SE513233C2 - TDMA-TDD/FDD Radiokommunikationssystem samt kanalvalsförfarande och -anordning för ett sådant system - Google Patents

Description

513 233 (BS) och en mobilstation (MS) separerade både i tid och frekvens. Sändning upplänk och nedlänk sker på separata frekvensband såsom i TDMA-FDD, men sändning upplänk och nedlänk sker även i separata tidsintervall, såsom i TDMA-TDD. En nackdel med det i WO 97/21287 beskrivna systemet är dock att genom flyttning av sändningen upplänk till ett frekvensband som är separerat från bandet för sändning nedlänk kommer varje band endast att användas 50% av tiden, vilket är ett betydan- de slöseri av värdefulla spektrumresurser.

SUMMERING AV UPPFINNINGEN Ett primärt syftemål för föreliggande uppfinning är erbjudande av ett mera spektrum- effektivt kombinerat TDMA-TDD/FDD-system.

Ett annat syftemål för föreliggande uppfinning är erbjudande av ett sådant spektrum- effektivt TDMA-TDD/FDD-system som medger asymmetrisk trafik upplänk och ned- länk, exempelvis mera trafik nedlänk, vilket kan krävas av exempelvis en Internet-förbindelse.

Ytterligare ett syftemål för föreliggande uppfinning är erbjudande av ett sådant spekt- rumeffektivt TDMA-TDD/FDD-system som medger mobilstationstyrt dynamiskt kanal- val (DCS = Dynamic Channel Selection).

Ytterligare ett syftemål för uppfinningen är erbjudande av ett sådant spektrum- effektivt TDMA-TDD/FDD-system som medger kostnadseffektiv kommunikation över fasta RLL-förbindelser (RLL = Radio in the Local Loop) av långdistanstyp.

Dessa syftemål uppnås i enlighet med de bifogade patentkraven.

Kort uttryckt uppnås dessa och ytterligare syftemål för uppfinningen genom tillhanda- hållande av två uppsättningar basstationer i ett synkroniserat TDMA-TDD/FDD- system som använder två frekvensband. Den första uppsättningen basstationer an- vänder tillgängliga frekvenser under en del av tiden och en andra uppsättning bas- stationer använder tillgängliga frekvenser under den återstående delen av tiden. 513 233 I en utföringsforrn av föreliggande uppfinning använder hälften av förbindelserna en första uppsättning basstationer och den andra hälften av förbindelserna en andra uppsättning basstationer. En tidsförskjutning:föreligger mellan de två uppsättningar- na, vilket medger ständig sändning nedlänk och upplänk på alla frekvenser, men för- bjuder samtidig sändning och mottagning if samma enhet (t.ex. samma BS eller samma MS). I denna utföringsform används: ett första frekvensband alltid för sänd- ning upplänk och ett andra frekvensband alltid för sändning nedlänk. I denna utfö- ringsform har basstationerna i de två uppsättningarna delvis överlappande radiotäck- ning, men de är också geografiskt separerade för att undvika att en basstation i en uppsättning under sändning stör mottagningen i en basstation i den andra uppsätt- ningen.

I en annan utföringsform av föreliggande uppfinning använder hälften av förbindel- serna också en första uppsättning basstationer och den andra hälften av förbindel- serna en andra uppsättning basstationer. I denna utföringsform använder dock den första uppsättningen tidsluckor på en bärvågsfrekvens i ett första frekvensband för sändning nedlänk och tidsluckor på en bärvåígsfrekvens i ett andra frekvensband för sändning upplänk, medan den andra uppsättningen använder tidsluckor på bärvågs- frekvensen i det andra frekvensbandet för sändning nedlänk och tidsluckor på bär- vågsfrekvensen i det första frekvensbandet för sändning upplänk. Detta medger sändning både nedlänk och upplänk på alla frekvenser, men undviker samtidig sänd- ning och mottagning i samma enhet (samma BS eller samma MS). I denna utfö- ringsform används ett första tidsintervall alltid för sändning upplänk och ett andra tidsintervall alltid för sändning nedlänk. Detta arrangemang förenklar asymmetrisk användning av frekvensbanden, såsom kommer att förklaras nedan.

I ytterligare en utföringsform tillämpas föreliggande uppfinning vid fasta förbindelser i ett RLL-system, tex. förbindelser mellan en nätkontroller och byggnader på avsevärt avstånd, t.ex. av storleksordningen 20 km.

I ytterligare en utföringsform av föreliggande uppfinning används dynamiskt kanalval, (DCS) genom att mobilstationen lyssnar ej endast på nedlänktidsluckor som ej an- 513 233 vänds av själva mobilstationen, såsom vid känd teknik, utan även på nedlänktids- luckor för en annan uppsättning basstationer, vilket möjliggör val av kanaler hörande till den ena eller andra uppsättningen basstationer vid utförande av handover eller initialt val av en kanal för ett samtal.

En viktig teknisk fördel med föreliggande uppfinning är att den erbjuder spektrumef- fektivitet för ett synkroniserat TDMA-TDD/FDD-system genom användning av de outnyttjade 50% av tiden som blir tillgängliga i radiobasstationer när dubbelriktade (duplex) kommunikationskanaler endast använder 50% av en upplänkbärvågsfrek- vens och 50% av en nedlänkbärvågsfrekvens.

En annan viktig teknisk fördel med uppfinningen är att de tidigare outnyttjade 50% av tiden som blir tillgängliga på bärvågor upplänk och nedlänk utnyttjas genom fördröj- ning av en del, t. ex. 50% av sändningen, vilket uppfyller eventuella bestämmelser på att ett frekvensband alltid skall användas för upplänk och ett annat frekvensband all- tid skall användas för nedlänk.

Ytterligare en viktig teknisk fördel är att de tidigare outnyttjade 50% av tiden som är tillgängliga på bärvågor upplänk och nedlänk kan användas på ett alternativt sätt om inga krav enligt föregående stycke föreligger. Istället för att tilldela frekvensband för upplänken respektive nedlänken tilldelas en första tidsperiod för nedlänken och en andra tidsperiod för upplänken. Denna tilldelning har fördelen att den medger asym- metrisk trafik upplänk och nedlänk, såsom exempelvis erfordras för Internet- tillämpningar. En eventuell flerkanalsanvändning kan såsom en tillkommande fördel använda frekvenshopp mellan tidsluckor i en serie av skurar innehållande flera tids- luckor, vilket förbättrar transmissionskvaliteten.

Ytterligare en teknisk fördel med uppfinningen är att den kombinerar kostnadsförde- larna hos TDMA-TDD med den fördelaktiga långdistansmobiltelefonin hos TDMA- FDD. Detta är särskilt värdefullt vid RLL, eftersom större avstånd från en nätkontrol- ler till avlägsna basstationer kan hanteras av TDMA-TDD/FDD-radioförbindelserna, medan lokala kortavståndsradioförbindelser mellan basstationer och mobilstationer 513 233 kan använda konventionell TDMA-TDD, varvid dock ej TDMA-TDD/FDD utesluts som en alternativ möjlighet. i Ytterligare en viktig teknisk fördel är att TDMA-TDD/FDD-systemet enligt uppfinning- en för första gången i mobiltelefonisammanhang erbjudet fördelarna hos TDMA-FDD, såsom långdistansradioförbindelser, utan att kräva frekvensplanering, eftersom TDMA-TDDlFDD-systemet enligt uppfinningen i en utföringsforrn använder dyna- miskt kanalval (DCS) av mobilstationerna, vilket är vanligt vid TDMA-TDD-system, men som ej tidigare har tillämpats vid TDMA-TDD/FDD-system.

Ytterligare en fördel med föreliggande uppfinning är att den tillåter två operatörer att arbeta i samma frekvensband. Tidigare har olika operatörer av TDMA-FDD-system varit hänvisade till olika frekvensband.

KORT BESKRIVNING AV RlTNINGARNA Uppfinningen samt ytterligare syftemål och fördelar som uppnås med denna förstås bäst genom hänvisning till nedanstående beskrivning och de bifogade ritningarna, i vilka: Figur 1 schematiskt visar ett cellulärt mobilradiokommunikationssystem; Figur 2 schematiskt visar användningen av en bärvâgsfrekvens i ett TDMA- TDD-system; Figur 3 schematiskt visar användningen av två bärvågsfrekvenser i TDMA- FDD-system; Figur 4 schematiskt visar användningen av två bärvågsfrekvenser i ett tidiga- re känt TDMA-TDD/FDD-system; g Figur 5 schematiskt visar användningen av två bärvågsfrekvenser i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 6 schematiskt visar användningen av två bärvågsfrekvenser i en utfö- ringsform som implementerar fullhastighetskainaler i ett GSM-system som modifierats i enlighet med föreliggande uppfinning; Figur 7 schematiskt visar användningen av två bärvågsfrekvenser av en al- ternativ utföringsform av föreliggande uppfinning; 513 233 Figur 8 schematiskt visar användningen av två bärvågsfrekvenser i enlighet med en asymmetrisk utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 9 schematiskt visar användningen av två bärvågsfrekvenser i enlighet med en annan utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 10 schematiskt visar ett cellulärt mobilradiokommunikationssystem med radioförbindelse mellan nätkontroller och radiobasstationer; Figur 11 är ett flödesschema som illustrerar ett dynamiskt kanalvalsförfaran- de lämpligt för ett TDMA-TDD/FDD-system som arbetar i enlighet med utföringsfor- men enligt figur 5; Figur 12 är ett förenklat blockschema av en mobilstation lämplig för utförande av det dynamiska kanalvalsförfarandet i figur 11; Figur 13 är ett flödesschema som illustrerar ett dynamiskt kanalvalsförfaran- de lämpligt för ett TDMA-TDD/FDD-system som arbetar i enlighet med utföringsfor- men i figur 7; och Figur 14 är ett förenklat blockschema av en mobilstation lämplig för utförande av det dynamiska kanalvalsförfarandet i figur 13.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DE FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMERNA Terminologin för tidigare kända TDMA-TDD- och TDMA-FDD-system är inkonsistent.

För denna beskrivning kommer därför följande terminologi att användas: En nedlänkram är en uppsättning på varandra följande tidsluckor (skurar) som sänds från en basstation.

En upplänkram är en uppsättning på varandra följande tidsluckor som mottages i en basstation.

En duplexram är kombinationen av nedlänk- och upplänkramarna.

Figur 1 visar schematiskt en del av ett cellulärt mobilradiokommunikationssystem. En nätkontroller, t.ex. en mobiltelefonväxel MSC är förbunden med två geografiskt sepa- rerade basstationer BS1 och BS2 i samma område (delvis överlappande radiotäck- 513 233 ning). Basstationema B81, BS2 står i radiokontakt med respektive mobilradiostatio- ner MS1 och MS2. Föreliggande uppfinning befattar sig primärt med radioförbindei- sen mellan dessa bas- och mobilstationer.

Figur 2 visar schematiskt användningen av en bärvågsfrekvens i ett frekvensband i ett tidigare känt TDMA-TDD-system. En basstation, tex. BS1, sänder nedlänk till mobilstationen MS1 i en tidslucka markerad TX i en nedlänkram 100 på en bärvågs- frekvens F. Mobilstationen MS1 sänder upplänk till basstationen BS1 i en tidslucka markerad RX i en upplänkram 102 (luckan är markerad RX för att indikera att under denna tidslucka arbetar basstationen såsom en mottagare) på samma bärvågsfre- kvens F. Nedlänkramarna 100, 102 bildar tillsammans en duplexram. Nedlänkramen 104 utgör den första delen i nästa duplexram, i vilken detta mönster upprepas. Det noteras att tidsluckorna TX och RX, vilka hör till samma duplexkanal, har samma po- sition relativt början av sina respektive ramar (nedlänk och upplänk).

Figur 3 visar schematiskt användningen av två bärvågsfrekvenser i två frekvensband i ett tidigare känt TDMA-FDD-system, såsomGSM-systemet. I detta fall är sändning- en nedlänk separerad från sändningen upplänk genom utförande av de två uppgif- terna på olika bärvågsfrekvenser FTX och FRX. Duplexförbindelsema bildas av de upprepade nedlänk- och upplänktidsluckorna TX, RX i ramparen (106, 112), (108, 114) och (110, 116). Det noteras att upplänkramarna är fördröjda (3 tidsluckor i GSM) med avseende på nedlänkramarna vad gäller sändning och mottagning i en basstation.

Figur 4 visar schematiskt användningen av tvâ bärvågsfrekvenser i två frekvensband i ett tidigare känt TDMA-TDD/FDD-system. Såsom vid TDMA-FDD separeras sänd- ning nedlänk från sändning upplänk genom utförande av de två uppgifterna på olika bärvågsfrekvenser FTX och FRX. Detta kombinerade system liknar dock även ett TDMA-TDD-system, eftersom nedlänk- och upplänkramarna också är separerade i tiden på samma sätt som i ett TDMA-TDD-system. En duplexram bildas av nedlänk- ramen 118 och upplänkramen 122. Nedlänkramen 120 är den första delen av nästa duplexram. 513 233 Såsom framgår av figur 4 använder detta tidigare kända TDMA-TDD/FDD-system varje bärvågsfrekvens endast 50% av tiden. Under de tomma tidsperioderna varken sänder eller mottager basstationen, vilket är mycket ineffektivt.

Figur 5 visar schematiskt användningen av två bärvågsfrekvenser i två icke överlap- pande frekvensband i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning. Så- som i TDMA-TDD-systemet i figur 4 antages nedlänkramarna 118, 120 och upplänk- ramen 122 innehålla duplexförbindelser BS1-MS1. I enlighet med föreliggande upp- finning används dock de tomma tidsperioderna ifigur 4 av en annan basstation, t.ex. basstationen BS2 i figur 1, för att tillhandahålla ytterligare förbindelser, såsom en för- bindelse BS2-MS2. Detta representeras med de streckade nedlänk- och upplänkra- marna 128 respektive 124, 126. l denna och flera av de följande figurerna använder förbindelsen BS2-MS2 samma tidslucka som förbindelsen BS1-MS1. Förbindelsen BS2-MS2 kan dock alternativt använda vilken som helst av de andra tidsluckorna i denna ram. Det noteras också att basstationen BS2 fortfarande sänder på frekven- sen FTX och mottager på frekvensen FRX, men att sändningen (och mottagningen) är fördröjd med en halv duplexram i förhållande till basstationen BS1. Samma princip kan användas för andra bän/ågsfrekvenspar i de två frekvensbanden till vilka fre- kvenserna FTX och FRX hör. Genom tillhandahållande av två uppsättningar synkro- niserade basstationer och tidsförskjutning av sändningen (och mottagningen) i upp- sättningarna fyller föreliggande uppfinning ut de tomma tidsperioderna i det tidigare kända systemet enligt figur 4. Synkroniseringen och tidsförskjutningen styrs av nät- kontrollern MSC i figur 1. Basstationerna BS1 och BS2 har delvis överlappande ra- diotäckning, men är geografiskt tillräckligt separerade, så att mottagning från mobil- stationerna av en basstation ej störs av sändning till mobilstationerna av den andra basstationen. Eftersom frekvenserna FTX och FRX är olika (exempelvis åtskilda med 45 MHz i GSM-systemet) kommer en separering på omkring 10 m vanligen att vara tillräcklig. Denna utföringsform av uppfinningen begränsar även sändning nedlånk till ett frekvensband och sändning upplänk till ett annat frekvensband, ett särdrag som ofta krävs av bestämmelseri vissa länder.

Figur 6 visar schematiskt användningen av två bärvågsfrekvenser i två icke överlap- pande frekvensband i en utföringsform som implementerar fullhastighetskanaler i ett 513 233 GSM-system som modifierats i enlighet med föreliggande uppflnning. Fördröjningen mellan upplänkramar och nedlänkramar har ökats från 3 till 8 tidsluckor för att sepa- rera sändning och mottagning av basstationen i både tid och frekvens. \fidare fylls ”tomgångs“-tidsperioderna av en andra basstation, vars sändning och mottagning är synkroniserad med, men fördröjd med en nedlänkram med avseende på den första basstationen. Fullhastíghetskanalerna implementeras genom användning av två tidsluckor i varje nedlänk- och upplänkram. I denna utföringsform tilldelas varje full- hastighetskanal två tidsluckor i varje nedlänk- och upplänkram. l den utföringsform som illustreras i figur 6 följer dessa tidsluckor på varandra. Detta är dock ej nödvän- digt. Det kan även separeras med exempelvis 1, 2 eller 3 tidsluckor.

Figur 7 visar schematiskt användningen av två bärvågsfrekvenser i två icke överlap- pande frekvensband i enlighet med en alternativ utföringsform av föreliggande upp- finning. Såsom i TDMA-TDD-systemet i figur 4 och utföringsformen i figur 5 antas nedlänkramarna 118, 120 och upplänkramen 122 innehålla duplexförbindelsen BS1- MS1. Duplexförbindelsen BS2-MS2 tillhandahålls av nedlänkramarna 130, 132 och upplänkramen 134. l denna alternativa utföringsform är dock sändningarna nedlänk och upplänk ej begränsade till separata frekvensband. Istället sänder och mottager de (av enheten MSC) synkroniserade basstationerna i de två uppsättningarna samti- digt. Det noteras att varje bärvågsfrekvens används för sändning både nedlänk och upplänk (därför har de betecknats F1 och F2§snarare än FTX och FRX såsom i figur 5). Denna alternativa utföringsform kan karaktäriseras av att alla basstationema "samtidigt gör samma sak (sänder eller mottager)", medan utföringsformen i figur 5 kan karaktäriseras av att alla basstationerna ”gör samma sak (sänder eller mottager) på samma frekvensband". Denna utföringsform erfordrar ej heller någon geografisk separering av basstationer BS1 och BS2.

Figur 8 visar schematiskt användningen av två bärvågsfrekvenser i två icke överlap- pande frekvensband i enlighet med en asymmetrisk utföringsform av föreliggande uppflnning. En ytterligare analys av påståendet att basstationerna ”samtidigt gör samma sak (sänder eller mottager)” i föregående stycke visar att det i en sådan utfö- ringsform faktiskt ej är nödvändigt att nedlänkramarna har samma varaktighet som upplänkramarna. Detta leder till möjligheten :av en asymmetrisk utföringsform av fö- 513 233 10 religgande uppfinning, såsom illustreras i figur 8. l utföringsforrnen enligt figur 8 är de två tillgängliga bärvågsfrekvenserna reserverade för endast två duplexförbindelser, BS1-MS1 respektive BS2-MS2. Dessa förbindelser är båda asymmetriska i den me- ningen att nedlänkramarna är mycket längre än upplänkramarna. Denna asymmetri är mycket användbar, exempelvis när en mobilstation är ansluten till Internet. En så- dan lnternet-förbindelse karaktäriseras av att mycket mera data sänds till en mobil- station än vad som mottages från mobilstationen. En asymmetrisk förbindelse kan upprättas av nätkontrollern MSC genom att en bärvågsfrekvens från varje band re- serveras. Det bör dock noteras att om en sådan asymmetrisk förbindelse upprättas måste den andra förbindelsen (som fyller i de tomma perioderna) på samma bär- vågsfrekvenser också ha exakt samma asymmetri (eftersom den måste "samtidigt göra samma sak (sända eller mottaga)").

Figur 9 visar schematiskt användningen av två bärvågsfrekvenser i två icke överlap- pande frekvensband i enlighet med en annan utföringsform av föreliggande uppfin- ning. I denna utföringsform adderas en tredje uppsättning basstationer innehållande en basstation B83. Basstationerna ivarje uppsättning sänder på frekvensen FTX och mottager på frekvensen FRX. Denna utföringsfonn illustrerar det faktum att fler än två uppsättningar av basstationer kan användas för att implementera den grund- läggande idén enligt föreliggande uppfinning. Eftersom en av fördelarna med förelig- gande uppfinning är erbjudande av möjligheten att ha flera operatörer som använder samma frekvensband är denna utföringsform attraktiv om fler än två operatörer till- delas samma frekvensband. En annan fördel med denna utföringsform är det fall då en operatör har mera trafik än en annan operatör som använder samma frekvens- band. I detta fall kan den första operatören använda två uppsättningar av basstatio- ner, medan den andra operatören använder endast en uppsättning.

Figur 10 visar schematiskt ett cellulärt mobilradiokommunikationssystem med radio- förbindelser mellan nätkontroller och radiobasstationer. Såsom förklarats tidigare sker sändning och mottagning i basstationerna i enlighet med uppfinningen ej samti- digt, vilket möjliggör väsentliga kostnadsbesparingar i basstationerna, eftersom det är tekniskt enklare att separera sändning och mottagning i tid än i frekvens. Om dock samtidig sändning och mottagning är nödvändig, såsom kan vara fallet vid nätkon- 513 253 11 trollers, är delning i frekvens möjlig (till en ökad kostnad) genom användning av filter och riktningsantenner i kontrollern. I figur 10 visas radiobasstationer BS1, BS2 som använder olika fördröjningar för kommunikation med respektive mobilstationer MS1, MS2. Nätkontrollern MSC betraktas ur sändningssynpunkt som en mobilstation, vilket resulterar i samtidig sändning och mottagning i kontrollern. l en alternativ utföringsforrn, som ej visas i figur 10, finns två nätkontrollers, var och en associerad med en av radiobasstationerna BS1, BS2. Denna utföringsform kan användas om två oberoende operatörer är aktiva l samma geografiska område. Upp- finningen kräver att dessa synkroniserar sina system, men i övrigt kan de driva sy- stemen helt oberoende av varandra, eftersqm var och en av dem tilldelas 50% av den på frekvensbanden tillgängliga tiden.

Det tidigare kända mobilradiosystemet i figur 2 kan använda dynamiskt kanalval, DCS. Teknikens ståndpunkt vad gäller dynamiskt kanalval för TDMA-TDD- tillämpningar i DECT beskrivs i sektion 11,4 av ETSl ETS 300 175 - 3: ”Radio Equipment and Systems (RES) ; Digital European Cordless Telecommunlcations (DECT) Common Interface Part 3: Medium access control layer” samt i Annex E av ETSl ETR 310: "Traffic capacity and spectirum requirements for multi-system and multi-service applications co-existing in a common frequency band”. Trafikkanalvalet utförs av mobilstationen. För symmetriska duplexkanaler används den första halvan av ramen (5 ms) för nedlänktidsluckor och den andra halvan (5 ms) för upplänktids- luckor. För duplexkanaler paras varje nedlänkstidslucka med en upplänktidslucka, varvid båda verkar på samma bärvågsfrekvens. Mobilstationen väljer för varje nytt samtal och för handover den av alla tillgängliga kanaler (duplexpar) som är minst störd. l denna process gör mobilstationen mätningar endast i nedlänkramen. Anled- ningen till att mätningar behövs endast i nedlänken är att för duplexförbindelserna används motsvarande upplänk endast tillsammans med nedlänken. Därför föreligger mycket stark lokal korrelation mellan kvaliteten av den uppmätta nedlänken och kva- liteten av motsvarande kommande duplexförbindelse, och således är det tillräckligt att använda nedlänkarna för kvalitetsskattning av duplexkanalerna. För TDMA- TDD/FDD i enlighet med föreliggande uppfinning använder nedlänkramarna och upplänkramarna ej endast olika delar av duplexramen (första och andra halvan) utan 513 233 12 även olika bärvâgsfrekvenser (se figur 5). Denna förändring erfordrar ingen ändring i den grundläggande dynamiska kanalvalsproceduren som nämnts ovan. Det är fortfa- rande tillräckligt att använda endast nedlänkramarna för kvalitetsskattning av duplex- kanalerna, så länge som mobilstationen endast skall ha access till synkroniserade basstationer med samma tidsförskjutning (endast en av uppsättningama av bassta- tioner).

Vid TDMA-TDD/FDD-system enligt föreliggande uppfinning används dock de två bärvågorna endast halva tiden för varje uppsättning av basstationer. Såsom beskri- vits ovan i samband med figur 5 kan därför två uppsättningar av basstationer definie- ras med ramar som uppvisar en förskjutning på en halv duplexram (eller med en re- lativ förskjutning på 1/3 duplexram vid 3 uppsättningar av basstationer såsom i figur 9). På detta sätt är bärvågorna FTX och FRX fullt utnyttjade. Så länge som varje mo- bilstation antas ha access till endast en av basstationsuppsättningarna gäller fortfa- rande den ovan beskrivna grundläggande dynamiska kanalvalsproceduren (detta är en rimlig begränsning för RLL-tillämpningar). Om däremot en mobilstation skall ha access till alla uppsättningar av basstationer och vara kapabel att göra handover mellan dessa måste den ovan beskrivna dynamiska kanalvalsproceduren modifieras.

Mobilstationen är alltid låst till en basstation som hör till en uppsättning av basstatio- ner. För att göra handover eller upprätta en samtal till en basstation som hör till en annan uppsättning måste mobilstationen avsöka nedlänkarna med den förskjutning som gäller för den nya uppsättningen. Ändringen i det dynamiska kanalvalsförfaran- det är därför att mobilstationen måste vara kapabel att på sin mottagarbärvåg avsöka ej endast halva duplexramen utan hela duplexramen.

Figur 11 är ett flödesschema som illustrerar ett dynamiskt kanalvalsförfarande lämp- ligt för ett TDMA-TDD/FDD-system som arbetar i enlighet med utföringsformen enligt figur 5. Proceduren startar i steg S1. Steg S2 mäter kanalkvaliteten på nedlänkramar som hör till uppsättning 1 av basstationer. I steg S3 mottages förskjutningsinforma- tion avseende uppsättning 1 av mobilstationen. Steg S4 mäter kanalkvaliteten på nedlänkramar hörande till uppsättning 2 av basstationer. I steg S5 mottages förskjut- ningsinformation avseende uppsättning 2 av mobilstationen. Steg S6 bestämmer vil- ken nedlänkkanal på vilken frekvens som är minst störd, och steg S7 låser till mot- 513 233 13 svarande kanal och ställer in tidsläget i enlighet med förskjutningen för motsvarande uppsättning av basstationer. Detta avslutar proceduren i steg S8.

Figur 12 är ett förenklat blockschema av en mobilstation MS lämplig för utförande av det dynamiska kanalvalsförfarandet i figur 11. En sändare TX och en mottagare RX styrs av en styrenhet CU via omkopplare SW1, SW2, vilka styrs av en styrsignal C.

Omkopplarna SW1, SW2 förbinder antingen sändaren TX eller mottagaren RX med styrenheten CU och en antenn A. När mobilstationen ej sänder mäter den interfe- rensnivån och tidsläget i tidsluckorna (från basstationerna i båda uppsättningarna) på bärvågsfrekvenserna i nedlänkfrekvensbandet. Den uppdaterar också kontinuerligt en minnesposition CH, som lagrar kanalidentiteten för den minst störda kanalen och dess tidsläge. Styrenheten CU implementeras i typfallet av en mikroprocessor eller en mikro/signalprocessorkombination och ett motsvarande styrprogram P1.

För utföringsforrnen i figur 7 behöver mobilstationen ej beakta en förskjutning mellan olika uppsättningar av basstationer i samband med dynamiskt kanalval. Eftersom det nu finns nedlänkar på två frekvenser F1 och_F2 samtidigt måste den dock mäta ka- nalkvaliteten på två nedlänkfrekvensband istället för ett frekvensband. Den måste även vara kapabel att sända och mottaga på endera bandet eftersom den kan låsa till en basstation från endera uppsättningen.

Figur 13 är ett flödesschema som illustrerar ett dynamiskt kanalvalsförfarande lämp- ligt för ett TDMA-TDD/FDD-system som arbetar i enlighet med utföringsformen i figur 7. Proceduren startari steg S10. Steg S11 mäter i mobilstationen kanalkvaliteten på nedlänkramar hörande till uppsättning 1 av basstationer, vilka sänder i ett första fre- kvensband. På liknande sätt mäter steg S12 kanalkvaliteten på nedlänkramar höran- de till uppsättning 2 av basstationer, vilka sänder i det andra frekvensbandet. Steg S13 bestämmer vilken nedlänkkanal som är minst störd, och steg S14 låser till mot- svarande kanal. Detta avslutar proceduren i steg S15.

Figur 14 är ett förenklat blockschema av en mobilstation som är lämplig för utförande av det dynamiska kanalvalsförfarandet i figur 13. Detta blockschema liknar block- 513 233 14 schemat i figur 12. Huvudskillnaden är att styrenheten CU utför ett annat styrprogram P2, som mäter interferens i tidsluckor i båda frekvensbanden. Styrenheten CU styr även (med styrsignaler C1 och C2) sändaren TX och mottagaren RX att sända och mottaga i endera bandet, beroende på den för tillfället valda kanalen.

Fackmannen inser att olika modifieringar och förändringar kan utföras vid föreliggan- de uppfinning utan awikelse från dess grundtanke och ram, som definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (18)

513 233 15 PATENTKRAV

1. TDMA-radiokommunikationssystem som kombinerar tids- och frekvensdel- ningsduplex och inkluderar en första basstation med ett första radiotäckningsområde som sänder i första nedlänkramar på en första bärvågsfrekvens och mottager i första upplänkramar, som ej har någon tidsöverlappning med de första nediänkramarna, på en andra, från den första skild bärvågsfrekvens, vilket system kännetecknas av att det inkluderar: en andra basstation med ett andra radiotäckningsområde som sänder i andra nedlänkramar på den första bärvågsfrekvensen och mottager i andra upplänkramar, vilka ej har någon tidsöverlappning med de andra nediänkramarna, på den andra bärvågsfrekvensen, varvid det andra radiotäckningsområdet delvis överlappar det första radiotäckningsområdet och den andra basstationen är geografiskt separerad från den första basstationen för undvikande av att sändning från en basstation stör mottagning från radioterminaler på den andra basstationen; och en nätkontroller som synkroniserar sändning från den första och andra bas- stationen och förskjuter sändningen från den andra basstationen med en nedlänkram relativt sändningen från den första basstationen.

2. System enligt krav 1, kännetecknat av att varje nedlänkram har 1 tidslucka associerad med en förbindelse.

3. System enligt krav 1, kännetecknat av att varje nedlänkram har 2 tidsluckor associerade med en förbindelse.

4. System enligt krav 1, kännetecknat av mobilradioterminaler som övervakar kanalkvalitet och förskjutning på nedlänkramar från båda basstationema för utföran- de av mobilradioterminalstyrt dynamiskt kanalval i samband med upprättande av samtal och handover.

5. System enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den första basstationen hör till en uppsättning av basstationer med ett förut- bestämt sändningstidsläge; 513 233 16 den andra basstationen hör till en andra uppsättning av basstationer, vilken är synkroniserad med den första uppsättningen av basstationer, men har en sänd- ningstidslägesförskjutning på en nedlänkram relativt sändningstidsläget för den första uppsättningen av basstationer; den första frekvensen hör till ett första frekvensband som används av bas- stationer i båda uppsättningarna av basstationer; det andra frekvensbandet hör till ett andra frekvensband som används av basstationema i båda uppsättningarna av basstationer, varvid det andra frekvens- bandet ej har någon frekvensöverlappning med det första frekvensbandet.

6. System enligt krav 5, kännetecknat av att den första uppsättningen av basstationer tilldelats en första operatör; den andra uppsättningen av basstationer tilldelats en andra operatör.

7. System enligt krav 5, kännetecknat av att kommunikationen mellan den för- sta och andra uppsättningen av basstationer å ena sidan och nätkontrollern å andra sidan utförs på den första och andra uppsättningen av frekvensband, varvid nätkon- trollern innefattar organ för medgivande av samtidig sändning och mottagning, me- dan basstationema ej innefattar några sådana organ.

8. TDMA-radiokommunikationssystem som kombinerar tids- och frekvensdel- ningsduplex och inkluderar en första basstation som sänder i första nedlänkramar på en första bärvågs- frekvens och mottager i första upplänkramar, vilka ej har någon tidsöverlappning med de första nedlänkramarna, på en andra, från den första bärvågsfrekvensen skild bär- vågsfrekvens, vilket system kännetecknas av att det inkluderar: en andra basstation som sänder i andra nedlänkramar på den andra bär- vågsfrekvensen och mottager i andra upplänkramar, vilka ej har någon tidsöverlapp- ning med de andra nedlänkramarna, på den första bärvågsfrekvensen; en nätkontroller som synkroniserar och i tiden ensar sändning från den första och andra basstationen. v 513 233 17

9. System enligt krav 8, kännetecknat av en symmetrisk mod, ivilken nedlänk- ramar innehåller samma antal tidsluckor som' upplänkramar.

10. System enligt krav 8, kännetecknat av en asymmetrisk mod, i vilken nedlänk- ramar innehåller ett annat antal tidsluckor än 'upplänkramar.

11. System enligt krav 8, kännetecknat av mobilradioterrninaler som övervakar kanalkvaliteten på nedlänkramar från båda basstationema för utförande av mobilra- dioterrninalstyrt dynamiskt kanalval i samband med upprättande av samtal och han- dover.

12. System enligt något av föregående krav 8-11, kännetecknat av att den första basstationen tillhör en uppsättning basstationer med ett förutbe- stämt sändningstidsläge; den andra basstationen tillhör en andra uppsättning basstationer, som är synkroniserad och tidsensad med den första uppsättningen av basstationer; den första frekvensen tillhör ett förstafrekvensband som används av bassta- tioner i båda uppsättningar av basstationer; den andra frekvensen tillhör ett andra frekvensband som används av bassta- tioner i båda uppsättningar av basstationer, varvid det andra frekvensbandet ej har någon frekvensöverlappning med första frekvensbandet.

13. System enligt krav 12, kännetecknat av att den första uppsättningen av basstationer tilldelats en första operatör; den andra uppsättningen av basstationer tilldelats en andra operatör.

14. System enligt krav 12, kännetecknat av att kommunikationen mellan den för- sta och andra uppsättningen av basstationer ä ena sidan och nätkontrollern å andra sidan utförs på det första och andra frekvensbandet, varvid nätkontrollern innefattar organ för medgivande av samtidig sändning och mottagning, medan basstationema ej innefattar sådana organ. 513 23.3 18

15. Mobilradioterminal iett TDMA-radiokommunikationssystem som kombinerar tids- och frekvensdelningsduplex, varvid systemet inkluderar en första basstation med ett första radiotäckningsområde som sänder i första nedlänkramar på en första bärvågsfrekvens och mottager i första upplänkramar, vilka ej har någon tidsöverlappning med de första nedlänkramarna, på en andra, från den första bärvågsfrekvensen skild bärvågsfrekvens. en andra basstation med ett andra radiotäckningsområde som sänder i andra nedlänkramar på den första bärvågsfrekvensen och mottager i andra upplänkramar, vilka ej har någon tidsöverlappning med de andra nedlänkramarna, på den andra bärvågsfrekvensen, varvid det andra radioräckningsområdet delvis överlappar det första radiotäckningsområdet och den andra basstationen är geografiskt separerad från den första basstationen för undvikande av att sändning från en basstation stör mottagning från radioterrninaler i den andra basstationen; och en nätkontroller som synkroniserar sändning från den första och andra bas- stationen och förskjuter sändningen från den andra basstationen med en nedlänkram relativt sändningen från den första basstationen, vilken mobilradioterminal känne- tecknas av en styrenhet för övervakning av kanalkvalitet och förskjutning på nedlänkra- mar från båda basstationerna för utförande av mobilradioterminalstyrt dynamiskt ka- nalval i samband med upprättande av samtal och handover.

16. Mobilradiotemiinal i ett TDMA-radiokommunikationssystem som kombinerar tids- och frekvensdelningsduplex, vilket system inkluderar en första basstation som sänder i en första nedlänkram på en första bär- vågsfrekvens och mottager i första upplänkramar, vilka ej har någon tidsöverlappning med de första nedlänkramarna, på en andra, från den första bärvågsfrekvensen skild bärvågsfrekvens; en andra basstation som sänder i andra nedlänkramar på den andra bär- vågsfrekvensen och mottager i andra upplänkramar, som ej har någon tidsöverlapp- ning med de andra nedlänkramarna, på den första bärvågsfrekvensen; en nätkontroller som synkroniserar och tidsensar sändning från den första och andra basstationen, vilken mobilradioterminal kännetecknas av 513 233 19 en styrenhet för övervakning av kanalkvaliteten på nedlänkramar från båda basstationerna för utförande av mobilradioterrninalstyrt dynamiskt kanalval i sam- band med upprättande av samtal och handover.

17. Dynamiskt kanalvalsförfarande för en mobilradioterminal i ett TDMA- radiokommunikationssystem som kombinerar tids- och frekvensdeiningsduplex, vilket system inkluderar en första basstation med ett första radiotäckningsområde som sänder i första nedlänkramar på en första bärvågsfrekvens och mottager i första upplänkramar, som ej har någon tidsöverlappning med de första nedlänkramarna, på en andra, från den första bärvågsfrekvensen skild bärvågsfrekvens; en andra basstation med ett andra radiotäckningsområde som sänder i andra nedlänkramar på den första bärvågsfrekvensien och mottager i andra upplänkramar, som ej har någon tidsöverlappning med de andra nedlänkramarna, på den andra bärvågsfrekvensen, varvid det andra radiotäckningsomràdet delvis överlappar det första radiotäckningsomràdet och den andra basstationen är geografiskt separerade från den första basstationen för undvikande av sändning från en av basstationerna stör mottagning från radioterminaler i den andra basstationen; och en nätkontroller som synkroniserar sändning från den första och andra bas- stationen och förskjuter sändning från den andra basstationen med en nedlänkram relativt sändning från den första basstationen, vilket dynamiska kanalvalsförfarande kännetecknas av övervakning av kanalkvaliteten på nedlänkramar från båda basstationerna; val av en kanal på basis av kanalkvaliteten; och låsning av mobilradioterrninalen till den valda kanalen.

18. Dynamiskt kanalvalsförfarande i en mobilradioterminal i ett TDMA- radiokommunikationssystem som kombinerartids- och frekvensdeiningsduplex, vilket system inkluderar en första basstation som sänder i första nedlänkramar på en första bärvågs- frekvens och mottager i första upplänkramar, som ej har någon tidsöverlappning med de första nedlänkramarna, på en andra, från den första bärvågsfrekvensen skild bär- vågsfrekvens; 513 233 20 en andra basstation som sänder i andra nedlänkramar pà den andra bär- vågsfrekvensen och mottager i andra upplänkramar, som ej har någon tidsöveriapp- ning med de andra nedlänkramarna, på den första bärvågsfrekvensen; en nätkontroller som synkroniserar och tidsensar sändning från den första och andra basstationen, vilket dynamiska kanalvalsförfarande kännetecknas av övervakning av kanalkvaliteten på nedlänkramar från båda basstationema; val av en kanal på basis av kanalkvaliteteten; och låsning av mobiiradiotenninalen till den valda kanalen.