WO1999009670A1

WO1999009670A1 - Verfahren und einrichtung zur bereitstellung von nutzbaren trägerfrequenzwerten für mobilfunkanwendungen

Info

Publication number: WO1999009670A1
Application number: PCT/DE1997/001747
Authority: WO
Inventors: Jürgen KOCKMANN; Uwe Sydon
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 1999-02-25

Abstract

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bereitstellung von nutzbaren Trägerfrequenzwerten (fx) für Mobilfunkanwendungen vorgesehen. Dabei ist eine Tabelle (25) vorgesehen, in der tatsächlich nutzbare Trägerfrequenzwerte in den Adressen (1 bis M) geschrieben werden, wobei die Zahl der tatsächlich nutzbaren Trägerfrequenzwerte gleich M ist. Die zur Zeit nicht nutzbaren Trägerfrequenzwerte werden in die Adressen M+1 bis N eingeschrieben, wobei N die Zahl der insgesamt zur Verfügung stehenden Trägerfrequenzen (fx) ist. Der aktuelle Wert von M wird laufend, beispielsweise rahmenweise, einem Zufallszahlengenerator (22) zugeführt, der immer Sequenzen erzeugt, die M verschiedene Werte enthalten. Die Steuerung und Verwaltung der Tabelle (25) sowie des Zufallszahlengenerators (22) erfolgt durch einen Prozessor (23).

Description

Beschreibung

Verfahren und Einrichtung zur Bereitstellung von nutzbaren Trägerfrequenzwerten für Mobilfunkanwendungen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bereitstellung von effektiv nutzbaren Trägerfrequenzwerten für Mobilfunkanwendungen. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Basisstation sowie ein Mobil- funksyste , das eine Einrichtung der genannten Art aufweist.

Als Verfahren zur Übertragung von Daten auf mehreren Trägerfrequenzen ist das sogenannte Frequency Hopping Spread Spectrum (Frequenzsprung-Streuspektrum) -System bekannt. Unter einem Frequency Hopping Spread Spectrum-System ist dabei ein System zu verstehen, bei dem zur Funkübertragung von Daten eine Vielzahl an Trägerfrequenzen bereitgestellt wird und die aktuell verwendete Trägerfrequenz in periodischen Abständen gewechselt wird. Insbesondere bei einem Zeitmultiplex(TDMA) - System kann ein Wechsel der Trägerfrequenz nach jedem Zeitschlitz oder Zeitrahmen der Zeitmultiplex-Übertragung erfolgen. Ein solches Frequency Hopping Spread Spectrum-System hat Vorteile dahingehend, daß die Energie der gesamten Funkübertragung über sämtliche Trägerfrequenzen verteilt wird. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn ein allgemein verfügbares Frequenzband, wie beispielsweise das 2,4 GHz-ISM(Industrial, Scientific, Medical ) -Band verwendet wird. Für dieses Frequenzband ist gemäß den einschlägigen Vorschriften (in den USA die von der Federal Communications Commission definierte Vor- schrift „FCC part 15") eine Obergrenze für die maximal pro

Trägerfrequenz auftretende Energie festgelegt, um eine Störung anderer Teilnehmer so gering wie möglich zu halten. Für den Frequenzwechsel ist vorgeschrieben, daß innerhalb eines Zeitraums von 30 Sekunden mindestens 75 unterschiedliche Frequen- zen genutzt werden müssen. Weiterhin darf jede Frequenz in 30 Sekunden maximal 0,4 Sekunden lang genutzt werden. Im zeitli- chen Durchschnitt müssen alle Frequenzen gleich verteilt genutzt werden.

Als weiterer Vorteil des Frequency Hopping Spread Spectrum- Systems ist zu nennen, daß durch das Bereitstellen einer großen Anzahl von Tragerfrequenzen das System unempfindlicher gegen Störungen wird. Darüber hinaus erhöht sich die Abhörsicherheit des Systems gegenüber Dritten, da der Dritte in der Regel nicht weiß, auf welche Tragerfrequenz nach einem gewis- sen Zeitraum gewechselt wird.

Die Sequenz an Tragerfrequenzen, die zur Übertragung nacheinander verwendet werden, wird durch einen Algorithmus ermittelt. Ein solcher Algorithmus ist in identischer Weise in der Feststation sowie jeder Mobilstation der Mobilfunkübertragung implementiert. Wenn somit ein Mobilteil mit der zugehörigen Feststation synchronisiert ist, werden das Mobilteil und die Feststation synchron miteinander die durch die Sequenz des Algorithmus vorgegebenen Tragerfrequenzwechsel vornehmen.

Probleme treten auf, wenn die Zahl der nutzbaren Tragerfrequenzen zeitlich nicht konstant ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine als gestört erkannte Tragerfrequenz wahrend einem bestimmten Zeitraum gesperrt und somit nicht zur Verwendung freigegeben ist, und beispielsweise nach einem bestimmten Zeitraum wieder zur Verwendung freigegeben wird. Auch bei einer solchen zeitlich schwankenden Anzahl an nutzbaren Trägerfrequenzen muß sichergestellt sein, daß beispielsweise die vorstehend genannte FCC part 15-Vorschrιft eingehalten wird.

Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Bereitstellung von nutzbaren Tragerfrequenzwerten für Mobilfunkanwendungen zu schaffen, die gewahrleisten, daß Tragerfrequenzen auch bei einer zeitlich schwankenden Anzahl von Tragerfrequenzen effektiv und gleichmaßig genutzt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dazu ein Verfahren zur Bereitstellung von nutzbaren Trägerfrequenzwerten fx für Mobilfunkanwendungen vorgesehen. Dabei wird zuerst eine vorbe- stimmte Anzahl N an prinzipiell möglichen Trägerfrequenzwerten fx vorgesehen. Wenigstens eine der möglichen Tragerfrequenz- werte fx kann dabei gesperrt sein, so daß sich die Anzahl der tatsächlich nutzbaren Trägerfrequenzwerte fx auf eine Zahl m < N verringert. Es werden die Anzahl m an tatsächlich nutzbaren Trägerfrequenzwerten fx in einer Tabelle in die Adressen 1 bis m eingeschrieben. Die gesperrten Trägerfrequenzwerte fx werden in die Adressen (m+l) bis N eingeschrieben. "Sperren" soll in diesem Zusammenhang bedeuten, daß eine gewisse Trägerfrequenz aus irgend einem Grund, beispielsweise weil sie als gestört erfaßt wurde, während einer gewissen Zeitdauer nicht genutzt werden soll.

Ein Zufallszahlengenerator kann m verschiedene Werte erzeugen, die dann jeweils in die Trägerfrequenzwerte fx umgesetzt werden, die unter der jeweiligen Adresse gleich den von dem Zu- fallsgenerator erzeugten Werten vorliegen.

Bei einer Sperrung eines Trägerfrequenzwertes kann der zu sperrende Trägerfrequenzwert mit dem Trägerfrequenzwert der Adresse M ausgetauscht werden und dann M um 1 dekrementiert werden.

Bei einer Sperrung eines Trägerfrequenzwertes und bei einer gleichzeitigen Freigabe eines anderen Trägerfrequenzwerts kann der zu sperrende Trägerfrequenzwert mit dem freizugebenen Trä- gerfrequenzwert ausgetauscht werden.

Zur Freigabe eines Trägerfrequenzwertes kann der freizugebende Trägerfrequenzwert mit dem Trägerfrequenzwert der Adresse M+l ausgetauscht werden und dann M um 1 inkrementiert werden.

Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine Einrichtung zur Bereitstellung von nutzbaren Trägerfrequenzwerten fx für Mobilfunk- anwendungen vorgesehen. Die Einrichtung weist dabei eine Tabelle auf, in der tatsächlich nutzbare Trägerfrequenzwerte in den Adressen 1 bis M eingeschrieben sind. Die Zahl der tatsächlich nutzbaren Trägerfrequenzwerte ist dabei gleich M. Zur Zeit nicht nutzbare Trägerfrequenzwerte werden in die Adressen M+l bis N eingeschrieben, wobei N die Zahl der insgesamt zur Verfügung stehenden Trägerfrequenzen ist .

Es kann ein Zufallszahlengenerator vorgesehen sein, der M ver- schiedene Werte erzeugt. Dem Zufallszahlengenerator wird dazu der aktuelle Wert von M übermittelt.

Es kann eine Tabellensteuerung vorgesehen sein, die bei einer Sperrung eines Trägerfrequenzwertes den zu sperrenden Träger- frequenzwert mit dem Trägerfrequenz-Wert der Adresse M austauscht und M um 1 dekrementiert .

Die Tabellensteuerung kann bei einer Sperrung eines Trägerfrequenzwertes und bei einer gleichzeitigen Freigabe eines an- deren Trägerfrequenzwertes den zu sperrenden Trägerfrequenzwert mit dem freizugebenden Trägerfrequenzwert austauschen.

Die Tabellensteuerung kann zur Freigabe eines Trägerfrequenzwertes den freizugebenden Trägerfrequenzwert mit dem Träger- frequenzwert der Adresse M+l austauschen und M um 1 imkremen- tieren .

Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine Basisstation für Mobilfunkanwendungen vorgesehen, die eine Einrichtung zur Bereit- Stellung von nutzbaren Trägerfrequenzen der oben genannten Art aufweist .

Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein Mobilfunksystem vorgesehen, das aus einer Basisstation und wenigstens einem Mobil- teil besteht, wobei das Mobilfunksystem eine Basisstation der oben genannten Art aufweist . Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Mobilfunk-Übertragungssystem mit einer erfindungsgemäßen FestStation,

Fig. 2 einen Zeitrahmen eines Datenübertragungsstandards, wie er bei der vorliegenden Erfindung anwendbar ist,

Fig. 3 detailliert den inneren Aufbau einer erfindungsgemäßen Basisstation,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Frequency Hop- ping Spread Spectrum-Systems insbesondere auch für den Fall eines Störer-Ausweichmodus, und

Fig. 5 bis Fig. 8 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Bereitstellung von Trägerfrequenzen in einer Tabelle.

Bezugnehmend auf Fig. 1 soll zuerst der allgemeine Aufbau einer Mobilfunkübertragung erläutert werden. Wie allgemein üblich weist die Anordnung zur Funkübertragung von Daten eine Feststation 1 und mehrere Mobilteile (Mobilstationen) , kabellose Telefone 2, 3 ... auf. Die Feststation 1 ist mit einer Endstellenleitung 10 mit dem Festnetz verbunden. Zwischen der Feststation 1 und der Endstellenleitung 10 können zur Kommunikation eine Schnittstellenvorrichtung vorgesehen sein, die nicht dargestellt ist. Die Feststation 1 weist eine Antenne 6 auf, mittels der beispielsweise über einen ersten Funkübertragungsweg 8 mit dem Mobilteil 2 oder über einen zweiten Funkübertragungsweg 9 eine Kommunikation mit dem Mobilteil 3 stattfindet. Die Mobilteile 2, 3 ... weisen zum Empfang bzw. zum Senden von Daten jeweils eine Antenne 7 auf. In Fig. 1 ist schematisch der Zustand dargestellt, in dem die Feststation 1 mit dem Mobilteil 2 aktiv kommuniziert und somit Daten aus- tauscht. Das Mobilteil 3 befindet sich hingegen in dem sogenannten Idle Locked Modus, in dem es Stand-By-artig auf einen Anruf von der Feststation 1 her wartet. In diesem Zustand kommuniziert das Mobilteil 3 nicht im eigentlichen Sinne mit der Feststation 1, sondern es empfängt von der Feststation 1 vielmehr nur in periodischen Abständen die Daten beispielsweise eines Zeitschlitzes, um seine Trägerfrequenzen fx nachsynchronisieren zu können.

Der interne Aufbau der Feststation 1 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Sprachinformationsdaten werden einem HF-Modul 4 zugeführt, das von einer Trägerfrequenz-Sequenzeinheit angesteuert wird. Der genaue Aufbau einer erfindungsgemäßen Feststation 1 wird später beschrieben.

Bezugnehmend auf Fig. 2 soll nunmehr ein Übertragungsstandard erläutert werden, wie er bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Wie aus Fig. 2 ersichtlich werden auf mehreren Trägerfrequenzen fx, von denen zehn dargestellt sind, zeitlich nacheinander Daten in mehreren Zeitschlitzen, im dargestellten Fall 24 Zeitschlitze Zx, in einem Zeitmultiplex- Verfahren TDMA (Time Division Multiple Access ) übertragen . Im dargestellten Fall wird dabei im Wechselbetrieb (Duplex) gearbeitet, d. h., nachdem die ersten zwölf Zeitschlitze Zx gesen- det worden sind, wird auf Empfang geschaltet, und es werden in der Gegenrichtung die zweiten zwölf Zeitschlitze (Z13 bis Z24) von der Feststation empfangen.

Für den Fall, daß der sogenannte DECT-Standard zur Übertragung verwendet wird, beträgt die zeitliche Dauer eines Zeitrahmens 10 ms, und es sind 24 Zeitschlitze Zx vorgesehen, nämlich zwölf Zeitschlitze für die Übertragung von der Feststation zu Mobilteilen und weitere zwölf Zeitschlitze Zx zur Übertragung von den Mobilteilen zu der Feststation. Gemäß dem DECT- Standard sind zehn Trägerfrequenzen fx zwischen 1,88 GHz und 1,90 GHz vorgesehen. Natürlich eignen sich auch andere Rahmenstrukturen zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise solche, bei denen die Zahl der zeitschlitze pro Rahmen im Vergleich zu dem DECT-Standard halbiert ist.

Die vorliegende Erfindung findet insbesondere Anwendung für Übertragungen im sogenannten 2,4 GHz-ISM (Industrial, Scienti- fic, Medical) -Frequenzband. Das allgemein zugängliche ISM- Frequenzband weist eine Bandbreite von 83,5 MHz auf. Über die- se 83,5 MHz müssen gemäß der Vorschrift „FCC part 15" mindestens 75 Trägerfrequenzen verteilt sein. Besonders vorteilhaft ist eine Aufteilung der Bandbreite von 83,5 MHz auf 96 Trägerfrequenzen, d. h. ein Kanalabstand von 864 kHz. Die oben genannten Frequenzbänder und Standards sind rein als Beispiel genannt. Grundsätzliche Voraussetzung für eine Anwendbarkeit bei der vorliegenden Erfindung ist es lediglich, daß ein sogenanntes Frequency Hopping Spread Spectrum verwendet wird, d. h. daß mehrere Trägerfrequenzen zur Verfügung stehen, und daß die zur Übertragung gewählte Trägerfrequenz von Zeit zu Zeit gewechselt wird. Für einen solchen Wechsel ist Voraussetzung, daß die Daten in Zeitschlitzen Zx übertragen werden (Zeitmul- tiplex-Verfahren) . Geeignet ist also beispielsweise der DECT- Standard sowie jeder andere abgewandelte und auf diesem DECT- Standard basierende Standard.

Bezugnehmend auf Fig. 3 soll nun der innere Aufbau einer erfindungsgemäßen Feststation 1 näher erläutert werden. Wie in Fig. 3 zu sehen werden dem HF-Modul 4 Informationsdaten zugeführt, wenn von der Feststation 1 zu einem Mobilteil 2, 3... mittels der Antenne 6 gesendet werden soll und von dem HF- Modul 4 werden Informationsdaten ausgegeben, wenn Daten von Mobilteilen empfangen werden. Das HF-Modul 4 moduliert die digitalen codierten Informationsdaten auf eine Trägerfrequenz fx. Die aktuell zu verwendende Trägerfrequenz fx wird dabei von einer Trägerfrequenz-Sequenzeinheit vorgegeben, die allgemein mit 20 bezeichnet ist. In der Trägerfrequenz-Sequenzeinheit 20 ist eine Erfassungseinrichtung 24 vorgesehen, der das demodulierte Signal von dem HF-Modul 4 zugeführt wird. Störung bedeutet dabei, daß entweder eine Störung im eigentlichen Sinne oder eine Belegung durch einen anderen Sender vorliegt. Eine Störung im Sinne der vorliegenden Beschreibung kann also dadurch erfaßt werden, daß ein empfangenes Signal auf einer Trägerfrequenz demoduliert wird ,und erfaßt wird, ob auf dieser Trägerfrequenz ein Signalpegel vorliegt oder nicht. Eine gestörte Trägerfrequenz ist also eine solche Trägerfrequenz, auf die ein Signal aufmoduliert ist, das einen bestimm- ten Schwellenwert überschreitet.

Alternativ kann zur Sperrung der A-CRC-Wert, der X-CRC-Wert, ein Synchronisationsverlust oder der RSSI-Wert herangezogen werden .

Die Erfassungseinrichtung 24 bestimmt also beispielsweise anhand des demodulierten Signals von dem HF-Modul 4, wie hoch der auf eine bestimmte Trägerfrequenz fx aufmodulierte Signalanteil ist. Falls der erfaßte Signalanteil über einem vor- bestimmten Grenzwert liegt, gibt die Erfassungseinrichtung 24 ein Störungs-Erfassungssignal zu einer Sperr-/Freigabeeinheit 21. Abhängig von dem Störer-Erfassungssignal von der Erfassungseinrichtung 24 gibt die Sperr-/Freigabeeinheit 21 eine Sperrung-/Freigabeinformation zu einem Prozessor 23. Diese Sperr-/Freigabeinformation zeigt an, welche der Trägerfrequenzen fx aufgrund der Erfassung einer Störung durch die Erfassungseinrichtung 24 gesperrt bzw. wieder freigegeben sind, wie später erläutert werden wird.

Mittels der Erfassungseinrichtung 24 und der Sperr-/Freigabe- einrichtung 21 wird also eine unabhängige Prozedur geschaffen, durch die gestörte Frequenzen gesperrt und wieder freigegeben werden können. Neben den Sperr-Freigabeinfor ationen von der Sperr-/Freigabeeinheit 21 wird dem Prozessor 23 eine Sequenz von einem Zufallsgenerator 22 zugeführt. Aufgrund eines in dem implizierten Zufallsalgorithmus erzeugt der Zufallsgenerator 22 eine zufällig verteilte Abfolge an Trägerfrequenzwerten in- nerhalb des nutzbaren Frequenzbandes. Der Zufallsgenerator 22 führt somit eine von der Prozedur der Frequenzsperrung für den Fall einer Störung unabhängige Prozedur aus. Der Prozessor 23 gibt schließlich ein Ansteuersignal zu dem HF-Modul 4, das den zu verwendenden Trägerfrequenzwert dem HF-Modul 4 vorgibt .

Der Prozessor 23 weist eine in einem Speicher vorgesehene Tabelle 25 auf, deren Funktion und Verwaltung später erläutert werden .

Bezugnehmend auf Fig. 4 soll nun die Betriebsweise einer Feststation 1 bzw. das Verfahren näher erläutert werden. Wie in Fig. 4 dargestellt wird beispielsweise während eines Rahmens Rx einer mobilen Funkübertragung eine Trägerfrequenz fl ver- wendet, wie in Fig. 4 schraffiert dargestellt ist. Diese Frequenz fl ist also der erste Wert der durch den Zufallsgenerator 22 erzeugten Sequenz, der dem Prozessor 23 zugeführt wird, der wiederum dementsprechend das HF-Modul 4 ansteuert. Für den Rahmen R2 sei angenommen, daß der Zufallsgenerator 22 aufgrund seiner berechneten Frequenz einen Frequenzsprung Pl auf eine Trägerfrequenz f3 vorschreibt.

Nunmehr sei der Fall angenommen, daß die Erfassungseinrichtung 24 beispielsweise bei einer vorherigen Übertragung erfaßt hat, daß die Trägerfrequenz f₂ gestört ist, und die Erfassungsein- richtung 24 also ein dementsprechendes Störsignal an die Sperr-/Freigabeeinheit 21 gegeben hat, die wiederum eine Sperrung der Frequenz f2 der dem Prozessor 23 angezeigt hat. Weiterhin sei angenommen, daß der Zufallsgenerator 22 anhand sei- ner ermittelten Sequenz für den Rahmen R3 die zuvor als gestört erfaßte Trägerfrequenz f2 vorschreibt . Ausgehend von der Koinzidenz der vorgeschriebenen Trägerfrequenz f2 gemäß der Sequenz des Zufallsgenerators 22 und gleichzeitig des Sperrsignals von der Sperr-/Freigabeeinheit 21 für dieselbe Träger- frequenz f2 ersetzt nun der Prozessor 23 die eigentlich vorgeschriebene, aber als gestört erfaßte Trägerfrequenz f2 für den Rahmen R3 durch eine von der Erfassungseinrichtung 24 als nicht gestört erfaßte Trägerfrequenz, beispielsweise die Trägerfrequenz f4, wie durch den Frequenzsprungpfeil P3 angezeigt ist. Anstelle der eigentlich durch die Sequenz vorgeschriebenen Trägerfrequenz 2 wird also das HF-Modul 4 auf die Ersatztragerfrequenz f4 angesteuert. Durch Ersetzen der als gestört erfaßten Trägerfrequenz wird also eine modifizierte Sequenz an Trägerfrequenzen geschaffen. Die modifizierte Sequenz weist dabei nur ungestörte Tragerfrequenzen auf. Dadurch, daß eine als gestört erfaßte Tragerfrequenz ersetzt wird und nicht übersprungen wird durch Übergang zur folgenden Tragerfrequenz, werden die Positionen der ungestörten Tragerfrequenzen m der modifizierten Sequenz im Vergleich zur ursprünglichen Sequenz nicht veränder .

Grundlage dieser modifizierten Sequenz bestehend nur aus ungestörten Tragerfrequenzen fx sind also zwei überlagerte, voneinander unabhängige Prozeduren (Zufallsgenerator 22 bzw. Sperr-/Freιgabeemheιt 21). Diese Sperrung kann von der Sperr- /Freigabeemheit 21 wieder aufgehoben werden, sobald eine neu- erliche Erfassung durch die Erfassungseinrichtung 24 anzeigt, daß die ehemals gestörte Tragerfrequenz nunmehr nicht mehr gestört ist. Für diesen Fall gibt die Sperr-/Freιgabeemheιt 21 ein Freigabesignal zu dem Prozessor 23, das anzeigt, daß der Prozessor 23 die ehemals gestörte Tragerfrequenz nunmehr nicht mehr durch eine andere Tragerfrequenz ersetzen muß.

Alternativ kann die Sperr- /Freigabeeinheit 21 automatisch ohne neuerliche Erfassung durch die Erfassungsemrichtung 24 ein Freigabesignal an den Prozessor 23 ausgeben, sobald eine vor- bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist. Jede der genannten Prozeduren gewährleistet also für sich, daß das gesamte vorgegebene Frequenzεpektrum gleich verteilt genutzt wird. Durch die Anpassung der Zeiten in der Prozedur zum Sperren von Frequenzen können somit Normen eingehalten werden.

Als Beispiel für eine solche Norm sei die US-Vorschrift „FCC part 15" genannt. Diese Vorschrift schreibt vor, daß bei einem Frequency Hopping Spread Spectrum Systems innerhalb eines Zeitraums von 30 Sekunden mindestens 75 unterschiedliche Frequenzen genutzt werden müssen. Dabei darf jede Frequenz in 30 Sekunden maximal 0,4 Sekunden lang genutzt werden. Darüber hinaus müssen im Durchschnitt alle Frequenzen gleich verteilt genutzt werden.

Die Feststation 1 ist der Master bei der Frequenzzuweisung,, d. h. zu Beginn eines Verbindungsaufbaus wird der Zufalls- zahlengenerator in einem Mobilteil mit dem Zustand des Zu- fallszahlengenerators 22 der Feststation 1 initialisiert. Anschließend erzeugen die Zufallszahlengeneratoren im Mobilteil 2, 3 ... und in der Feststation 1 synchron im Rahmentakt und autonom voneinander die gleichen Trägerfrequenzwerte.

Die Prozedur zur Frequenzsperrung, die durch die Erfassungε- einrichtung 24 und die Sperr-/Freigabeeinheit 21 ausgeführt wird, verwendet während der gesamten Verbindungszeit zwischen der Feststation 1 und einem Mobilteil 2, 3 ... ein unidirek- tionales Protokoll auf der Luftschnittstelle. Wird von der Er- fassungεeinrichtung 24 eine der endmöglichen Frequenzen fx von der Feststation 1 als gestört befunden, so teilt also die Feststation 1 allen Mobilteilen, mit denen es aktive Verbindungen betreibt, mit, daß diese gestörte Frequenz, wenn sie durch die Frequenz des Zufallszahlengenerators erzeugt wird, durch eine andere, als nicht gestört erfaßte Trägerfrequenz zu ersetzen ist. Die Frequenzsperrung wird von der Sperr-/Frei- gabeeinheit 21 wieder zurückgenommen, wenn die gesperrte Trägerfrequenz zur Übertragung wieder geeignet ist bzw. wenn sie länger als eine vorher definierte Zeit gesperrt war.

In Fig. 3 ist zu sehen, daß dem Prozessor 23 eine beispielsweise in einem Speicher vorgesehene Tabelle 25 zugeordnet ist. Bezugnehmend auf Fig. 3 sowie auf Fig. 5 bis Fig. 8 soll nun erläutert werden, wie erfindungsgemäß die tatsächlich nutzbaren Trägerfrequenzen fx, also die Trägerfrequenzen fx, die zur Zeit nicht gesperrt sind, bereitgestellt werden. Wie in Fig. 5 ersichtlich, werden sämtliche insgesamt zur Verfügung stehenden Trägerfrequenzen fx, beispielsweise 96, in eine Tabelle 25 eingetragen.

In Fig. 5 sind 96 Frequenzen fl bis f96 unter der entsprechenden Adresse in der Tabelle 25 eingetragen. Die Zahl der insgesamt vorhandenen Trägerfrequenzen fx, im vorliegenden Fall 96, wird mit N bezeichnet. Regelmäßig werden gewisse Trägerfrequenzen der 96 Trägerfrequenzen fx für einen gewissen Zeit- räum gesperrt sein. Da gemäß der US-Vorschrift „FCC part 15", wie bereits oben ausgeführt, mindestens 75 unterschiedliche Frequenzen in einem Zeitraum von 30 Sekunden genutzt werden müssen, dürfen bei 96 insgesamt vorhandenen Trägerfrequenzen maximal 21 Trägerfrequenzen über einen längeren Zeitraum ge- sperrt sein. Die Zahl der tatsächlich verfügbaren, d. h. der nicht gesperrten Trägerfrequenzen fx wird mit M bezeichnet . Der Zufallszahlengenerator 22 in Fig. 3 muß daher in der Regel nicht Sequenzen ausgeben, die N verschiedene Werte aufweisen, vielmehr genügt es, wenn er M (tatsächlich verfügbare Träger- frequenzen) verschiedene Werte ausgibt. Der Prozessor 23 gibt daher eine Information, wie in Fig. 3 ersichtlich, an den Zufallszahlengenerator 22, um ihm die Anzahl M der tatsächlich verfügbaren und nicht gesperrten Trägerfrequenzen zu übermitteln. Der Wert M wird beispielsweise in jedem Rahmen aktuali- siert und dem Zufallszahlengenerator 22 übermittelt.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 5 ist also zusammenfassend zu sagen, daß die Tabelle N Adressen enthält, die jeweils einen möglichen Frequenzwert fx beinhalten. Jeder Frequenzwert fx kommt in der Tabelle nur einmal vor.

Nun soll erläutert werden, wie die Tabelle verwaltet wird, wenn eine der N Trägerfrequenzen gesperrt wird und somit M ≠ N wird. Dieser Fall ist in Fig. 6 dargestellt. Es sei angenom- en, daß erfaßt wurde, daß die ursprünglich in der Adresse 3 eingeschriebene Trägerfrequenz f3 gestört ist. Beim Übergang zum nächsten Rahmen wird nun gemäß der Erfindung der zu sper- rende Trägerfrequenzwert f3 an die letzte Adresse vor einem sogenannten Pointer (Zeiger) geschrieben, wobei der Pointer immer an der Stelle N steht. Gleichzeitig wird der Registerinhalt der Adresse M, im vorliegenden Beispiel die Frequenz f96, unter der Adresse 3 der gesperrten Frequenz eingeschrieben. Als letzter Schritt wird der Pointer und somit M um 1 dekre- mentiert .

Im Ergebnis wird der Zustand wie in Fig. 6 dargestellt ge- schaffen. Die zu sperrende Trägerfrequenz f3, die ursprünglich in der Adresse 3 eingeschrieben war, wurde mit der Trägerfrequenz f96 vertauscht, die unter der Adresse M (= 96) eingeschrieben war. Daraufhin wurde der Pointer auf die Adresse M = 95 dekrementiert . Die Adressen mit der Nummer 1 bis M enthal- ten also die nutzbaren Frequenzen, und die Adressen hinter dem Pointer (>M) enthalten die gesperrten Trägerfrequenzen. Der Wert des Pointers ist gleich M, so daß der Zufallszahlengene- rator 22, dem der Wert M laufend übermittelt wird, immer Sequenzen mit Adresswerten erzeugt, die eine nicht gesperrte Frequenz beinhalten.

Bezugnehmend auf Fig. 7 soll nun erläutert werden, wie erfindungsgemäß ein Trägerfrequenzwert gesperrt und gleichzeitig ein anderer Trägerfrequenzwert freigegeben wird. Es wird als Beispiel angenommen, daß der Ausgangszustand der in Fig. 6 gezeigte ist. Wie durch einen Vergleich von Fig. 6 mit Fig. 7 ersichtlich, werden die Registerinhalte, d. h. die Trägerfrequenzwerte der zugehörigen Adressen ganz einfach ausgetauscht. Im dargestellten Beispiel ist angenommen, daß die beim Übergang von Fig. 5 in Fig. 6 gesperrte Trägerfrequenz f3 freigegeben werden soll und gleichzeitig die bisher nicht gesperrte Trägerfrequenz f94 gesperrt werden soll. Wie in Fig. 7 ersichtlich, wurde ganz einfach die Frequenz f3 an die Stelle der bisherigen Adresse der zu sperrenden Frequenz f94, d. h. an die Adresse 94 eingeschrieben und gleichzeitig die zu sperrende Adresse f94 unter der bisherigen Adresse der freizugebenden Trägerfrequenz f3 (Adresse 96) eingeschrieben. Die Stellung des Pointers und somit auch M wird bei einem solchen Vorgang nicht verändert .

Bezugnehmend auf Fig. 8a und 8b soll nun erläutert werden, wie eine gesperrte Tragerfrequenz wieder freigegeben werden kann. Es sei angenommen, daß der Ausgangszustand der Frequenzsperrung wie in Fig. 8a dargestellt ist. Wie durch einen Vergleich von Fig. 8a mit Fig. 8b ersichtlich, werden bei einer Freigabe einer gesperrten Tragerfrequenz der Registerinhalt der Adresse hinter dem Pointer mit dem Registerinhalt der freizugebenden Frequenz ausgetauscht und dann der Pointer und somit M um 1 mkrementiert . Ausgehend von Fig. 8a sei angenommen, daß die Tragerfrequenz f95, die im Ausgangszustand hinter dem Pointer in der Tabelle eingetragen ist und somit gesperrt ist, freige- geben werden soll. Wie durch einen Vergleich von Fig. 8a mit Fig. 8b ersichtlich ist, wird gemäß der Erfindung die freizugebende Frequenz f95 m die Adresse M+l und somit hinter den Pointer eingeschrieben. Im vorliegenden Fall ist dies die Adresse 94. Gleichzeitig wird der bisherige Registerinhalt der Adresse 94, nämlich die Tragerfrequenz f94, an die Adresse 95 der freizugebenden Tragerfrequenz f95 geschrieben. Schließlich wird noch der Pointer und somit M um +1 mkrementiert. Somit ist der Zustand von Fig. 8b erreicht

Durch die Erfindung kann somit gewährleistet werden, daß die Anzahl der tatsächlich verfügbaren (nicht gesperrten) Trägerfrequenzwerte effektiv und gleich verteilt genutzt werden kann .

Bezugszeichenliste

1 Feststation 2 Mobilteil 3 Mobilteil 4 HF-Modul 6 Antenne Feststation 7 Antenne Mobilteil erster Funkübertragungsweg

9 zweiter Funkübertragungsweg

10 Endstellenleitung

20 Tragerfrequenz-Sequenzeinheit

21 Sperr/Freigabeeinheit

22 Zufallsgenerator

23 Prozessor

24 Erfassungseinrichtung

25 Tabelle fx Trägerfrequenz

Rx Rahmen

Zx Zeitschlitz

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Bereitstellung von nutzbaren Tragerfrequenz- Werten für Mobilfunkanwendungen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Vorsehen einer vorbestimmten Anzahl N an möglichen Trägerfrequenzwerten fx,

Sperren wenigstens einer der möglichen Trägerfrequenzwerte fx, so daß sich die Anzahl der tatsächlich nutzbaren Trä- gerfrequenzwerte fx auf eine Zahl M verringert,

Einschreiben der M tatsächlich nutzbaren Trägerfrequenzwerte fx in den Adressen 1 bis M einer Tabelle (25) , und Einschreiben gesperrter Trägerfrequenzwerte fx in die Adressen (M+l) bis N.

2 . Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Zufallszahlengenerator (22) M verschiedene Werte erzeugt, die jeweils in die Trägerfrequenzwerte fx umgesetzt werden, die unter der jeweiligen Adresse gleich dem von dem Zufallszahlengenerator erzeugten Werten vorliegen.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Sperrung eines Trägerfrequenzwerts folgende Schritte ausgeführt werden:

Austauschen des zu sperrenden Trägerfrequenzwerts mit dem

Trägerfrequenzwert der Adresse M, und

Dekrementieren von M um eins .

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Sperrung eines Trägerfrequenzwerts und gleichzeitiger Freigabe eines anderen Tragerfrequenzwerts der fol- gende Schritt ausgeführt wird: Austausch des zu sperrenden Trägerfrequenzwerts mit dem freizugebenden Trägerfrequenzwert .

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Freigabe eines Trägerfrequenzwerts folgende Schritte durch geführt werden:

Austausch des freizugebenden Trägerfrequenzwerts mit dem

Trägerfrequenzwert der Adresse M+l, und - Inkrementieren von M um eins.

6. Einrichtung zur Bereitstellung von nutzbaren Trägerfrequenzwerten für Mobilfunkanwendungen, gekennzeichnet durch: - eine Tabelle (25) , in der tatsächlich nutzbare Trägerfrequenzwerte in den Adressen 1 bis M vorliegen, wobei die Zahl der tatsächlich nutzbaren Trägerfrequenzwerte gleich M ist, und in der die zur Zeit nicht nutzbaren Trägerfrequenzwerte in den Adressen M+l bis N vorliegen, wobei N die Zahl der insgesamt zur Verfügung stehenden Trägerfrequenzen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zufallszahlengenerator (22) vorgesehen ist, der M verschiedene Werte erzeugt .

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Tabellensteuerung (23) vorgesehen ist, die bei einer Sperrung eines Trägerfrequenzwerts den zu sperrenden Trägerfrequenzwert mit dem Trägerfrequenzwert der Adresse M austauscht und M um eins dekrementiert .

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabellensteuerung (23) bei einer Sperrung eines Trägerfrequenzwerts und gleichzeitiger Freigabe eines anderen Trägerfrequenzwerts den zu sperrenden Trägerfrequenzwert mit dem freizugebenden Trägerfrequenz-Wert austauscht.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabellensteuerung (23) zur Freigabe eines Trägerfrequenzwerts den freizugebenden Trägerfrequenzwert mit dem Trägerfrequenzwert der Adresse M+l austauscht und M um eins inkrementiert .

11. Basisstation für Mobilfunkanwendungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 aufweist.

12. Mobilfunksystem bestehend aus einer Basisstation und wenigstens einem Mobilteil, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Basisstation (1) nach Anspruch 11 aufweist.