DE4432926A1 - Mobiles Funknetz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Funknetz mit einer Anzahl von Basisstationen in räumlicher Anordnung nach Art ei­ nes Zellularsystem und mit Mobilstationen, bei dem in den be­ treffenden Stationen ein Frequenzsprungverfahren implementiert ist.

Das Frequenzsprungverfahren dient dazu, daß die Mobilstationen und die Basisstationen nicht ständig auf einer Frequenz senden und empfangen, sondern während der Verbindung ein Frequenzwech­ sel erfolgen kann. Dadurch können Gleichkanalstörungen und Nachbarkanalstörungen minimiert und in der Mobilstation bei gleichbleibender Qualität Energie gespart werden. Ferner kann in einem zellularen Mobilfunknetz durch Frequency Hopping der Wiederholungsabstand der Frequenzen reduziert werden.

Ein Beispiel für ein digitales Mobilfunksystem ist das digitale zellulare pan-europäische Mobilfunksystem GSM (Global System for Mobile Communication). Bei diesem System wird das Vielfach­ zugriffsverfahren TDMA (Time Division Multiple Access) benutzt, wobei die Mobilfunkteilnehmer durch Signalisierungskanäle bzw. Verkehrskanäle, die auf unterschiedlichen oder gleichen Zeit­ schlitzen eines Zeitmultiplexsystems liegen, unterschieden wer­ den. Die Signalisierungskanäle bzw. Verkehrskanäle bezeichnet man auch als logische Kanäle, weil mehrere Signalisierungskanä­ le bzw. Verkehrskanäle sich einen Zeitschlitz teilen können. Die Zeitschlitze werden, im Gegensatz zu den Signalisierungska­ nälen bzw. Verkehrskanälen, welche logische Kanäle genannt wer­ den, als physikalische Kanäle bezeichnet. Die physikalischen Kanäle stellen das Übertragungsmedium zur Verfügung.

Das GSM ist für den 900 MHz-Bereich (GSM 900) und für den 1800 MHz-Bereich (DCS 1800) standardisiert. Im GSM 900 empfangen die Basisstationen und senden die Mobilstationen (MS) in dem als Unterband bezeichneten Frequenzband von 890 bis 915 MHz; in dem mit Oberband bezeichneten Frequenzband von 935 bis 960 MHz sen­ den die Basisstationen und empfangen die Mobilstationen. Für das DCS 1800 System ist ein Unterband von 1710 bis 1785 MHz vorgesehen, in dem die Mobilstationen senden und die Basista­ tionen empfangen; in einem Oberband von 1805 bis 1880 MHz sen­ den die Basisstationen und empfangen die Mobilstationen.

Die Frequenzbandbreite eines Trägers (Carrier, Frequenz) im GSM System beträgt 200 kHz, und jeder Träger mit der Bandbreite von 200 kHz ist in acht Zeitschlitze (timeslots) aufgeteilt. Die acht Zeitschlitze bilden einen Zeitschlitzrahmen. Ein Zeit­ schlitz hat eine Dauer von 0.577 ins und ein Zeitschlitzrahmen eine Dauer von 4.616 ins. Das GSM-System ist somit eine Kombina­ tion aus dem Vielfachzugriffsverfahren Frequency Division Mul­ tiple Access (FDMA) und Time Division Multiple Access (TDMA). Man spricht in diesem Fall von einem FDMA/TDMA-System.

Jedem Mobilfunkteilnehmer im GSM wird für die Übertragung von Daten oder digitalisierter Sprache ein Verkehrskanal (Traffic Channel, TCH) zugewiesen. Für die Übertragung von Signalisie­ rung wie z. B. beim Verbindungsaufbau wird jedem Mobilfunkteil­ nehmer ein oder mehrere Signalisierungskanäle hintereinander zugewiesen. Einem Mobilfunkteilnehmer kann man gleichzeitig auch ein oder mehrere Verkehrskanäle und ein oder mehrere Si­ gnalisierungskanäle zuweisen. Die Verkehrskanäle und die Signa­ lisierungskanäle bilden die Gruppe der logischen Kanäle, da diese Kanäle eine logische Funktion haben. Die Zeitschlitze bilden die Gruppe der physikalischen Kanäle, da sie die Physik zum Transport der Bitströme zur Verfügung stellen. Verkehrska­ näle können Sprachdatenkanäle oder Datenkanäle sein, wobei ein oder mehrere Datenkanäle oder ein oder mehrere Sprachdatenka­ näle oder gleichzeitig Daten- und Sprachdatenkanäle einem Zeit­ schlitz eines Trägers zugeordnet sein können. Ferner besteht auch die Möglichkeit, Kombinationen aus Verkehrskanälen und Si­ gnalisierungskanälen einem Zeitschlitz zuzuordnen.

Im GSM System wird neben der festen Zuordnung der Kanäle, bei­ spielsweise der Daten-, Sprach- oder Kontrollkanäle, zu einer festen Frequenz und einem Zeitschlitz TN innerhalb eines Zeit­ schlitzrahmens T auch das Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping) angewendet. Der Vorteil des Frequenzsprungverfahrens liegt darin, daß sich die Qualität, z. B. die Bitfehlerrate des Übertragungskanals, für langsame bewegende Mobilstationen ge­ genüber einer festen Zuordnung verbessert. Beim Frequenzsprung­ verfahren kann der Kanal von einem Zeitschlitzrahmen T zu einem anderen Zeitschlitzrahmen T auf einer anderen Frequenz liegen; dabei bleibt aber die zugewiesene Zeitschlitznummer TN erhal­ ten. Da die Frequenz sich nicht bitweise ändert, sondern nur von Zeitschlitzrahmen T zu Zeitschlitzrahmen T ändern kann, spricht man in diesem Fall von einem langsamen Frequenzsprung­ verfahren.

Bei Anwendung des Frequenzsprungverfahrens gibt die Basis-Steu­ ereinheit BSC vor, über welche Frequenzen und in welcher Rei­ henfolge nach einem Frequenzsprungverfahren gesprungen werden soll. In Fig. 1 ist das Frequenzsprungverfahren für einen Ka­ nal, der dem Zeitschlitz TN2 zugeordnet ist und über vier Fre­ quenzen springen kann, für acht hintereinanderfolgende Zeit­ schlitzrahmen T dargestellt. Die vier Frequenzen lauten: F1, F2, F3 und F4. Im Zeitschlitzrahmen N liegt der Zeitschlitz TN2 auf der Frequenz F3, im Zeitschlitzrahmen N+1 auf der Frequenz F2, danach auf der Frequenz F1, anschließend wieder auf F1, dann im Zeitschlitzrahmen N+4 auf F2, dann auf F4, dann auf F3 und dann wieder auf F4. Dies entspricht einem zufälligen Sprin­ gen über die in der Frequenzliste enthaltenen Frequenzen F1, F2, F3, F4 und man spricht hierbei von einem zufälligen Sprin­ gen, im Gegensatz zu einem zyklischen Springen, bei dem die Fre­ quenzliste periodisch abgearbeitet wird.

Die Sprungfolge wird im GSM System durch den sogenannten Fre­ quency Hopping Sequence Algorithmus vorgegeben. Dieser Algo­ rithmus ist ein pseudo zufälliger Prozeß. Mit der Angabe von Startbedingungen läßt sich die Frequenzsprungfolge generieren. Man kann mit diesem Algorithmus vorgeben, wie gesprungen werden soll. Es besteht die Möglichkeit, zyklisch oder zufällig (pseudo zufällig, wie zum Beispiel in Fig. 1 dargestellt) über die vorgegebenen Frequenzen zu springen. Der im GSM System im­ plementierte Frequenzsprungalgorithmus entspricht einem gleich­ verteilten Zufallsprozeß, d. h., die am Frequenzsprungverfahren teilnehmenden Frequenzen werden gleich häufig benutzt.

Zyklisch bedeutet hierbei, daß bei Vorgabe einer Frequenzliste diese der Reihe nach abgearbeitet wird. In Fig. 2 ist ein Bei­ spiel für ein zyklisches Springen dargestellt, bei dem einem Teilnehmer ein auf dem Zeitschlitz TN2 liegender Kanal zugeord­ net worden ist und die Frequenzliste F4, F1, F2 und F3 lautet. Die Sprungfolge für acht hintereinanderfolgende zeitschlitzrah­ men T für das zyklische Springen ist dann wie folgt: Im Zeit­ schlitzrahmen N liegt der Zeitschlitz TN2 auf der Frequenz F4, im Zeitschlitzrahmen N+1 auf der Frequenz F1, danach auf der Frequenz F2, dann auf F3, dann auf wieder F4, usw. Beim zykli­ schen Sprungverfahren wird über die vorgegebene Frequenzliste bzw. Frequenztabelle gesprungen. Fig. 3 zeigt die Häufigkeits­ verteilung der an dem Frequenzsprungverfahren teilnehmenden Frequenzen in einem Diagramm. Es handelt sich dabei, wie be­ reits oben erwähnt, um eine Gleichverteilung der Frequenzen F1, F2, F3 und F4.

Durch dieses Verfahren wird sowohl beim zyklischen oder peri­ odischen als auch beim pseudo zufälligen Frequenz springen er­ reicht, daß alle Frequenzen der vorgegebenen Frequenzsprung­ liste während einer Verbindung gleich häufig benutzt werden. Man spricht in diesem Fall von einer Gleichverteilung der Fre­ quenzen oder es wird gleichverteilt über die vorgegebenen Fre­ quenzen der Frequenzliste gesprungen. Gleichverteilt bedeutet: wenn eine Liste n Frequenzen enthält, dann ist im Mittel wäh­ rend einer Verbindung die Wahrscheinlichkeit 1/n für das Auf­ treten einer Frequenz beim Frequenzsprungverfahren oder der zu­ gewiesene Kanal befindet sich 1/n auf einer Frequenz der vorge­ gebenen Frequenzliste. Die Frequenzlisten lassen sich durch das Operation und Maintenance Center (OMC) einstellen und daher vom Betreiber eines zellularen Mobilfunknetzes vorgeben. Es läßt sich unter anderem für jeden Zeitschlitz eine andere Frequenz­ liste angeben und außerdem können für einen Zeitschlitz mehrere Frequenzlisten existieren, die zum Beispiel zu unterschiedli­ chen Zeitpunkten automatisch oder manuell eingestellt werden oder abhängig vom Verkehr variiert beziehungsweise ein- und ausgeschaltet werden.

Der Nachteil des Frequenzsprungverfahrens im GSM System ist, daß es nur möglich ist, gleichverteilt über die in einer Fre­ quenzliste vorgegebenen Frequenzen zu springen. Die Gleichver­ teilung hinsichtlich der am Frequenzsprungverfahren teilnehmen­ den Frequenzen wird durch den Zufallsgenerator, den sogenannten Frequenzsprung-Algorithmus generiert. Somit existiert im GSM System immer, unabhängig davon, ob zyklisch oder zufällig über Frequenzen gesprungen wird, eine Gleichverteilung der am Fre­ quenzsprungverfahren teilnehmenden Frequenzen.

Im GSM System ist sowohl in der Mobile Station als auch in der Base Station der Frequency Hopping Algorithmus implementiert. Durch die Übermittlung von Parameter zur Base Station und zur Mobile Station gibt der Base Station Controller bekannt, über welche Frequenzen in welcher Reihenfolge gesprungen werden soll, wann mit dem Springen gestartet wird, und ob es sich um ein zyklisches oder zufälliges Springen handelt. Beim zufälli­ gen Frequenzspringen handelt es sich natürlich beim GSM System um ein gleichverteiltes Springen. Die übertragenden Parameter können zum Beispiel sein: Zeitschlitz, Frequenzliste, Zeit­ schlitzrahmennummer für den Start des Springens, Anfangsbedin­ gungen des Frequenzsprungalgorithmus, ob zyklisch oder zufällig gesprungen werden soll, usw.

Die Übermittlung der Frequenzliste an die Mobile Station wird im GSM System auf mehreren Arten durchgeführt. Bei der ersten Methode wird eine Bit Mapping Message übertragen. Hierbei han­ delt es sich um ein Bitmuster oder Bit-Feld, wobei das Bit den Wert Eins hat, falls die dem Feld zugeordnete Frequenz in der Frequenzsprungliste enthalten ist. Gemäß der anderen Methode wird die Frequenzliste durch eine absolute Zahl dargestellt und alle zur Frequenzliste gehörenden Frequenzen werden relativ zu dieser absoluten Frequenznummer dargestellt. Nebenbedingung ist dabei, daß der relative Wert nicht Null und keine Frequenz dop­ pelt oder mehrfach in der Liste enthalten sein darf. Durch diese Übertragungsmechanismen ist es nicht möglich, eine Fre­ quenzsprungliste zu erstellen bzw. zu übertragen, die Frequen­ zen doppelt oder mehrfach enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein mobiles Funk­ netz der eingangs genannten Art eine Lösung anzugeben zur Ver­ meidung der beim Frequenzsprungverfahren mit gleichverteiltem Springen über Frequenzen vorhandenen Nachteile.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch an die am Frequenzsprungverfahren teilnehmenden Mobilstationen und die Basisstation übermittelte Frequenzlisten, die eine oder mehrere Frequenzen doppelt oder mehrfach enthalten.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, daß die beim Mobilfunk frequenzselektiven Übertragungsbedingun­ gen in entsprechender Form; berücksichtigt werden können. Fre­ quenzselektiv bedeutet, daß die Übertragungsqualität auf der einen Frequenz besser ist als auf einer anderen. Mit einem Fre­ quenzsprungverfahren, das keine Gleichverteilung der teilneh­ menden Frequenzen aufweist, ergibt sich eine insgesamt bessere Übertragungsqualität gegenüber einer Gleichverteilung der teil­ nehmenden Frequenzen, indem man eine oder mehrere Frequenzen, die für ein gewisses Gebiet gute Übertragungseigenschaften be­ ziehungsweise Übertragungsqualitäten aufweisen, häufiger am Frequenzsprungverfahren teilnehmen läßt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, bei der Frequenzplanung ei­ nes Mobilfunknetzes das Frequenzsprungverfahren mit nicht gleichverteilten Frequenzen zu benutzen. Dies kann in der Form durchgeführt werden, daß man eine oder mehrere Frequenzen F ei­ ner vorgegebenen Frequenzmenge in einer oder in mehreren Zellen eine große Auftretenswahrscheinlichkeit (Häufigkeit) und in ei­ ner anderen Zelle oder anderen Zellen, die auch benachbart sein können, eine geringere Auftretenswahrscheinlichkeit (Häufigkeit) von Frequenzen zuordnet. Durch diese Planung kann man erreichen, daß die gegenseitigen Störungen (Gleichkanalstörungen) oder Kollisionen kleiner werden gegen­ über einem Frequenzsprungverfahren mit gleichverteilten Fre­ quenzen.

Durch die Vorgaben von Frequenzlisten, die eine oder mehrere Frequenzen doppelt oder mehrfach enthalten, besteht die Mög­ lichkeit, unter Ausnutzung des zyklischen Springens jede be­ liebige Verteilung der an dem Frequenzsprungverfahren teilneh­ menden Frequenzen zu generieren. Die Übertragung der entspre­ chend gestalteten Frequenzlisten mit doppelt oder mehrfach ent­ haltenen Frequenzen läßt sich dadurch durchführen, daß man die Frequenzen als absolute Frequenzen übermittelt. Eine andere Va­ riante besteht darin, eine absolute Frequenz anzugeben und die anderen Frequenzen der Frequenzliste relativ dazu zu berechnen, wobei auch der relative Wert Null oder andere relative Werte mehrmals in der Frequenzliste enthalten sein können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfin­ dungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In einem ersten Ausführungsbeispiel stehen für das Frequenz­ sprungverfahren die Frequenzen F1, F2, F3 und F4 zur Verfügung. Die Frequenzen sollen während einer Verbindung mit den folgen­ den Wahrscheinlichkeiten auftreten: Die Frequenz F1 mit der Wahrscheinlichkeit 1/2, Frequenz F2 mit der Wahrscheinlichkeit 1/6, Frequenz F3 mit 1/6 und Frequenz F4 mit 1/6. Das ergäbe z. B. die folgende Frequenzliste:
F1, F2, F1, F3, F1, F4 die an die Mobile Station und Base Station übertragen wird. Den in Mobile Station und Base Station imple­ mentierten Frequenzsprungalgorithmen wird mitgeteilt, daß sie zyklisch springen sollen. Hierbei wird eine Gleichverteilung bezüglich der Frequenzen F2, F3 und F4 erzeugt, wobei diese Frequenzen mit der Häufigkeit 1/6 auftreten; die Frequenz F1 tritt mit der Wahrscheinlichkeit von 50%. auf. In Fig. 3 ist für diese Frequenzliste das Frequenzsprungverfahren für einen Kanal, der dem Zeitschlitz TN2 zugeordnet ist, für acht aufein­ anderfolgende Zeitschlitzrahmen dargestellt. Im Zeitschlitzrah­ men N liegt der Zeitschlitz TN2 auf der Frequenz F1, im Zeit­ schlitzrahmen N+1 auf der Frequenz F2, danach wieder auf F1, im Zeitschlitzrahmen N+3 auf F3, anschließend wieder auf F1, da­ nach auf F4, usw. Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Häufig­ keitsverteilung der in der Frequenzliste enthaltenen Frequenzen F1, F2, F3 und F4.

Bei einer Frequenzliste aus den Frequenzen F1, F2, F3, F4 und F5 soll über die folgende Frequenzliste F1, F2, F1, F3, F1, F4, F1, F3, F1, F2, F1, F5 zyklisch gesprungen werden. Damit erhal­ ten die Frequenzen F die in der nachfolgenden Tabelle aufge­ führten Auftretenswahrscheinlichkeiten p(F) während des Fre­ quenzsprungverfahrens:

Hiermit wird annähernd eine Gaußverteilung der am Frequenz­ sprungverfahren teilnehmenden Frequenzen generiert. Die Häufig­ keitsverteilung der Frequenzen F1, F2, F3, F4 und F5 ist in Fig. 6 dargestellt, wobei zur Veranschaulichung in die Häufig­ keitsverteilung die Kurve einer Gaußverteilung skizziert ist.

Als weiteres Beispiel wird ein Frequenzspringen mit den Fre­ quenzen F1, F2, F3, F4, und F5 betrachtet. Hierbei sollen die Frequenzen mit einer Häufigkeit entsprechend einer Rayleigh- Verteilung vorkommen. Eine geeignete Frequenzliste wäre in die­ sem Fall: F3, F2, F1, F3, F4, F1, F5, F1, F3, F4, F1, über die periodisch gesprungen wird. Die Häufigkeitsverteilung der teil­ nehmenden Frequenzen am Frequenzsprungverfahren ist in Fig. 7 dargestellt.

Durch die Mitteilung von Frequenzlisten, die eine oder mehrere Frequenzen doppelt oder mehrfach enthalten, und durch Vorgabe der Parameter des im GSM System spezifizierten Hopping Sequence Algorithmus besteht die Möglichkeit, annähernd jede beliebige Verteilung der Frequenzen, die am Frequenzsprungverfahren teil­ nehmen, zu generieren. Damit besteht ferner die Möglichkeit, dies bei der Frequenzplanung eines Netzwerkes zu berücksichti­ gen, indem man über sogenannte "gute" Frequenzen einer Zelle häufiger springt (große Auftretenswahrscheinlichkeit) und über weniger "gute" Frequenzen nicht so häufig springt (kleine Auf­ tretenswahrscheinlichkeit). Dadurch läßt sich die Qualität im Netz verbessern.

Durch Frequency Hopping läßt sich aber auch z. B. der Wiederho­ lungsabstand der Frequenzen reduzieren und damit auch in einem zellularen Mobilfunksystem die Kapazität bei gleicher Anzahl von Frequenzen erhöhen. Bei einer nicht gleichverteilten Sprungfolge ist dabei, im Gegensatz zur einer gleichverteilten, die Kollisionshäufigkeit geringer. Durch eine geringere Kolli­ sionswahrscheinlichkeit wird auch die Qualität eines zellularen Mobilfunknetzes verbessert. Unter der Kollisionshäufigkeit ist die Häufigkeit zu verstehen, daß sich zwei oder mehrere Teil­ nehmer zu einem bestimmten Zeitpunkt in benachbarten oder ver­ schiedenen Zellen auf der gleichen Frequenz befinden und sich gegenseitig stören.

Bei der Frequenzplanung eines zellularen Mobilfunksystems wird der gesamte zur Verfügung stehende Frequenzvorrat auf ein Cluster verteilt. Ein Cluster ist eine Gruppe von Zellen, wobei jede Frequenz innerhalb eines Clusters nur einmal verteilt wird. Ein zellulares Mobilfunksystem besteht somit aus einer Aneinanderreihung von Cluster, wobei jedes Cluster aus einer gewissen Anzahl von Zellen besteht. Jeder Zelle ist eine Basis­ station zugeordnet, welche bestimmte Frequenzen aus dem Fre­ quenzvorrat zugewiesen werden.

Frequency Hopping kann bei der Netzplanung unter verschiedenen Gesichtspunkten berücksichtigt werden. Einerseits besteht die Möglichkeit Frequency Hopping zur Minimierung von Gleichkanal­ störungen bzw. von Kollisionshäufigkeiten einzusetzen, dann muß man die Frequenzen, über die in der Zelle gesprungen werden soll, vorhalten. Das Vorhalten der Frequenzen erfordert einen großen Frequenzvorrat. Andererseits läßt sich der Wiederho­ lungsabstand von Frequenzen reduzieren, was zu einer Kapazi­ tätserhöhung bei gleichbleibender Qualität beziehungsweise Kol­ lisionshäufigkeit oder Gleichkanalstörungen beiträgt. Dabei werden die Gleichkanalstörungen beziehungsweise Kollisionshäu­ figkeiten bei nicht gleichverteilten Auftretenswahrscheinlich­ keiten der Frequenzen einer Frequenz folge geringer sein als bei einer gleichverteilten Auftretenswahrscheinlichkeit der Fre­ quenzen einer Frequenzsprungfolge. Durch die Verringerung des Wiederholungsabstandes wird die Kapazität des Netzwerkes er­ höht. Dieser Sachverhalt soll nachfolgend an einigen Beispielen erläutert werden.

In Fig. 8 ist ein Cluster aus 3 Zellen (3er Cluster) darge­ stellt, wobei der Frequenzvorrat aus den 3 Frequenzen F1, F2 und F3 besteht. Jede Zelle erhält eine Frequenz: Zelle 1 die Frequenz F1, Zelle 2 die Frequenz F2 und Zelle 3 die Frequenz F3. Jede Frequenz F jeder Zelle hat somit die Auftretenswahr­ scheinklichkeit p(F)=1, dies bedeutet, daß nicht gesprungen wird. Das 3er Cluster läßt sich bei gleichbleibenden Frequenz­ vorrat, unter Ausnutzung von Frequency Hopping, zu einem 4er Cluster (Fig. 9) erweitern, indem zum Beispiel in der vierten Zelle über die drei Frequenzen F1, F2 und F3 springt. In der Zelle 4 tritt somit bei einer gleichverteilten Sprungfolge wäh­ rend einer Verbindung jede Frequenz mit der Wahrscheinlichkeit 1/3 auf. Demzufolge wird jede Frequenz im Cluster, also die Frequenzen F1, F2 und F3, bei einer gleichverteilten Sprung­ folge im Mittel zu 1/3 gestört. Eine andere Möglichkeit zur Erweiterung der Kapazität besteht darin, daß man in jeder Zelle über alle drei Frequenzen springt. Dieses ist in Fig. 10 darge­ stellt. Dadurch werden, da gleichverteilt gesprungen wird, je zwei Teilnehmer in unterschiedlichen Zellen im Mittel zu einem 1/9 gestört: zum Beispiel ein Teilnehmer in Zelle 1 und ein Teilnehmer in Zelle 2 haben die Kollisionswahrscheinlichkeit 1/9; 3 Teilnehmer werden dann im Mittel zu 1/27 gestört.

Im Falle einer nicht gleichverteilten Frequenzsprungfolge fal­ len die Störungen im Mittel günstiger aus. In der folgenden Tabelle sind die Häufigkeitsverteilungen p(F) der Frequenzen F1, F2 und F3 der einzelnen Zellen eingetragen.

Die hierzu gehörende Darstellung von Fig. 11 zeigt, daß die Frequenz F1 in Zelle 1 die Auftretenswahrscheinlichkeit p(F1)=1/2, die Frequenz F2 in Zelle 1 die Auftretenswahrscheinlichkeit p(F2)=1/4 und die Frequenz F3 in Zelle 1 die Auftretenwahr­ scheinlichkeit p(F3)=1/4. Eine Berechnung der Kollisionswahr­ scheinlichkeit für zwei Teilnehmer beträgt im Mittel 1/10. Für den Fall, daß sich 3 Teilnehmer in unterschiedlichen Zellen gleichzeitig stören beträgt 1/29. An diesem einfachen Beispiel wird deutlich, daß sich das nicht gleichverteilte Springen über Frequenzen hinsichtlich Störungen günstiger auswirkt als eine gleichverteilte Frequenzsprungfolge.

Ein weiterer Vorteil von Frequency Hopping besteht darin, daß wie im letzten Beispiel deutlich gezeigt wurde, im Falle des Zulassens einer gewissen Kollisionshäufigkeit auf die Frequenz­ planung im Prinzip verzichtet werden kann. Beim nicht gleich­ verteilten Springen über Frequenzen fallen dabei die Kollisons­ häufigkeiten gegenüber dem gleichverteilten günstiger aus.

Die genannten Vorteile für einen kleinen Frequenzvorrat sind bei einem größeren Frequenzvorrat günstiger. Dies wird an dem nachfolgenden Beispiel gezeigt.

Es wird ein Cluster aus sieben Zellen mit dem Frequenzvorrat F1, F2, F3, F4, F5 und F6 betrachtet. Hierbei ist gemäß der Darstellung nach Fig. 12 den Zellen 1 bis 6 jeweils eine Fre­ quenz zugeordnet. In der Zelle 7 wird über die Frequenzliste F1, F2, F3, F4, F5 und F6 gleichverteilt gesprungen. Somit wird jede Frequenz zu einem 1/6 gestört. Wird in den Zellen 1 bis 7 gleichverteilt über den gesamten Frequenzvorrat von F1, F2, F3, F4, F5 und F6 gesprungen, ergibt sich für zwei Teilnehmern, die sich in verschiedenen Zellen befinden, im Mittel eine Störwahr­ scheinlichkeit bzw. Kollisionshäufigkeit von 1/36 und bei drei Teilnehmern, die sich in drei verschiedenen Zellen aufhalten und ein Gespräch führen, eine von 1/216.

In Fig. 13 ist ein entsprechendes Cluster aus sieben Zellen mit dem Frequenzvorrat F1, F2, F3, F4, F5 und F6 für ein nicht gleichverteiltes Springen dargestellt. Die Häufigkeitsvertei­ lungen p(F) der sechs Frequenzen F1, F2, F3, F4, F5 und F6 sind in der nachfolgenden Tabelle enthalten.

Mit den angegebenen Werten resultiert für zwei Teilnehmern im Mittel eine Störwahrscheinlichkeit von 1/40 und bei drei Teil­ nehmern eine von 1/332. Dieses Beispiel zeigt, daß bei einer höheren Anzahl von Frequenzen über die gesprungen wird, im Falle einer nicht gleichverteilten Frequenzsprungfolge die Kol­ lisionshäufigkeiten geringer ausfallen als im Falle einer gleichverteilten Frequenzsprungfolge.

Fig. 14 zeigt in einem Blockschaltbild eine Anordnung mit einer Mobilstation (MS) und einer Basisstation (BTS-Base Transceiver Station), die zwischen gleichverteiltem und nicht gleichver­ teiltem Frequenzspringenunterscheiden. Hierzu sind in der Mo­ bilstation (MS)1 und der Basisstation (BTS)5, die an einen Base Station Controller 9 (BSC) angeschlossen ist, jeweils eine Ein­ heit 2, 3 bzw. 6, 7 für gleichverteiltes Frequenzspringen und für nicht gleichverteiltes Frequenzspringen angeordnet und mit dem Sender/Empfänger 4, 8 (Transceiver) der jeweiligen Station verbunden. Die BSC 9 enthält eine Einheit 10 Kanalvorgabe für gleichverteiltes Frequenzspringen und eine Einheit 11 Kanalvor­ gabe für nicht gleichverteiltes Frequenzspringen. Die Kanalvor­ gaben werden an die Basisstation 5 und die Mobilstation 1 übertragen, in denen dann die entsprechende Anschaltung der Einheiten 2, 6 bzw. 3, 7 für gleichverteiltes Frequenzspringen bzw. nicht gleichverteiltes Frequenzspringen an den Transceiver 4 bzw. 8 erfolgt. Diese Möglichkeit der Unterscheidung von gleichverteiltem und nicht gleichverteiltem Frequenzspringen hat den Vorteil, daß das nicht gleichverteilte Frequenzspringen in ein bestehendes System mit gleichverteiltem Frequenzspringen integriert werden kann.

Claims (10)

1. Mobiles Funknetz mit einer Anzahl von Basisstationen in räumlicher Anordnung nach Art eines Zellularsystems und mit Mo­ bilstationen, bei dem ein Frequenzsprungverfahren implementiert ist, gekennzeichnet durch an die am Frequenz­ sprungverfahren teilnehmenden Mobilstationen und der Basissta­ tion übermittelte Frequenzlisten, die eine oder mehrere Fre­ quenzen mehrfach enthalten.

2. Mobiles Funknetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der Frequenzliste als absolute Frequenzen übermittelt werden.

3. Mobiles Funknetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übermittlung der Frequenzliste in der Weise erfolgt,
daß eine absolute Frequenz angegeben wird und die anderen Fre­ quenzen der Frequenzliste relativ dazu berechnet werden.

4. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzliste in der betreffenden Station periodisch abgearbeitet wird.

5. Mobiles Funknetz nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzliste in der betreffenden Station nach einem Algorithmus abgearbeitet wird, der eine bestimmte Verteilung erzeugt.

6. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Frequenzen, die einem Zelle zugeordnet sind und am Fre­ quenzsprungverfahren teilnehmen, mit unterschiedlichen Häufig­ keiten vorkommen.

7. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in benachbarten Zellen gleiche Frequenzen, die am Frequenz­ sprungverfahren teilnehmen, mit unterschiedlichen Häufigkeiten auftreten.

8. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Zellen unterschiedliche Frequenzsprungverfahren existie­ ren und die Frequenzliste einer Zelle so aufgespalten ist, daß über die eine Menge gleichverteilt ist, über die andere nicht gleichverteilt gesprungen wird und/oder über eine weitere Menge nicht gesprungen wird.

9. Mobiles Funknetz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in benachbarten Zellen unterschiedliche Frequenzsprungver­ fahren vorgesehen sind derart, daß in der einen gleichverteilt, in der anderen nicht gleichverteilt gesprungen wird und in ei­ ner weiteren kein Frequenzspringen angewendet wird.

10. Anordnung durch Durchführung des Frequenzspringens inner­ halb eines mobilen Funknetzes nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Mobilstation und Basisstation jeweils eine Vorrichtung angeordnet ist zur Unterscheidung zwischen gleichverteiltem und nicht gleichverteiltem Frequenzspringen.