbedürfnisse und die Entwicklung der Kommunikationstech­ nik verschiedene Typen mobiler Kommunikationssysteme ent­ wickelt worden. Zu diesen zählt auch ein überlagertes, zel­ lulares, mobiles Kommunikationssystem. Das überlagerte, zel­ lulare, mobile Kommunikationssystem führt die Funkverbindung aus, indem es beispielsweise Makrozellen mit einem Zellradius von etwa einigen Kilometern und eine Vielzahl Mikrozellen mit einem Zellradius von etwa einigen zehn Metern ausbildet, sie im selben Servicebereich überlagert und die Zellen veranlaßt, eine gemeinsame Trägerfrequenz zu verwenden. Da bei dem obi­ gen Systemtyp die Mikrozelle und die Makrozelle die gemein­ same Trägerfrequenz verwenden, kann der Nutzungsfaktor der Frequenz im Vergleich zu einem System mit verschiedenen Trä­ gerfrequenzen verbessert werden.

Fig. 10 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines bei­ spielhaften überlagerten, zellularen, mobilen Kommunikations­ systems, wie es herkömmlicherweise bereitgestellt wird. Ea1, Ea2, . . . in Fig. 10 kennzeichnen Makrozellen, und die Makro­ zellen Ea1, Ea2, . . . werden durch Makrozellen-Basisstationen BSa1, BSa2, . . . gebildet. Des weiteren kennzeichnen Eb1, Eb2, Eb3, . . . Mikrozellen, und die Mikrozellen Eb1, Eb2, Eb3, . . . werden durch Mikrozellen-Basisstationen BSb1, BSb2, BSb3, . . . gebildet. Eine mobile Station MS des Makrozellensystems steht mit den Makrozellen-Basisstationen BSa1, BSa2, . . . in Funk­ verbindung. Eine mobile Station PS des Mikrozellensystems steht mit den Mikrozellen-Basisstationen BSb1, BSb2, BSb3, . . . in Funkverbindung.

Im Makrozellensystem wird beispielsweise ein Frequenzmulti­ plexen mit Vielfachzugriff/Frequenzteilungs-Duplex-Prinzip (im folgenden als FDMA-FDD bezeichnet), und im Makrozellen­ system wird ein Zeitmultiplexen mit Vielfachzugriff/Frequenz­ teilungs-Duplex-Prinzip (im folgenden als TDMA-FDD bezeich­ net) verwendet.

Fig. 11 zeigt ein Beispiel für die Zuordnung von Funkkanälen im Makrozellensystem und im Mikrozellensystem. Es sei nun angenommen, daß die mobile Station MS des Makrozellensystems mittels eines Hin-Kanals CHUP1 mit einer Trägerfrequenz F11 und eines Rück-Kanals CHDW1 mit einer Trägerfrequenz F21 in Funkverbindung mit der Makrozellen-Basisstation BSa1 in der Makrozelle Ea1 steht. Es sei weiterhin angenommen, daß ein die mobile Station PS betreffender Anruf in diesem Zustand in der Mikrozelle Eb1, die in der benachbarten Makrozelle Ea1 ausgebildet ist, abgesetzt wird. Die Mikrozellen-Basisstation BSb1 sucht nun nach Trägerfrequenzen, die im Mikrozellen­ system verfügbar sind. Auf Basis des Ergebnisses der Suchoperation wählt die Mikrozellen-Basisstation eine Träger­ frequenz, die die Kommunikation des Makrozellensystems nicht beeinflußt und die die Bedingung des Verhältnisses (D/U) einer gewünschten Welle zu einer Störwelle erfüllt, und ord­ net dann die gewählte Trägerfrequenz der mobilen Station PS zu.

Es wird z. B. eine Paarung aus einer Hin-Trägerfrequenz F11 (Hin-Kanal CHaDW1) und einer Rück-Trägerfrequenz F21 (Rück- Kanal CHaDW1) gewählt, die von der Makrozelle Ea1, aber nicht von der Makrozelle Ea2 verwendet werden. Danach wird, wie in Fig. 11 dargestellt, ein Hin-Kanal CHbUP1 und ein Rück-Kanal CHbDW1 für die Mikrozelle auf die Kanäle CHaUP1 und CHaDW1 eingestellt, und die Kanäle CHbUP1, CHbDW1 werden der mobilen Station PS zugeordnet. Daran anschließend nimmt die mobile Station PS den Funkverkehr mit der Mikrozellen-Basisstation BSb1 auf Basis des FDD-Systems auf, indem sie die Paarung aus Hin-Kanal CHbUP1 und Rück-Kanal CHbDW1 verwendet.

Wird ein eine andere mobile Station der Mikrozelle betreffen­ der Anruf gleichzeitig abgesetzt, stellt die Mikrozellen- Basisstation BSb1 einen Hin-Kanal CHbUP2 und einen Rück-Kanal CHbDW2 für die Mikrozelle auf den von der Makrozelle Ea1 ver­ wendeten Trägerfrequenzen F11, F21 ein, wie beispielsweise in Fig. 11 gezeigt, und ordnet dann die so eingestellten Kanäle der obigen anderen mobilen Station zu.

Das bedeutet, daß bei dem herkömmlichen überlagerten zellula­ ren System der Hin- und Rück-Kanal der Mikrozelle der Hin- und Rück-Trägerfrequenz für die Makrozelle zugeordnet sind, um einen Funkverkehr auf Basis des FDD-Systems durchführen zu können.

Das herkömmlicherweise vorgeschlagene System weist jedoch die folgenden Probleme auf. Das heißt, die zur Bildung eines bi­ direktionalen Funkkanals im Makrozellensystem verwendeten Hin- und Rück-Trägerfrequenzen sind in der Übertragungssta­ tion und dem Funksignal-Fortpflanzungsweg verschieden. Aus diesem Grund sind die durch die Funksignale der Hin- und Rück-Kanäle zur Mikrozelle gegebenen Störpegel an manchen Positionen der mobilen Station MS für die Makrozelle ver­ schieden, wie in Fig. 10 dargestellt. Wenn im konventionellen überlagerten, zellularen System sowohl die Hin- als auch die Rück-Trägerfrequenz, die zur Bildung eines bidirektionalen Funkkanals im Makrozellensystem verwendet werden, eine vor­ gegebene Bedingung wie das obenbeschriebene Verhältnis D/U nicht erfüllen, wird es deshalb unmöglich, die obigen Trä­ gerfrequenzen zu wählen und sie der mobilen Station des Mikrozellsystems zuzuordnen.

Es nimmt deshalb viel Zeit in Anspruch, eine Trägerfrequenz­ paarung zu finden, die eine vorgegebene Bedingung an die Trägerfrequenzen erfüllt, damit sie der mobilen Station des Mikrozellensystems zugeordnet werden kann. Die Anzahl der zuordnungsfähigen Trägerfrequenzpaare ist klein, und es ist schwierig, die ausreichende Anzahl von Kanälen für das Mikro­ zellensystem bereitzustellen.

Des weiteren wird es selbst dann, wenn die Hin- und Rück- Kanäle, die die obige Bedingung erfüllen, zugeordnet sind und die Kommunikationsqualität einer der Trägerfrequenzen auf einem hohen Niveau bleibt, unmöglich, die gewünschte Verbin­ dung aufrechtzuerhalten, wenn sich die Störung der anderen Trägerfrequenz während der Kommunikation verstärkt. Im Resul­ tat weist die Kommunikationsqualität eine Tendenz zur Ver­ schlechterung im Verlauf der Kommunikation auf, und die Wahr­ scheinlichkeit, daß ein Kommunikationsprozeß störungsfrei abgeschlossen werden kann, d. h. die Rate erfolgreich abge­ schlossener Kommunikationen, wird gering.

US-A-5452471 offenbart ein überlagertes, zellulares, mobiles Kommunicationssystem mit einem primären Zellensystem mit mindestens einer Makrozelle mit einem ersten Durchmesser in einem Servicebereich sowie einem sekundären Zellensystem zum Ausbilden und Überlagern einer Vielzahl von Mikrozellen mit einem zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, über die mindestens eine Makrozelle. Entsprechend dieser Entgegenhaltung ist eine Vielzahl von Frequenzbändern vorgesehen, um eine Funkkommunikation gemäß dem FDD-Prinzip durchzuführen. Dieser Stand der Technik zeigt darüber hinaus auch eine Kanal- bzw. Trägerfrequenzeinstell­ einrichtung.

Darüber hinaus sind Kommunikationssysteme aus MANN, A.:
Der GSM-Standard, in "Informatik Spektrum", Heft 14, 1991, S. 137-152, in PILGER, U.: Struktur des DECT-Standards, "Nachrichtentechnik, Elektron.", Berlin 42, Heft 1, 1992, S. 23-29 sowie in EP-0752766 A1 und DE-43 07 966 A1 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein überlagertes, zellulares, mobiles Kommunikationssystem und eine dafür geeignete Funk­ kommunikationsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, den Einstellungsprozeß sowohl für einen Hin- als auch für einen Rück-Kanal einer Mikrozelle in kurzer Zeit durchzuführen.

Diese Aufgabe wird durch ein überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem nach Anspruch 1 und Anspruch 13 bzw. durch eine Funkkommunikationsvorrichtung nach An­ spruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen wei­ tere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Gemäß dieser Erfindung genügt die Wahl nur einer Trägerfre­ quenz, die zum Einstellen einer Hin- und Rück-Kanalpaarung für die Mikrozelle erforderlich ist, aus einer Vielzahl von Trägerfrequenzen des Makrozellensystems. Wenn sowohl der Hin- als auch der Rück-Kanal für die Mikrozelle zugeordnet sind, genügt es deshalb, wenn beispielsweise mindestens eine der Hin- und Rück-Trägerfrequenzen eines Paares des Makrozellen­ systems die vorgegebene Bedingung erfüllt.

Im Vergleich zu dem herkömmlichen System, bei dem sowohl die Hin- als auch die Rück-Frequenz eines Paares des Makrozellen­ systems gleichzeitig die vorgegebene Bedingung erfüllen muß, läßt sich deshalb die zuzuordnende Trägerfrequenz leichter und schneller finden. Des weiteren kann eine ausreichend große Anzahl von Kanälen für die Mikrozelle bereitgestellt werden, und im Ergebnis kann der Frequenznutzungsfaktor wei­ ter verbessert werden. Dieser Effekt ist in einem Code­ teilungssystem mit Vielfachzugriff (CDMA) besonders wirksam, bei dem benachbarte Zellen häufig die gleiche Trägerfrequenz verwenden.

Selbst nach erfolgter Kanalzuordnung ist es nicht erforder­ lich, daß sowohl die Empfangspegel der Störwellen der Hin- Trägerfrequenz als auch der Rück-Trägerfrequenz für die Makrozelle auf einem niedrigeren als dem vorgegebenen Pegel bleiben, und es läßt sich eine qualitativ hochwertige Kom­ munikation aufrechterhalten, wenn der Empfangspegel der Stör­ welle mindestens einer der Hin- und Rück-Trägerfrequenzen für die Mikrozelle niedriger ist als der voreingestellte Pegel. Die Rate erfolgreich abgeschlossener Kommunikationen kann deshalb verbessert werden.

Vorzugsweise wird deshalb in einem Trägerfrequenz-Auswahlab­ schnitt eine Vielzahl von Trägerfrequenzen des Makrozellen­ systems in eine Trägerfrequenzgruppe für die Hin-Kommunika­ tion und in eine Trägerfrequenzgruppe für die Rück-Kommuni­ kation geteilt, eine der Trägerfrequenzgruppen gewählt, eine Trägerfrequenz aus der in der gewählten Gruppe enthaltenen Vielzahl von Trägerfrequenzen gesucht, die die vorgegebene Bedingung erfüllt, die andere der Trägerfrequenzgruppen ge­ wählt, wenn die die vorgegebene Bedingung erfüllende Träger­ frequenz durch die obige Suchoperation nicht gefunden werden kann, und dann eine Trägerfrequenz aus der Vielzahl der in der gewählten Gruppe enthaltenen Trägerfrequenzen gesucht, die die obige vorgegebene Bedingung erfüllt.

Im allgemeinen ist häufig eine Vielzahl von Trägerfrequenzen des Makrozellensystems nacheinander für jede der Hin- und Rück-Gruppen angeordnet. Wird also die Suchoperation nach einer Trägerfrequenz für die Hin- und Rückgruppe wie oben beschrieben getrennt durchgeführt, kann die Suchoperation problemlos erfolgen.

Des weiteren ist es vorteilhaft, im Trägerfrequenz-Auswahlab­ schnitt die Rück-Trägerfrequenzgruppe mittels eines ersten Suchabschnitts zu suchen, der eine Trägerfrequenz sucht, die eine vorgegebene Bedingung erfüllt, und die Hin-Trägerfre­ quenzgruppe mittels eines zweiten Suchabschnitts zu suchen, der eine Trägerfrequenz sucht, die die vorgegebene Bedingung erfüllt. Das bedeutet, daß die für die Mikrozelle verwendete Trägerfrequenz vorzugsweise in der Rück-Trägerfrequenzgruppe gewählt wird.

Handelt es sich bei der mobilen Station des Makrozellen­ systems um eine in einem Kraftfahrzeug zu verwendende mobile Station, wird sich diese mit hoher Geschwindigkeit bewegen. Das Funksignal der Hin-Trägerfrequenz, das aus der mobilen Station zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug gesendet wird, unterliegt deshalb dem Einfluß der Änderung der Kommunika­ tionsstrecke und Schwund, und der Empfangspegel tendiert zum Schwanken. Das Funksignal der Rück-Trägerfrequenz dagegen, das von der Basisstation des Makrozellensystems an das Mikro­ zellensystem gesendet wird, unterliegt dem Einfluß der Ände­ rung der Kommunikationsstrecke und Schwund weniger stark. Wird also vorzugsweise die Rück-Trägerfrequenz gesucht und ein Kanal der Mikrozelle auf die Trägerfrequenz eingestellt, so kann eine Trägerfrequenz mit geringerer Zustandsschwankung gewählt und eine stabile Kommunikation selbst nach Abschluß der Kanalzuordnung erzielt werden.

Des weiteren wird bevorzugt bei der obigen Suche der Träger­ frequenz eine Trägerfrequenz als die Trägerfrequenz der Mikrozelle bestimmt, bei der zuerst die Erfüllung der vorge­ gebenen Bedingung erkannt wird. In diesem Fall kann die zur Bestimmung der Trägerfrequenz für die Mikrozelle erforder­ liche Zeit verkürzt werden.

Es ist ebenfalls möglich, die Empfangspegel sämtlicher Trä­ gerfrequenzen zu messen und auf Basis des Meßergebnisses eine der Trägerfrequenzen für die Mikrozelle zu wählen. In diesem Fall wird die zur Wahl erforderliche Zeit länger, aber es kann stets die beste Trägerfrequenz gewählt werden.

Es ist außerdem möglich, den Empfangspegel jeder der Träger­ frequenzen über eine vorgegebene Zeitspanne zu messen, den Mittelwert des Empfangspegels abzuleiten und auf Basis des Mittelwertes des Empfangspegels die beste Trägerfrequenz bei der Wahl der Trägerfrequenz für die Mikrozelle zu wählen. In diesem Fall kann eine Trägerfrequenz gewählt werden, die einem Störeinfluß am wenigsten unterliegt.

Mit der Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung ist es ebenfalls möglich, aus der Vielzahl der Trägerfrequenzen des Makro­ zellensystems eine Vielzahl von Trägerfrequenzen zu wählen, die die vorgegebene Bedingung erfüllen, die Vielzahl der gewählten Trägerfrequenzen an den Kanaleinstellabschnitt zur Kanaleinstellung für die Mikrozelle zu übergeben und die übrigen nicht gewählten Trägerfrequenzen in einem Speicher zu speichern.

Wird es bei dem obigen Aufbau beispielsweise unmöglich, die gewählte Trägerfrequenz unmittelbar nach ihrer Wahl zu ver­ wenden, kann die Kanaleinstelloperation sofort ohne eine nochmalige Suchoperation nach einer Trägerfrequenz vorgenom­ men werden, indem die im Speicher abgelegte Trägerfrequenz ausgelesen und verwendet wird.

Außerdem ist es möglich, die im Speicher abgelegte Träger­ frequenz auszulesen und zu verwenden, wenn die Mikrozelle eine neue Kanalzuordnungsanforderung erhält. Da in diesem Fall die Suchoperation nach der Trägerfrequenz entfallen kann, kann die Kanaleinstelloperation innerhalb einer extrem kurzen Zeitspanne erfolgen.

Wird die im Speicher abgelegte Trägerfrequenz verwendet, ist vorzugsweise zu bestimmen, ob die Trägerfrequenz eine vorge­ gebene Bedingung erfüllt oder nicht, und die Trägerfrequenz zu verwenden, wenn die Bestimmung ergibt, daß sie die vor­ gegebene Bedingung erfüllt. In diesem Fall kann eine stabile Kanaleinstelloperation erzielt werden, bei der keine Störun­ gen mehr auftreten.

Entsprechend einem weiteren Vorteil der Erfindung kann ein überlagertes, zellulares, mobiles Kommunikations­ system bereitgestellt werden, das folgendes umfaßt: ein Makrozellen­ system zum Ausbilden mindestens einer Makrozelle in einem Servicebereich und Wählen zweier Trägerfrequenzen aus einer Vielzahl von Trägerfrequenzen der Makrozelle, um Funkkommuni­ kationen auf Basis des TDMA-FDD-Prinzips durchzuführen; und ein Mikrozellensystem zum Ausbilden und Überlagern einer Vielzahl von Mikrozellen mit einem Durchmesser, der kleiner als der der Makrozelle ist, über der Makrozelle; und bei dem ein Trägerfrequenz-Auswahlabschnitt zur Wahl einer Träger­ frequenz aus der Vielzahl von Trägerfrequenzen des Makro­ zellensystems, ein Zeitschlitz-Auswahlabschnitt zur Wahl eines verfügbaren Zeitschlitzes aus einer Vielzahl von Zeit­ schlitzen zur Kommunikation der auf die gewählte Trägerfre­ quenz eingestellten Makrozelle und ein Kanaleinstellabschnitt zum Einstellen mindestens eines Hin-Kanals und eines Rück- Kanals der Mikrozelle auf den vom Zeitschlitz-Auswahl­ abschnitt gewählten Zeitschlitz im Mikrozellensystem bereit­ gestellt sind, um Funkkommunikationen über den Hin-Kanal und den Rück-Kanal durchzuführen.

Somit kann selbst dann, wenn das Makrozel­ lensystem nach dem TDMA-FDD-Prinzip arbeitet, der Mikrozelle ein Funkkanal zugeordnet werden, ohne das Makrozellensystem auf irgendeine Weise zu stören, und der Frequenznutzungs­ faktor kann weiter verbessert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbei­ spiele der Erfindung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Aus­ führungsbeispiels eines überlagerten, zellularen, mobilen Kommunikationssystems gemäß dieser Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Aufbaus einer Mikrozellen- Basisstation des in Fig. 1 dargestellten Systems;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Darstellung des Kanalzuord­ nungs-Steuerprozesses in der in Fig. 2 dargestellten Basis­ station;

Fig. 4 ein Diagramm, das ein Beispiel des Ergebnisses der Kanalzuordnung darstellt;

Fig. 5 eine Ansicht zur Darstellung des Störeinflusses, wenn sowohl Hin- als auch Rück-Kanäle der Mikrozelle einem Hin-Kanal der Makrozelle zugeordnet sind;

Fig. 6 ein Diagramm, das ein anderes Beispiel des Ergeb­ nisses der Kanalzuordnung darstellt;

Fig. 7 eine Ansicht zur Darstellung des Störeinflusses, wenn sowohl Hin- als auch Rück-Kanäle der Mikrozelle einem Rück-Kanal der Makrozelle zugeordnet sind;

Fig. 8 ein Diagramm, das ein Beispiel der Kanalzuordnung bei einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Erfindung dar­ stellt;

Fig. 9 ein Diagramm, das ein Beispiel der Kanalzuordnung bei einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Erfindung dar­ stellt;

Fig. 10 eine Ansicht, die das Problem eines herkömmlichen überlagerten, zellularen, mobilen Kommunikationssystems dar­ stellt; und

Fig. 11 ein Diagramm zur Darstellung der Kanalzuordnung bei dem herkömmlichen überlagerten, zellularen, mobilen Kommuni­ kationssystem.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Aus­ führungsbeispiels eines überlagerten, zellularen, mobilen Kommunikationssystems gemäß dieser Erfindung.

Das überlagerte, zellulare, mobile Kommunikationssystems ent­ hält ein Makrozellensystem und ein Mikrozellensystem. Das Makrozellensystem bildet eine Vielzahl von Makrozellen Ea1, Ea2, . . . mit einem Radius von beispielsweise einigen Kilo­ metern in einem Servicebereich. Basisstationen BSa1, BSa2, . . . der Makrozellen sind jeweils in den Makrozellen Ea1, Ea2, . . . angeordnet. Die Basisstationen BSa1, BSa2, . . . sind über entsprechende Leitungsstrecken mit einer Leitstation (nicht dargestellt) und über die Leitstation mit dem öffentlichen Telephonnetz verbunden.

Im Makrozellensystem registrierte mobile Stationen MS1, MS2, . . . sind über Funkkanäle mit den Basisstationen BSa1, BSa2, . . . der Zellen, in denen die mobilen Stationen sich nun befinden, und außerdem über die entsprechenden Basisstationen BSa1, BSa2, . . . mit dem öffentlichen Telephonnetz und der Leitstation verbunden. Als Funkzugriff-Duplex-System für die Funkverbindung zwischen den mobilen Stationen MS1, MS2, . . . und den Basisstationen BSa1, BSa2, . . . wird das FDMA-FDD- Prinzip angewendet.

Das Mikrozellensystem bildet eine Vielzahl von Mikrozellen Eb1, Eb2, . . . mit einem Radius von beispielsweise einigen zehn Metern in den Makrozellen Ea1, Ea2, . . .. Die Basissta­ tionen BSb1, BSb2, . . . der Mikrozellen sind jeweils in den Mikrozellen Eb1, Eb2, . . . angeordnet. Die Basisstationen BSb1, BSb2, . . . der Mikrozellen sind mit dem öffentlichen Telephonnetz (nicht dargestellt) über das ISDN-Netz oder über ein privates digitales Netz mit einer Teilnehmerzentrale verbunden.

Die im Mikrozellensystem registrierten mobilen Stationen PS1, PS2, . . . sind über Funkkanäle mit den Basisstationen BSb1, BSb2, . . . der Zellen, in denen die mobilen Stationen sich nun befinden, und außerdem über die entsprechenden Basisstationen BSb1, BSb2, . . . mit dem öffentlichen Telephonnetz oder einer Teilnehmerzentrale verbunden. Die zur Verbindung zwischen den mobilen Stationen PS1, PS2, . . . und den Basisstationen BSb1, BSb2, . . . verwendete Trägerfrequenz wird gemeinsam mit der Trägerfrequenz im Makrozellensystem verwendet. Als Funkzu­ griff-Duplex-Prinzip dient das Zeitmultiplexen mit Vielfach­ zugriff/Zeitteilungs-Duplex-Prinzip (im folgenden als FDMA- TDD bezeichnet).

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Aufbaus der Basisstationen BSb1, BSb2, . . . des Mikrozellensystem dar­ stellt.

Jede der Basisstationen BSb1, BSb2, . . . hat zwei Antennen 11a, 11b. Die Antennen 11a, 11b sind für einen Raum-Divers­ ity-Empfang in einem vorgegebenen Abstand getrennt vonein­ ander angeordnet. Ein von jeder der mobilen Stationen PS1, PS2, . . . gesendetes Funkmodulationssignal wird von den An­ tennen 11a, 11b empfangen und dann über eine Antennen-Um­ schaltung 12 und eine Sende/Empfangs-Umschaltung (SW) 13 an eine Empfangsschaltung (RX) 14 geschickt. In der Empfangsschaltung 14 wird das Funkmodulationssignal mit einem von einem Frequenzgenerator (SYN) 15 generierten lokalen Schwin­ gungssignal gemischt und zu einem Zwischenfrequenzsignal gewandelt. Das empfangene Zwischenfrequenzsignal wird in einem Demodulator (DEM) 16 einer digitalen Demodulation unterworfen und dann in einer Zeitmultiplex-Trennschaltung 17 für jeden Schlitz konstanter Länge zerlegt. Das so zerlegte Demodulationssignal wird in einer Decodierschaltung (DEC) 18 einem Fehlerkorrektur-Decodierprozeß und einem Sprach-Deco­ dierprozeß unterzogen, und die reproduzierten Sprachdaten werden an die ISDN-Leitung übertragen.

Die vom Netz über die ISDN-Leitung gelieferten Sprachdaten werden in einer Codierschaltung (COD) 19 dem Sprach- und Fehlerkorrektur-Codierprozeß unterworfen und dann in die Zeitmultiplex-Trennschaltung 17 eingegeben. In der Zeit­ multiplex-Trennschaltung 17 werden die Sprachdaten für jeden Schlitz mit Sprachdaten eines anderen Kanals gemultiplext. Die von der Zeitmultiplex-Trennschaltung 17 ausgegebenen Sendedaten werden in einen Modulator (MOD) 20 eingegeben. Der Modulator 20 wandelt die Sendedaten in ein digitales Modula­ tionssignal. In einer Sendeschaltung (TX) 21 wird das digita­ le Modulationssignal mit einem vom Frequenzgenerator 15 gene­ rierten lokalen Schwingungssignal gemischt und zu einem Funk­ modulationssignal frequenzgewandelt. Gleichzeitig wird es auf einen entsprechenden Sendeleistungspegel verstärkt. Das von der Sendeschaltung 21 abgegebene Funkmodulationssignal wird über die Sende/Empfangs-Umschaltung 13 and und die Antennen- Umschaltung 12 an die Antennen 11a, 11b geschickt und dann von den Antennen 11a, 11b zu den mobilen Stationen PS1, PS2, . . . gesendet.

Jede der Basisstationen BSb1, BSb2, . . . enthält als Steue­ rungssystem einen Controller 30, eine Empfangspegel-Detek­ torschaltung (DET) 31 und einen Speicher 32. Die Empfangs­ pegel-Detektorschaltung 31 mißt dem Empfangspegel eines emp­ fangenen Funkkanals und informiert den Controller 30 über den Meßwert.

Der Controller 30 weist als Hauptsteuerungsabschnitt einen Mikrocomputer auf und verfügt zusätzlich zu einer normalen Steuerfunktion für die Sprachsteuerung bezüglich der mobilen Stationen PS1, PS2, . . . und die Übertragungssteuerung bezüg­ lich des öffentlichen Telephonnetzes über eine Kanalzuord­ nungs-Steuerfunktion, um das überlagerte System zu verwalten.

Die Kanalzuordnungssteuerfunktion hat die Aufgabe, die Zu­ ordnung eines Funkkanals für die Mikrozellen zu einer ent­ sprechenden mobilen Station zu steuern, wenn ein ausgehender Anruf von den mobilen Stationen PS1, PS2, . . . oder ein ein­ kommender Anruf für die mobilen Stationen PS1, PS2, . . . er­ folgt. Der Steuerungsablauf wird im folgenden kurz beschrie­ ben. Zuerst wird der Frequenzgenerator 15 angesteuert, damit eine Vielzahl von im Makrozellensystem verwendeten Hin- und Rück-Trägerfrequenzen sequentiell gewählt und empfangen wer­ den kann. Danach werden die erfaßten Werte der jeweiligen Empfangspegel von der Empfangspegel-Detektorschaltung 31 ab­ gerufen, und es werden Trägerfrequenzen entsprechend denge­ nigen erfaßten Empfangspegeln gewählt, die niedriger als ein vorgegebener Wert sind. Danach werden die Empfangspegel der gewählten Trägerfrequenzen über eine vorgegebene Zeitspanne überwacht und daraus ihre Mittelwerte abgeleitet. Danach wer­ den alle Trägerfrequenzen, die eine Schwankungsbreite des Empfangspegels innerhalb eines vorgegebenen Bereichs und einen Mittelwert aufweisen, der kleiner ist als ein Schwell­ wert, als verfügbare Trägerfrequenzen gewählt, und aus den gewählten Trägerfrequenzen diejenige, die dem kleinsten Mit­ telwert der Empfangspegel entspricht, gewählt. Danach wird eine Hin- und Rück-Kanalpaarung für die Mikrozellen auf die endgültig gewählte Trägerfrequenz eingestellt, und die so eingestellte Hin- und Rück-Kanalpaarung wird einer entspre­ chenden der mobilen Stationen PS1, PS2, . . . zugeordnet.

Der Speicher 32 speichert verschiedene Daten und Programme, die der Controller 30 zur Abwicklung der Steueroperationen benötigt. Im Speicher 32 sind die übrigen Trägerfrequenzen neben der endgültig aus der Vielzahl der verfügbaren Träger­ frequenzen von der Kanalzuordnungs-Steuerfunktion gewählten Trägerfrequenz als Reserve-Trägerfrequenzen gespeichert.

Im folgenden wird die Kanalzuordnungs-Steuerfunktion des Systems mit dem obigen Aufbau erläutert. Fig. 3 ist ein Fluß­ diagramm, das die Kanalzuordnungs-Steuerprozedur und den Steuerungsablauf in den Basisstationen BSb1, BSb2, . . . der Mikrozellen verdeutlicht.

Nunmehr sei angenommen, daß die mobile Station MS1 des Makro­ zellensystems eine Funkkommunikation auf Basis des FDD-Prin­ zips mit der Basisstation BSa1 der Makrozelle mittels einer Hin-Trägerfrequenz F11 und einer Rück-Trägerfrequenz F21, die in der Makrozelle Ea1 ein Paar bilden, wie in Fig. 1 darge­ stellt, ausführt. Es sei weiterhin angenommen, daß die mobile Station PS1 der Mikrozelle eine Anforderung für einen ausge­ henden Anruf an die Basisstation BSb1 der Mikrozelle Eb1, die bei Vorliegen der obigen Bedingungen in der benachbarten Makrozelle Ea2 gebildet wird, abgesetzt hat.

Die Basisstation BSb1 der Mikrozelle überwacht im Bereit­ schaftsmodus das Absetzen eines Anrufs in Schritt 3a (Fig. 3). Wird in diesem Zustand eine Anforderung für eine aus­ gehenden Anruf von der mobilen Station PS1 der Mikrozelle empfangen, wird Schritt 3b ausgeführt, um die Empfangspegel einer Vielzahl von Hin- und Rück-Trägerfrequenzen der Makro­ zelle zu erfassen und nach Trägerfrequenzen zu suchen, deren Empfangspegel niedriger ist als ein voreingestellter erster Schwellwert. Das heißt, es erfolgt die Kanalsuchoperation für alle Trägerfrequenzen der Makrozelle. Die Kanalsuchoperation erfolgt, indem der Frequenzgenerator 15 bezüglich der zu emp­ fangenden Trägerfrequenz informiert wird, was die Empfangs­ schaltung 14 veranlaßt, das Funksignal der Trägerfrequenz zu empfangen, wodurch die Empfangspegel-Detektorschaltung 31 den Empfangspegel der Trägerfrequenz erkennt und den erkannten Empfangspegel im Controller 30 mit dem ersten Schwellwert vergleicht.

Danach wird auf Basis des Ergebnisses der Suchoperation, ob in Schritt 3c Trägerfrequenzen mit niedrigerem Empfangspegel als der erste Schwellwert bestimmt worden sind oder nicht, und im Falle des Vorliegens der Trägerfrequenz, die die Bedingung erfüllt, Schritt 3d durchgeführt. Liegt keine die Be­ dingung erfüllende Trägerfrequenz vor, wird festgestellt, daß die Kanalzuordnung nicht möglich ist, und ein Prozeß für den Belegt-Zustand wird ausgeführt.

Wird Schritt 3d durchgeführt, überwacht die Basisstation BSb1 der Mikrozelle die Schwankung des Empfangspegels jeder Trä­ gerfrequenz aus der Vielzahl der Trägerfrequenzen, die die obige Bedingung an den Empfangspegel erfüllen, über einen voreingestellten Zeitraum. Danach werden die Mittelwerte der Schwankungen der Empfangspegel während des obigen voreinge­ stellten Zeitraums abgeleitet. In Schritt 3e wird dann be­ stimmt, ob Trägerfrequenzen vorhanden sind oder nicht, die dem Mittelwert, der kleiner ist als ein zweiter Schwellwert, entsprechen. Der zweite Schwellwert ist niedriger als der erste Schwellwert eingestellt. In Schritt 3e werden deshalb aus den Trägerfrequenzen, die vorläufig im vorigen Schritt 3c als verfügbar gewählt wurden, Trägerfrequenzen gewählt, die durch Störungen weniger beeinflußt werden.

Werden als Ergebnis der Bestimmung in Schritt 3e Trägerfre­ quenzen erkannt, die den Mittelwerten der Empfangspegel ent­ sprechen, die niedriger sind als der zweite Schwellwert, so wird eine der Trägerfrequenzen zur Kanaleinstellung für die Mikrozelle in Schritt 3g verwendet. Danach erfolgt Schritt 3j, um den Hin- und Rück-Kanal für die Mikrozelle auf die ge­ wählte Trägerfrequenz einzustellen, und das Ergebnis der Ein­ stellung wird der mobilen Station PS1 mitgeteilt, die der Ausgangspunkt der Anforderung für den ausgehenden Anruf in Schritt 3k ist, wonach die Kommunikationssteuerung erfolgt.

Somit wird eine Funkstrecke mit vollem Duplexbetrieb unter Verwendung des obigen Hin- und Rück-Kanals zwischen der mobi­ len Station PS1 der Mikrozelle und der Basisstation BSb1 der Mikrozelle aufgebaut, und danach kann die Kommunikation auf Basis des TDD-Prinzips unter Verwendung des Hin- und Rück- Kanals zwischen der mobilen Station PS1 und der Basisstation BSb1 erfolgen.

Wird in Schritt 3e bestimmt, daß keine Trägerfrequenz vor­ liegt, die dem Mittelwert des Empfangspegels entspricht, der niedriger ist als der zweite Schwellwert, erfolgt Schritt 3f, um zu bestimmen, ob Kanäle vorhanden sind oder nicht, die dem Betrag einer Schwankung des Empfangspegels entsprechen, der innerhalb eines vorgegebenen Bereichs bleibt. Das bedeutet, daß Trägerfrequenzen, deren Abweichung des Empfangspegels über der Zeit gering ist oder die dem Einfluß der Änderung des Kommunikationsabstands oder Schwunds weniger stark unter­ liegen, durch die Bestimmung im obigen Schritt erkannt wer­ den. Werden Trägerfrequenzen erkannt, die die obige Bedingung erfüllen, wird in Schritt 3h eine der erkannten Trägerfre­ quenzen gewählt, wonach Schritt 3j erfolgt, um einen Hin- und Rück-Kanal für die Mikrozelle auf die gewählte Trägerfrequenz einzustellen, und das Ergebnis der Einstellung wird der mobi­ len Station PS1 mitgeteilt, die der Ausgangspunkt der Anfor­ derung für den ausgehenden Anruf in Schritt 3k ist, um eine Kommunikation auf Basis des TDD-Prinzips mit der mobilen Station PS1 zu ermöglichen.

Wird keine Trägerfrequenz erkannt, bei der eine Abweichung des Empfangspegels über der Zeit innerhalb eines vorgegebenen Bereichs bleibt, wird in Schritt 3i eine Trägerfrequenz ent­ sprechend dem kleinsten Mittelwert des Empfangspegels ge­ wählt; danach erfolgt Schritt 3j, um einen Hin- und Rück- Kanal für die Mikrozelle auf die gewählte Trägerfrequenz der Makrozelle einzustellen, und das Ergebnis der Einstellung wird der mobilen Station PS1 mitgeteilt, die der Ausgangs­ punkt der Anforderung für den ausgehenden Anruf in Schritt 3k ist, um eine Kommunikation auf Basis des TDD-Prinzips mit der mobilen Station PS1 zu ermöglichen.

Wie oben beschrieben, erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel nach der Zuordnung eines Funkkanals zur mobilen Station PS1 der Mikrozelle Eb1 die Suchoperation nach verfügbaren Träger­ frequenzen der Mikrozelle; eine der Hin- und Rück-Trägerfre­ quenzen wird aus den als verfügbar bestimmten Trägerfrequen­ zen gewählt, der Hin- und Rück-Kanal der Mikrozelle wird auf die gewählte Trägerfrequenz eingestellt, und die obigen Kanä­ le werden der mobilen Station PS1 zugeordnet, um eine Funk­ kommunikation auf Basis des TDD-Prinzips zwischen der mobilen Station PS1 und der Basisstation BSb1 zu ermöglichen.

In einem Fall, in dem die Kanäle für die Mikrozelle der mobi­ len Station PS1 zugeordnet sind, braucht nur eine der Hin- und Rück-Trägerfrequenzen des Makrozellensystems als die ver­ fügbare Trägerfrequenz die vorgegebene Bedingung zu erfüllen. Aus diesem Grund kann eine zur Zuordnung verwendbare Träger­ frequenz auf einfache Weise gewählt werden, und im Vergleich zum herkömmlichen System, bei der sowohl die Hin- als auch die Rück-Trägerfrequenzen die vorgegebene Bedingung erfüllen müssen, läßt sich eine hinreichend große Anzahl von Kanälen bereitstellen, wodurch es möglich ist, den Vorteil der Ver­ besserung des Nutzungsfaktors im überlagerten, zellularen System voll zu nutzen.

Des weiteren müssen auch nach der Kanalzuordnung die Emp­ fangspegel der Störwellen sowohl der Hin- als auch der Rück- Trägerfrequenzen der Makrozelle nicht unterhalb eines vorge­ gebenen Pegels bleiben, und eine qualitativ hochwertige Kom­ munikation kann jedoch erzielt werden, wenn der Empfangspegel der gewählten Trägerfrequenz niedriger als der vorgegebene Pegel bleibt. Die Rate erfolgreich abgeschlossener Kommunika­ tionen kann deshalb verbessert werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird bei der Kanaleinstellung für die Mikrozelle bestimmt, ob die Empfangspegel der Träger­ frequenzen der Makrozelle niedriger sind als ein erster Schwellwert oder nicht, um Trägerfrequenzen zu wählen, die als vorläufig verwendbar bestimmt wurden. Danach werden Ab­ weichungen der Empfangspegel der obigen Trägerfrequenzen über der Zeit und deren Mittelwerte erfaßt und bestimmt, ob die Mittelwerte kleiner sind als ein zweiter Schwellwert, der kleiner ist als der erste Schwellwert oder nicht, eine Trä­ gerfrequenz, die keinerlei Störung verursacht, wird aus den vorläufig als verwendbar bestimmten Trägerfrequenzen gewählt, und ein Hin- und Rückkanal für die Mikrozelle wird auf die gewählte Trägerfrequenz eingestellt.

Dadurch kann eine Trägerfrequenz gewählt werden, bei der die Wahrscheinlichkeit einer Störung extrem gering ist. Es ist beispielsweise möglich, eine Trägerfrequenz zu wählen, die in der benachbarten Makrozelle überhaupt nicht verwendet wird, oder eine Hin-Trägerfrequenz, die von einer mobilen Station gesendet wird, die sich an einer Stelle der benachbarten Makrozelle in einem extrem großen Abstand zur Mikrozelle be­ findet.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für das Ergebnis der Wahl der Trä­ gerfrequenz im obigen Fall, und in diesem Beispiel werden ein Hin-Kanal CHbUP1 und ein Rück-Kanal CHbDW1 für die Mikrozelle auf die Hin-Trägerfrequenz F11 des in Fig. 1 dargestellten FDMA-Hin-Kanals (CHaUP1) eingestellt. In einem Fall, in dem der Hin-Kanal CHbUP1 und der Rück-Kanal CHbDW1 für die Mikro­ zelle so auf den Hin-Kanal CHaUP1 eingestellt sind, bei dem es sich um einen aus der Vielzahl der FDMA-Hin-Kanäle CHaUP1, CHaUP2, . . . und aus der Vielzahl der FDMA-Rück-Kanäle CHaDW1, CHaDW2, . . . für die Makrozelle handelt, kann der folgende Effekt erzielt werden.

Wenn sich die mobile Station MS1 der Makrozelle Ea1, mit der nun eine Kommunikation mittels der Trägerfrequenzen F11, F21 besteht, gegenüber der Basisstation BSa1 der Makrozelle Ea1 (Fig. 5) beispielsweise in großem Abstand befindet, wird der Empfangspegel des Funksignals (Frequenz F11) des FDMA-Hin- Kanals CHaUP1, das von der mobilen Station MS1 gesendet wird, niedriger als der Empfangspegel des Funksignals (Frequenz F21) des FDMA-Rück-Kanals CHaDW1, das von der Basisstation BSa1 der Mikrozelle Eb1 gesendet wird. Sind in diesem Fall der Hin-Kanal CHbUP1 und der Rück-Kanal CHbDW1 der Mikrozelle auf den FDMA-Hin-Kanal CHaUP1 eingestellt, kann also eine Kommunikation höherer Qualität in einem Zustand erzielt werden, in dem die mobile Station PS1 in der Mikrozelle Eb1 einer geringeren Störung von der Basisstation BSa1 der be­ nachbarten Makrozelle Ea1 unterliegt.

Wird außerdem bei diesem Ausführungsbeispiel kein Kanal für die Makrozelle erkannt, dessen Empfangspegel niedriger ist als der zweite Schwellwert, und bestimmt, ob die Schwankungen der Empfangspegel der Kanäle innerhalb des vorgegebenen Be­ reichs bleiben oder nicht, und ein Kanal mit geringerer Wahr­ scheinlichkeit für die Beeinflussung durch Schwund gewählt, und dann werden der Hin- und Rück-Kanal für die Mikrozelle auf den gewählten Kanal für die Makrozelle eingestellt. Es wird deshalb möglich, die Wahl eines Hin-Kanals für die Makrozelle, der von der sich mit hoher Geschwindigkeit be­ wegenden mobilen Station gesendet wird, und eines Rück-Kanals für die Makrozelle, der von der Basisstation gesendet wird, zu vermeiden. Es wird also möglich, einen adaptiven Kanal zu wählen, indem der Einfluß der Änderung des Kommunikations­ abstands und des Schwunds aufgrund der Bewegung der mobilen Station der Makrozelle berücksichtigt wird.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel für das Ergebnis der Wahl des Kanals für die Makrozelle, und in diesem Beispiel werden ein Hin-Kanal CHbUP2 und ein Rück-Kanal CHbDW2 für die Mikro­ zelle auf den FDMA-Rück-Kanal CHaDW1 mit der Frequenz F21 eingestellt, bei dem es sich um einen aus der Vielzahl der FDMA-Hin-Kanäle CHaUP1, CHaUP2, . . . und aus der Vielzahl der FDMA-Rück-Kanäle CHaDW1, CHaDW2, . . . für die Makrozelle han­ delt. In einem Fall, in dem der Hin-Kanal CHbUP2 und der Rück-Kanal CHbDW2 für die Mikrozelle in solcher Weise auf den FDMA-Rück-Kanal für die Makrozelle eingestellt sind, kann der folgende Effekt erzielt werden.

Wenn sich die mobile Station MS1 mit hoher Geschwindigkeit bewegt, wird das Funksignal des FDMA-Hin-Kanals CHaUP1 für die Makrozelle, das von der mobilen Station MS1 an die Mikro­ zelle Eb1 gesendet wird, durch die Abstandsänderung und den Schwund beeinflußt, und sein Empfangspegel neigt zu Schwan­ kungen. Sind also der Hin-Kanal CHbUP2 und der Rück-Kanal CHbDW2 der Mikrozelle auf den FDMA-Rück-Kanal CHaDW1 der Makrozelle eingestellt, wird die Schwankung des Funksignal­ pegels des Rück-Kanals CAaDW1 aufgrund von Schwund geringer, da das Funksignal von der Basisstation BSa1 gesendet wird, und als Ergebnis ist zu erwarten, daß die mobile Station PS1 der Mikrozelle eine Kommunikation hoher Qualität ausführt, ohne dem Einfluß einer Änderung des Kommunikationsabstands P' und des durch die Bewegung der mobilen Station MS der Makro­ zelle verursachten Schwunds zu unterliegen.

Diese Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt. So werden beispielsweise im obigen Ausführungs­ beispiel der FDMA-Hin-Kanal und der FDMA-Rück-Kanal für die Makrozelle auf Basis des Empfangspegels und einer Abweichung des Empfangspegels über der Zeit adaptiv gewählt; es ist je­ doch auch möglich, einen FDMA-Hin-Kanal und einen FDMA-Rück- Kanal für die Makrozelle fest zu wählen.

Des weiteren ist es möglich, einen Kanal im Speicher 32 zu speichern, der als Ergebnis der Suche nach FDMA-Kanälen für die Makrozelle als verwendbar bestimmt, aber zu diesem Zeitpunkt nicht verwendet wurde, den Kanal aus dem Speicher 32 auszulesen, wenn ein neuer Anruf gesendet wird und den Kanal zu wählen und zur Kanaleinstellung für die Mikrozelle zu ver­ wenden, nachdem bestimmt wurde, daß der Kanal verwendet wer­ den kann. In diesem Fall kann die zum Auffinden eines ver­ wendbaren Kanals erforderliche Zeit im Vergleich zu einem Fall, in dem die Suchoperation nach Kanälen für die Makro­ zelle jeweils ab Beginn des Absenden eines Anrufs gestartet wird, verkürzt werden, und als Ergebnis wird es möglich, die Geschwindigkeit des Kanalzuordnungsprozesses zu erhöhen und die Funkverbindungsdauer zu verkürzen.

Bei der Wahl von Kanälen für die Makrozelle und der Zuordnung zur mobilen Station der Mikrozelle kann eine der Gruppen von Hin-Trägerfrequenzen und Rück-Trägerfrequenzen des Makrozel­ lensystems gemäß der zuvor bestimmten Prioritätsreihenfolge gewählt, in der gewählten Gruppe nach verfügbaren Kanälen ge­ sucht, deren Empfangspegel gemessen, ein Kanal gewählt wer­ den, dessen Empfangspegel als Ergebnis der Messung zuerst als niedriger als ein voreingestellter Pegel erkannt wird, und der Hin- und Rück-Kanal für die Mikrozelle auf den gewählten Kanal für die Makrozelle eingestellt werden.

Zum Beispiel werden die Hin-Kanäle zuerst sequentiell auf Kanäle für die Makrozelle durchsucht, deren Empfangspegel niedriger sind als ein voreingestellter Pegel. Werden durch die Suchoperation keine verwendbaren Trägerfrequenzen er­ kannt, dann werden die Rück-Kanäle sequentiell auf Kanäle durchsucht, deren Empfangspegel niedriger ist als ein vorein­ gestellter Pegel. Durch eine solche Vorzugsbehandlung der Hin-Kanäle können Kanäle gewählt werden, die sich für den Fall eignen, in dem sie wahrscheinlich von der Basisstation BSa beeinflußt werden.

Alternativ werden zuerst die Rück-Kanäle sequentiell auf Kanäle für die Makrozelle durchsucht, deren Empfangspegel niedriger ist als ein voreingestellter Pegel. Werden durch die Suchoperation keine verwendbaren Kanäle erkannt, dann werden die Hin-Kanäle sequentiell auf Kanäle für die Makro­ zelle durchsucht, deren Empfangspegel niedriger ist als ein voreingestellter Pegel. Durch eine solche Vorzugsbehandlung der Rück-Kanäle der Makrozelle können Kanäle gewählt werden, die sich für den Fall eignen, in dem sich eine große Anzahl mobiler Stationen MS mit hoher Geschwindigkeit bewegt.

Des weiteren werden bei dem obigen sequentiellen Suchsystem bei Erkennen eines Kanals, dessen Empfangspegel niedriger ist als der voreingestellte Pegel, Hin- und Rück-Kanäle für die Mikrozelle auf den Kanal der Makrozelle eingestellt, so daß die Suchoperation nach dem Kanal der Mikrozelle in kurzer Zeit, verglichen mit einem Fall, in dem alle Kanäle durch­ sucht werden, durchgeführt werden kann, wodurch es möglich wird, die Zeit für den Aufbau des Funkkanals zu verkürzen.

Wenn weiterhin Kanäle für die Mikrozelle der mobilen Station der Mikrozelle zugeordnet werden, werden die Hin- und Rück­ kanäle des Makrozellensystems zufällig durchsucht und ihre Empfangspegel gemessen. Ein Kanal, dessen Empfangspegel durch die Messung zuerst als niedriger als der voreingestellte Pegel erkannt wird, wird gewählt, und die Hin- und Rück- Kanäle für die Mikrozelle werden auf den gewählten Kanal für die Makrozelle eingestellt.

Im obigen Ausführungsbeispiel wird ein Fall beschrieben, in dem das FDMA-Prinzip als das Funk-Zugriffsprinzip des Makro­ zellensystems verwendet wird; diese Erfindung kann jedoch auch auf ein System angewendet werden, das das TDMA- oder das CDMA-Prinzip verwendet.

Fig. 8 und 9 zeigen ein Beispiel der Kanalzuordnung in einem Fall, in dem das Makrozellensystem das 3-Kanal-Multiplex- TDMA-FDD-Prinzip verwendet. Es sei nunmehr angenommen, daß eine Suchoperation nach einem verfügbaren Kanal für die TDMA- Hin-Kanäle CHaUP1 bis CHaUP3 und die TDMA-Rück-Kanäle CHaDW1 bis CHaDW3 für die Makrozelle durchgeführt wird, und daß als Ergebnis der Suchoperation die Kanäle CHaUP1, CHaDW1 als ver­ fügbar erkannt werden und der Empfangspegel des Hin-Kanals CHaUP1 niedriger ist als der des Rück-Kanals CHaDW1. In die­ sem Fall werden, wie in Fig. 8 dargestellt, der Hin-Kanal CHbUP1 und der Rück-Kanal CHbDW1 für die Mikrozelle gemäß dem TDD-Prinzip dem Hin-Kanal CHaUP1 zugeordnet.

Werden andererseits die Kanäle CHaUP1, CHaDW1 als verfügbar erkannt, und wird der Empfangspegel des Rück-Kanals CHaDW1 als Ergebnis der Suchoperation als niedriger als der des Hin- Kanals CHaUP1 bestimmt, werden der Hin-Kanal CHbUP2 und der Rück-Kanal CHbDW2 für die Mikrozelle dem Rück-Kanal CHaDW1 gemäß dem TDD-Prinzip zugeordnet, wie in Fig. 9 dargestellt.

Des weiteren wird im obigen Ausführungsbeispiel die Kanal­ zuordnungsteuerung von der Basisstation des Mikrozellen­ systems vorgenommen, aber es kann der mobilen Station der Mikrozelle gestattet werden, die Kanalzuordnungssteuerung unabhängig vorzunehmen, und das Kommunikationssystem des Makrozellensystems, das Kommunikationssystem des Kanals für die Mikrozelle, die Prozedur und der Inhalt der Kanalzuord­ nungssteuerung und anderes können in verschiedener Weise modifiziert werden, ohne den Gültigkeitsbereich dieser Erfindung zu verlassen.

Claims (18)

1. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem, mit:
einem Makrozellensystem zum Ausbilden mindestens einer Makrozelle (Ea2) mit einem ersten Durchmesser in einem Servicebereich und zur Wahl von Trägerfrequenzen (F11, F12) aus einer Vielzahl von Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) der Makrozelle (Ea2), um Funkkommunikation auf Basis des FDD- Prinzips durchzuführen; und
einem Mikrozellensystem zum Überlagern einer Vielzahl von Mikrozellen (Eb1, Eb2, Eb3, Eb4) mit einem zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, über die Makrozelle (Ea2);
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mikrozellensystem eine Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) zur Wahl einer Trägerfrequenz (F11) aus der Vielzahl von Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) des Makrozellensystems, eine Kanaleinstelleinrichtung (30) zum Einstellen eines Paares von Hin- (CHbUP1) und Rück-Kanälen (CHbDW1) der Mikrozelle (Eb1) auf die eine Trägerfrequenz (F11) und eine Einrichtung (30) zum Durchführen einer bidirektionalen Funkkommunikation durch die Verwendung des eingestellten Paares von Hin- und Rückkanälen (CHbuP1, CHbDW1) enthält.

2. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) folgendes umfaßt:
eine Einrichtung zum Teilen der Vielzahl der Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) des Makrozellensystems in eine Trägerfrequenzgruppe zur Hin-Kommunikation und in eine Trägerfrequenzgruppe zur Rück-Kommunikation;
eine erste Sucheinrichtung zur Wahl einer der Trägerfrequenzgruppen und zum Suchen nach einer Trägerfrequenz aus der Vielzahl der in der einen Trägerfrequenzgruppe enthaltenen Trägerfrequenzen (F11, F12), die eine vorgegebene Bedingung erfüllt; und
eine zweite Sucheinrichtung zur Wahl der anderen der Trägerfrequenzgruppen, wenn von der ersten Sucheinrichtung keine Trägerfrequenz, die die vorgegebene Bedingung erfüllt, erkannt wird, und Suchen nach einer anderen Trägerfrequenz aus der Vielzahl der in der anderen Trägerfrequenzgruppe enthaltenen Trägerfrequenzen (F21, F22), die die vorgegebene Bedingung erfüllt.

3. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) jede Trägerfrequenz aus der Vielzahl von Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) sequentiell wählt, deren Empfangspegel mißt und eine Trägerfrequenz erkennt, deren Empfangspegel zuerst auf Basis der obigen Messung als niedriger bestimmt wird als ein voreingestellter Pegel.

4. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) jede Trägerfrequenz aus der Vielzahl von Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) zufällig wählt, deren Empfangspegel mißt und eine Trägerfrequenz erkennt, deren Empfangspegel zuerst auf Basis der obigen Messung als niedriger bestimmt wird als ein voreingestellter Pegel.

5. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) die Empfangspegel sämtlicher Trägerfrequenzen aus der Vielzahl von Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) mißt und auf Basis des Meßergebnisses eine Trägerfrequenz aus sämtlichen Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) für die Mikrozelle (Eb1) wählt, die einen Empfangspegel hat, der niedriger als ein voreingestellter Pegel ist.

6. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) eine gewünschte Paarung aus einer Vielzahl von Paaren von Hin- und Rück-Trägerfrequenzen des Makrozellensystems wählt, die Empfangspegel der Hin- und Rück-Trägerfrequenzen der gewünschten Paarung mißt und eine Frequenz der Hin- und Rück- Trägerfrequenzen als Trägerfrequenz der Mikrozelle (Eb1) wählt, deren Empfangspegel niedriger ist als ein voreingestellter Pegel und niedriger als derjenige der anderen Frequenz.

7. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) den Empfangspegel jeder der Trägerfrequenzen über eine vorgegebene Zeitspanne mißt und eine Trägerfrequenz wählt, die den durch die Messung erhaltenen Mittelwert des Empfangspegels aufweist und niedriger ist als ein voreingestellter Pegel.

8. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) aus der Vielzahl von Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) des Makrozellensystems eine vorbestimmte Vielzahl von Trägerfrequenzen wählt, die eine vorgegebene Bedingung erfüllen, eine der Frequenzen aus der vorbestimmten Vielzahl der Trägerfrequenzen an die Kanaleinstelleinrichtung (30) liefert und die übrigen nicht gewählten Trägerfrequenzen in einem Speicher (32) speichert.

9. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) bestimmt, ob die übrigen Trägerfrequenzen in dem Speicher (32) gespeichert sind oder nicht, wenn eine Kanaleinstellanforderung ausgeführt wird, und eine der gespeicherten Trägerfrequenzen an die Kanaleinstelleinrichtung (30) liefert.

10. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) bestimmt, ob die aus dem Speicher (32) ausgelesene Trägerfrequenz eine vorgegebene Bedingung erfüllt oder nicht, und die Trägerfrequenz an die Kanaleinstelleinrichtung (30) liefert.

11. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) eine Gruppe von Rück-Trägerfrequenzen (F21, F22) wählt, um mittels der ersten Sucheinrichtung eine Trägerfrequenz zu suchen, die eine vorgegebene Bedingung erfüllt, und dann, wenn die Sucheinrichtung keine Trägerfrequenz findet, die die vorgegebene Bedingung erfüllt, eine Gruppe von Hin- Trägerfrequenzen (F11, F12) wählt und mittels der zweiten Sucheinrichtung nach einer Trägerfrequenz sucht, die die vorgegebene Bedingung erfüllt.

12. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) eine gewünschte Paarung aus einer Hin- und Rück-Trägerfrequenz der Vielzahl der Hin- und Rück-Trägerfrequenzpaarungen des Makrozellensystems wählt, die Empfangspegel der Hin- und der Rück-Trägerfrequenz (CHaUP1, CHaDW1) der gewünschten Paarung mißt, bestimmt, ob der gemessene Wert des Empfangspegels niedriger ist als ein voreingestellter Pegel oder nicht, und die Rück-Trägerfrequenz (CHaDW1) als Trägerfrequenz der Mikrozelle (Eb1) wählt, wenn sowohl der gemessene Wert des Empfangspegels der Hin-Trägerfrequenz (CHaUP1) als auch der gemessene Wert des Empfangspegels der Rück-Trägerfrequenz (CHaDW1) niedriger ist als der voreingestellte Pegel.

13. Überlagertes, zellulares mobiles Kommunikationssystem, mit:
einem Makrozellensystem zum Ausbilden mindestens einer Makrozelle (Ea2) in einem Servicebereich und Wählen von Trägerfrequenzen (F11, F22) aus einer Vielzahl von Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) der Makrozelle (Ea2), um Funkkommunikation auf Basis des TDMA-FDD-Prinzips durchzuführen; und
einem Mikrozellensystem zum Ausbilden und Überlagern einer Vielzahl von Mikrozellen (Eb1, Eb2, Eb3, Eb4) mit einem Durchmesser, der kleiner als der der Makrozelle ist, über die Makrozelle (Ea2);
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mikrozellensystem aufweist:
eine Trägerfrequenz-Auswahleinrichtung (30) zur Wahl einer Trägerfrequenz aus der Vielzahl von Trägerfrequenzen (F11, F12, F21, F22) des Makrozellensystems,
eine Zeitschlitz-Auswahleinrichtung (30) zur Wahl eines verfügbaren Zeitschlitzes (ChaUP1) aus einer Vielzahl von Zeitschlitzen (ChaUP1, ChaUP2, ChaUP3) zur Makrozellen- Kommunikation, die auf der einen Trägerfrequenz (F11) dargestellt sind,
eine Kanaleinstelleinrichtung (30) zum Einstellen eines Paares von Hin- (ChbUP1) und Rück-Kanälen (CHbDW1) der Mikrozelle (Eb1) auf den von der Zeitschlitz- Auswahleinrichtung (30) gewählten Zeitschlitz (CH1UP1), und
eine Einrichtung zum Durchführen einer bidirektionalen Funkkommunikation durch die Verwendung des Paares von Hin- und Rückkanälen (ChbUP1, CHbDW1).

14. Funkkommunikationsvorrichtung zur Verwendung in einem überlagerten, zellularen mobilen Kommunikationssystem nach Anspruch 13 für ein Mikrozellensystem, das eine Vielzahl von Mikrozellen (Eb1, Eb2) mit jeweils einer ersten Basiseinheit (BSb1, BSb2), die mit der Funkkommunkationsvorichtung (PS1) in Verbindung steht, umfaßt, wobei die Mikrozellen (Eb1, Eb2) von einer Makrozelle (Ea1) eines Makrozellensystems überlagert werden, wobei die Funkkommunikationsvorrichtung (PS1) folgendes umfasst:
eine Auswahleinrichtung (30) zur Wahl einer der im Makrozellensystem verwendeten Frequenzen (F11, F12, F21, F22);
eine Einstelleinrichtung (30) zum Einstellen von Hin- und Rück-Kanälen (ChbUP1, CHbDW1) auf die gewählte eine Frequenz auf eine Zeitmultiplexweise; und
eine Kommunikationseinrichtung (30) zur Kommunikation mit der ersten Basiseinheit (BSb1) über die eingestellten Hin- und Rück-Kanäle (ChbUP1, CHbDW1).

15. Funkkommunikationsvorrichtung nach Anspruch 14, bei der das erste Funksystem ein Mikrozellensystem mit einem ersten Durchmesser ist, das Mikrozellensysteme zumindest eine Mikrozelle mit einem zweiten Durchmesser aufweiset, der kleiner ist als der erste Durchmesser, wobei das zweite Funksystem ein Makrozellensystem ist, daß dem Mikrozellensystem überlagert ist.

16. Funkkommunikationsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung (30) folgendes enthält:
eine Einrichtung zum Teilen der Vielzahl der Frequenzen (F11, F12, F21, F22) des zweiten Funksystems in eine Frequenzgruppe zur Hin-Kommunikation und in eine Frequenzgruppe zur Rück-Kommunikation;
eine erste Sucheinrichtung zur Wahl einer der Frequenzgruppen und zum Suchen nach einer Frequenz aus der Vielzahl der in der gewählten einen Frequenzgruppe enthaltenen Frequenzen (F11, F12), die die vorgegebene Bedingung erfüllt; und eine zweite Sucheinrichtung zur Wahl der anderen der Frequenzgruppen, wenn von der ersten Sucheinrichtung keine Frequenz, die die vorgegebene Bedingung erfüllt, erkannt wird, und Suchen nach einer Frequenz aus der Vielzahl der in der gewählten anderen Frequenzgruppe enthaltenen Frequenzen (F21, F22), die die vorgegebene Bedingung erfüllt.

17. Funkkommunikationsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung (30) eine Gruppe von Rück- Frequenzen (F21, F22) wählt und mittels der ersten Sucheinrichtung nach einer Frequenz sucht, die eine vorgegebene Bedingung erfüllt, und dann, wenn die Sucheinrichtung keine Frequenz findet, die die vorgegebene Bedingung erfüllt, eine Gruppe von Hin-Frequenzen (F11, F12) wählt und mittels der zweiten Sucheinrichtung nach einer Frequenz sucht, die die vorgegebene Bedingung erfüllt.

18. Funkkommunikationsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung (30) eine gewünschte Paarung einer Hin- und Rück-Frequenz aus der Vielzahl der Hin- und Rück-Frequenzpaarungen des zweiten Funksystems wählt, die Empfangspegel der Hin- und Rück-Frequenzen (CHaUP1, CHaDW1) der gewünschten Paarung mißt, bestimmt, ob der gemessene Wert des Empfangspegels niedriger ist als ein voreingestellter Pegel oder nicht, und die Rück-Frequenz (CHaDW1) als Frequenz des ersten Bereichs (Eb1) wählt, wenn sowohl der gemessene Wert des Empfangspegels der Hin-Frequenz (CHaUP1) als auch der gemessene Wert des Empfangspegels der Rück-Frequenz (CHaDW1) niedriger ist als der voreingestellte Pegel.