DE4292564C2 - Verfahren zum Aufbau einer Funkverbindung sowie Basisstation und Teilnehmereinheit hierzu - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau einer Funkverbindung für Kommunikationssysteme sowie eine Basisstation und eine Teilnehmereinheit hierzu.

Zweck eines Kommunikationssystems ist derjenige, Infor­ mationen enthaltende Signale von einer Quelle (Sender) zu einem Bestimmungsort (Empfänger) unter Verwendung eines Ka­ nals zu übertragen. Der Sender verarbeitet (moduliert) das Nachrichtensignal in einer Form, die zur Übertragung über den Kanal geeignet ist. Der Empfänger demoduliert dann das empfangene Signal, um eine Bewertung des ursprünglichen Nachrichtensignals zu erzeugen.

In jedem Kommunikationssystem ist ein Schlüsselparameter, der die Systemfunktionen betrifft, die Sendeleistung. In einem geräuschgedämpften Kommunikationssystem bestimmt die gesendete Leistung die mögliche Trennung zwischen dem Sender und dem Empfänger. Die verfügbare, gesendete Leistung be­ stimmt das Signal-zu-Rausch-Verhältnis an dem Empfängerein­ gang, das, um eine erfolgreiche Kommunikation in den Infor­ mationen zu erzielen, einen vorgegebenen Schwellwert über­ steigen muß.

Ein anderes Schlüsselleistungskriterium für bestimmte Kom­ munikationssysteme hängt von der Zahl der gleichzeitigen Benutzer ab, die aufgenommen werden können. Ein Beispiel für eine bekannte Systemanwendung ist ein zellulares Funktele­ fonsystem. Solche Systeme weisen typischerweise eine Zahl von Basis-Stationen auf, von denen jede einen den Funkdienst abdeckenden Bereich, und eine Zahl von mobilen oder trag­ baren Hand-Zellular-Telefonen (nachfolgend als "Teilnehmer" bezeichnet) aufweist. Die vom Service abgedeckten Bereiche der Basis-Stationen können so angeordnet sein, daß sie sich teilweise überlappen derart, um einen im wesentlichen gleichmäßig abgedeckten Bereich zu bilden, in dem eine Teil­ nehmer-Kommunikationseinheit, die den Service von einer Ba­ sisstation erhält, an eine benachbarte, entfernte Station, ohne eine Unterbrechung im Service (Funkdienst), übergeben werden kann. Es ist ein Schlüsselziel für ein zellulares Kommunikationssystem, in effektiver Weise das verfügbare Spektrum zu benutzen, so daß so viele Benutzer wie möglich aufgenommen werden können.

Ein Signalmultiplexverfahren ermöglicht die gleichzeitige Funkübertragung von Signalen von verschiedenen Nachrichten­ quellen über ein gemeinsames spektrales Betriebssystem. Fre­ quenzmultiplexverfahren, Zeitmultiplexverfahren und deren Mischungen sind traditionell zum Aufbau von zellularen Funk­ systemen verwendet worden.

In einem Frequenzmultiplex- (frequency division multiplex, FDM) System wird das spektrale Kommunikationsbetriebssystem in verschiedene enge Frequenzbänder unterteilt. Für mindes­ tens die Zeit, die benötigt wird, um den gewünschten Funk­ verkehr herzustellen, wird der Frequenzteilungskanal durch einen Teilnehmer zur Kommunikation mit der Basisstation be­ legt. Ein anderer Frequenzkanal wird für den Funkverkehr von der Basisstation zu dem Teilnehmer benutzt.

Zeitmultiplex- (time division multiplex, TDM) Systeme sind ein anderer Typ eines Kommunikationssystems mit Vielfachzu­ griff. In einem TDMA-System wird das spektrale Betriebs­ system in sich wiederholende Zeitfenster unterteilt, von denen jedes eine Vielzahl von Zeitschlitzen oder Zeittei­ lungskanälen aufweist. Jeder Zeitteilungskanal (Zeitinter­ vall) wird einem unterschiedlichen Kommunikations-Verbin­ dungsglied zugeordnet. In diesem Schema tritt ein Teil der Teilnehmerinformation während eines zugeordneten Schlitzes eines Fensters auf. Dem folgt einer oder mehrere anderer Zeitschlitze, wo Informationen zu oder von anderen Teil­ nehmern aufgenommen werden. Dieses Verfahren wird mit empfangenen Informationen, die in geeigneter Weise im Empfänger rekonstruiert werden, wiederholt.

Sowohl analoge als auch digitale Übertragungsverfahren wer­ den dazu verwendet, ein Nachrichtensignal über einen Kommu­ nikationskanal zu übertragen. Seit kurzem werden digitale Verfahren bevorzugt infolge der verschiedenen betriebsmäßi­ gen Vorteile gegenüber analogen Verfahren, die unter anderem folgendes umfassen: Vergrößerte Unempfindlichkeit gegenüber Kanalrauschen und -überlagerung; flexible Betriebsweise des Systems; gemeinsames Format für die Übertragung von ver­ schiedenen Arten von Nachrichtensignalen; verbesserte Si­ cherheit der Kommunikation durch den Benutzer von digitalen Verschlüsselungen; und vergrößerte Kapazität.

Um ein Nachrichtensignal (entweder analog oder digital) über einen Bandpass-Kommunikationskanal zu übertragen, muß das Nachrichtensignal in eine Form geändert werden, die für eine effiziente Übertragung geeignet ist. Die Modifikation des Nachrichtensignals wird durch Einrichtungen zur Modulation und eine Anzahl von geeigneten Verfahren, die nach dem Stand der Technik bekannt sind, durchgeführt.

Entsprechend ist ein Empfänger erforderlich, um die Origi­ nalnachricht zu rekonstruieren.

Breitbandspektrum-Kommunikationssysteme, die Code-Teilungs­ techniken mit Vielfachzugriff (code division multiple access - CDMA) einsetzen, können als Mehrfachzugangssysteme ähnlich FDMA- und TDMA-Systemen verwendet werden. In einem Breit­ bandspektrumssystem wird eine Modulationstechnik verwendet, bei der die Information über ein breites Frequenzband ge­ splittet wird. Das Frequenzband ist viel breiter als die minimale Bandbreite, die zur Übertragung der Information, die gesendet wird, erforderlich ist.

In einem direkten, sequentiellen CDMA-System wird die Kommu­ nikation zwischen zwei Kommunikationseinheiten durch Split­ ting jedes übertragenen Signals über ein breites Frequenz­ band mit einem einzigen Benutzersplittcode durchgeführt. Hierdurch teilt eine Vielzahl von übertragenen Signalen die gleiche Frequenz. Die Fähigkeit eines solchen Systems, um zu arbeiten, ist auf der Tatsache begründet, daß jedes Signal speziell zeit- und/oder frequenzcodiert ist, um seine Tren­ nung und Wiedergabe bei dem Empfänger zu erleichtern. In besonderer Weise übertragene Signale werden aus dem Kommuni­ kationskanal durch Entsplitten eines Signals aus der Summe der Signale in dem Kommunikationskanal mit einem bekannten Benutzersplittcode zurückgewonnen, der dem speziellen Split­ ting, die durch den Sender vorgenommen wird, zugeordnet ist.

In dem Digital-Direkt-Folgesystem wird die Funkträgermodu­ lation nach dem Splitten der Information des Benutzers mit einer Digitalcodefolge durchgeführt, deren Bit-Rate viel höher als die Informationsrate ist. Eine Pseudo-Zufalls­ zahl (PN) wird als Code verwendet, um das Spektrum zu "splitten" . Der Empfänger kann durch Verwendung des glei­ chen, bekannten PN genau das empfangene Signal decodieren - gerade dann, wenn es durch gesplittete Signale von anderen Benutzern durchsetzt ist - und die Originalinformation re­ produzieren. Die Zahl der gleichzeitigen Benutzer, die in einem solchen System aufgenommen werden können, ist von der Größe des "Splittung" (Spreizung) des Spektrums abhängig, das eingesetzt wird.

Ein anderer Typ der gespreizten Spektrumskommunikation ist das "Frequenzspringen". Beim Frequenzspringen wird die Fre­ quenz des Trägers verschoben, wobei ein Muster verwendet wird, das durch eine Codefolge vorgegeben wird. Der Sender springt von einer Frequenz zu der anderen innerhalb eines vorgegebenen Satzes. Am Empfänger ist die Springfolge für den gewünschten Benutzer bekannt und ermöglicht eine Spur­ führung der Springübertragung des Benutzers. Periodisch wer­ den mehr als ein Signal des Benutzers auf dieselbe Frequenz fallen, wodurch eine Interferenz verursacht wird. Die Infor­ mationscodiertechniken (Fehlerkorrekturcodierung) werden dazu verwendet, um die Rekonstruktion der ursprünglichen Information zu ermöglichen, gerade dann, wenn ein Teil der übertragenen Bursts (Signalbestandteile) verloren ist. Es existieren auch Zeitsprung- und Zeitfrequenzsprungschemata, deren Übertragungszeiten durch die Codesequenz geregelt wer­ den.

Jedes der Mehrfachzugriffsysteme kann in zellularen Funkte­ lefon-Kommunikationssystemen verwendet werden. In zellularen Systemen beschränken verschiedene Faktoren die Leistungs­ fähigkeit. Üblicherweise wird beim Durchlaufen durch den Kanal ein übertragenes Signal infolge der Nichtlinearitäten und Fehlerhaftigkeiten in der Frequenzwiedergabe des Kanals verzerrt. Andere Quellen für eine Verschlechterung sind Rau­ schen (thermisch und durch die Person verursacht) und be­ nachbarte und Co-Kanal-Interferenzstörungen.

Neben typischen Quellen der Verschlechterungen, die vor­ stehend erwähnt sind, tritt der größere Anteil des Rauschens mit einem empfangenen Signal, das in einem Breitband­ spektrum-CDMA-System von den Signalen anderer Benutzer her­ rührt, auf, die in demselben Frequenzband, jedoch mit ei­ genen Benutzerspreizcodierungen übertragen werden. Ein Rausch-Leistungsanteil in Verbindung mit dem erwünschten, entsplitteten Signal besteht für jedes der anderen indivi­ duellen Signale der Benutzer. Die Größe des hinzugefügten Rauschens steht in direkter Relation zu der empfangenen Sig­ nalleistung von jedem der unerwünschten Signale. Ein uner­ wünschtes, empfangenes Signal, das stärker ankommt als das erwünschte Signal, trägt zu übermäßigem Rauschen bei. Des­ halb ist es wünschenswert, dynamisch die Leistung aller Be­ nutzer in einer solchen Art und Weise einzustellen, daß sie mit ungefähr der gleichen Leistung empfangen werden. Auf diese Weise wird die Zahl der Benutzer, die gleichzeitig mit demselben Spektrum an Ressourcen aufgenommen werden kann, maximiert.

In typischen Anwendungen würde es, um die benötigte Leis­ tungsregelung durchzuführen, für die am nächsten befind­ lichen Sender notwendig sein, ihre Leistung um 80 dB zu ver­ ringern, wenn sie mit der Leistung des weitesten Senders verglichen wird. Der Bereich der Leistungsregelung ist ex­ trem schwierig durchzuführen und kostenverhindernd.

Aus der DE 36 07 687 A1 ist ein Verfahren und eine Schaltungs­ anordnung zur Weiterschaltung einer in einer Zelle eines zellu­ laren Systems Funkverbindung in eine andere Funkzelle bekannt. Dazu wird in jeder ortsfesten Funkstation ein Zusatzempfänger angeordnet und nach einem Vergleich der Empfangsspannungen am Ausgang der Zusatzempfänger beim Unterschreiten eines festge­ legten Schwellwertes ein Umschalten auf jenen Zusatzempfänger vorgenommen, an dessen Ausgang die höchste Empfangsspannung festgestellt wird. Zur Vermeidung eines wiederholten Weiter- und Zurückschaltens bei hohen Gleichkanalstörungen werden in der beweglichen Teilnehmereinheit die für die Funkzellenzuord­ nung und damit für die Weiterreich-Entscheidung durchzuführen­ den Messungen nach Empfangsgütekriterien durchgeführt.

Aus IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 40, No. 2, Seite 303-312 ist es bekannt, in zellularen Kommunikationssy­ stemen, bestehend aus einer ortsfesten Basisstation und mobilen Teilnehmern ein Steuersignal von der Basisstation an den Teil­ nehmer auszusenden, welches verwendet wird, um eine geeignete Leistungssteuerung des uplenk-Signals durchzuführen.

Schließlich ist in der DE 40 01 810 C1 eine Energiesparschal­ tung für eine mobile Teilnehmereinheit vorgeschlagen worden, bei der die Sendeleistung in der mobilen Teilnehmereinheit in Abhängigkeit von der Empfangsfeldstärke des von der Basisstati­ on empfangenen Signals eingestellt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aufbau einer Kommunikation in einem aus Basisstation und mobiler Teilnehmereinheit bestehenden Kommunikationssystem sowie eine Basisstation und eine mobile Teilnehmer­ einheit zum Durchführen des Verfahrens anzugeben, bei denen die Erzeugung von Störsignalen weitgehend verhindert wird.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Eine Basisstation bzw. eine Teilnehmereinheit zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 9 bzw. 10.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm, das ein FDMA-Kommunikationsschema nach dem Stand der Technik darstellt;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, das ein Breitbandspektrum-Kommu­ nikationsschema nach dem Stand der Technik darstellt;

Fig. 3 zeigt eine abstrakte Zusammenstellung, die ein re­ konstruiertes Kommunikationssignal entsprechend eines Breitbandspektrum-Kommunikationsschemas nach dem Stand der Technik darstellt;

Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung einer zellularen Station;

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, das ein Breitbandspektrum-Kommu­ nikationsschema darstellt, das die vorliegende Erfin­ dung erläutert;

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung einer Zellen-Station, die das Breitband-Spektrumsschema der Fig. 5 ein­ setzt;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das ein anderes Breitbandspektrum- Kommunikationsschema darstellt, das die vorliegende Erfindung erläutert;

Fig. 8 ist ein Diagramm, das noch ein anderes Breitband­ spektrum-Kommunikationsschema darstellt, das die vor­ liegende Erfindung erläutert; und

Fig. 9 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Zuordnung der empfangenen Signalstärkeschwellwerte in einer Breit­ bandspektrum-Kommunikation darstellt.

Wie das Diagramm der Fig. 1 zeigt, ist allgemein mit 10 ein FDMA-Kommunikationsschema nach dem Stand der Technik darge­ stellt. In Fig. 1 bezeichnet die Abszisse die Frequenzwerte und die Ordinate ist den Amplitudenwerten zugeordnet. Eine Vielzahl von Signalen 12 ist in dem Diagramm 10 dargestellt. Idealerweise würde jedes Signal innerhalb eines unterschied­ lichen Frequenzbereichs 11 liegen. Ein Sender/Empfänger-Paar würde auf den Frequenzbereich 11 eingestellt und nur das Signal innerhalb dieses Bereiches empfangen.

In Fig. 2 stellt ein Diagramm, das allgemein mit 20 bezeich­ net ist, ein Breitbandspektrum-Kommunikationsschema nach dem Stand der Technik dar. In einem Breitbandspektrumsystem wird eine Kommunikation zwischen zwei Einheiten durch Spreizung jedes Signals über das Frequenzband des Kanals durchgeführt. Jedes Signal wird mit einem Splittcode (Spreizcode) eines einzelnen Benutzers gespreizt (gesplittet) . Dies ist in dem Diagramm 20 dadurch dargestellt, daß die Energie jedes der getrennten Signale entnommen und über den ganzen Kanal ver­ teilt ist. Die Höhe von 12′ ist für den empfangenen Leis­ tungspegel kennzeichnend. In der abstrakten Darstellung der Fig. 3 ist eines der Signale rekonstruiert. Wie zu sehen ist, bestehen einige Interferenzen (dargestellt durch den quer schraffierten Bereich), da die anderen Signale über denselben Frequenzbereich wie das rekonstruierte Signal ver­ teilt sind. Allerdings wird das Breitbandspektrumsschema so aufbaut, daß ein rekonstruiertes Signal 12 das Rauschen von anderen Signalen ausreichend übersteigt, so daß die Qualität des Signals 12 nicht herabgesetzt wird.

Um die Zahl der Benutzer für das Breitbandspektrumsschema zu maximieren, ist es erforderlich, daß jedes der Signale auf demselben Leistungspegel von dem Standpunkt des Empfängers (Zellen-Station) liegt. Ein Beispiel für ein zellulares Ge­ biet, das allgemein mit 40 bezeichnet ist, innerhalb eines zellularen Systems, ist in Fig. 4 angegeben. Das Gebiet 40 besteht aus einer Grenze 41, einer Basis-Station 42 und Be­ nutzern 43a und 43b. Wie dargestellt ist, ist der Abstand von dem Benutzer 43a zu der Basis-Station 42 größer als der Abstand von dem Benutzer 43b zu der Basis-Station 42. Des­ halb können die Signale, falls beide Benutzer auf demselben Leistungspegel verkehren, an der Basis-Station 42 sehr viel größer für den Benutzer 43b aufgrund seiner engeren Nähe sein.

Wie weiter oben ausgeführt, ist es, um die Zahl der Benutzer für das Breitbandspektrumsschema zu maximieren, erforder­ lich, Signale von gleicher Leistung zu haben, die an der Basis-Station 42 empfangen werden. Das schwächste Signal, das allgemein das Signal des am weitesten von der Basis- Station 42 entfernte Signal sein wird, würde alle anderen Signale auf den Leistungspegel des Benutzers 43a herab­ setzen.

In einem Betriebsverfahren sendet die Basis-Station 42 ein Steuersignal zu der Kommunikationseinheit des Benutzers 43b aus. Dieses Steuersignal bewirkt, daß die Einheit des Be­ nutzers 43b ihre Leistung verringert. Das Problem hierbei ist dasjenige, daß im Extremfall der Benutzer 43b die Leis­ tung seiner Einheit um die Größe von 80 dB verringern muß. Dieser Grad der Leistungsverringerung ist sehr schwierig durchzuführen und ist kostenverhindernd im Design der Kom­ munikationseinheit des Teilnehmers.

Um dieses Problem anzugehen und die Leistungsvarianz (Ein­ stellbarkeit), die erforderlich ist, zu reduzieren, liefert die Erfindung eine Lösung. Im wesentlichen teilt die Erfin­ dung das Kommunikationsspektrum in zwei oder mehr Kanäle auf; wobei jeder Kanal einem Signal zugeordnet ist, das auf der Leistung des Signals basiert. Ein graphisches Beispiel hierfür, das in einem Diagramm eines Breitbandspektrums­ schemas (zum Beispiel CDMA) allgemein mit 50 bezeichnet ist, ist in Fig. 5 dargestellt. Der Kanal nach Fig. 2 wurde in drei Kanäle S1-S3 unterteilt. Jeder Kanal besitzt eine Viel­ zahl von Signalen, die etwa den gleichen Betrag der Leistung innerhalb jedes Abschnitts aufweisen. In diesem Beispiel be­ sitzt Kanal S1 die höchsten Leistungssignale, danach folgt Kanal S3. Kanal S2 enthält Signale, die den niedrigsten Leistungspegel aufweisen.

Dies in die Praxis umgesetzt kann anhand des zellularen Ge­ biets der Fig. 6, das allgemein mit 60 bezeichnet ist, dar­ gestellt werden. Hierbei ist das zellulare Gebiet 60 mit zweiten Grenzlinien 41a und 41b dargestellt. Es ist hierbei anzumerken, daß dieses Beispiel auf der Annahme beruht, daß die Signale von den Einheiten, die näher zu der Basis 42 liegen, stärker sind als diejenigen von Einheiten, die wei­ ter weg liegen. Da Ausbreitungsanomalien und Einheiten, die unterschiedliche Leistungsausgangspegel aufweisen, auftre­ ten, ist dies nicht immer der Fall, der in der Praxis auf­ tritt.

Verglichen mit dem Schema der Fig. 5 mit dem des zellularen Gebiets der Fig. 6 würden Einheiten, die innerhalb des Be­ reichs innerhalb der Grenze 41b senden, in den Kanal S1 ge­ setzt werden, da diese die stärksten Signale besitzen. Sig­ nale von Einheiten zwischen den Grenzlinien 41a und 41b wür­ den in den Kanal S3 eingeordnet; und Signale von den Ein­ heiten außerhalb der Grenzen 41a würden in den Kanal S2 pla­ ziert. Deshalb würde das Signal des Benutzers 43b in dem Kanal S1 plaziert und das Signal des Benutzers 43a würde in dem Kanal S2 plaziert.

Bei der Verwendung dieses Schemas kann die Ausgangsleistung des Benutzers in seinem dynamischen Leistungssteuerbereich in der Mitte eingestellt werden. Da die Einheit den abge­ deckten Bereich des zellularen Gebietes durchquert, kann die Ausgangsleistung des Benutzers ihre obere Grenze der Leis­ tungssteuerung erreichen. Falls der empfangene Leistungspe­ gel unter dieses Niveau abfällt, würde der Benutzer zu einem Kanal hin geändert werden, der einen geringeren Empfangs­ signalstärkeschwellwert aufweist. In ähnlicher Weise kann die Leistung eines Benutzers ihre untere Grenze der Leis­ tungssteuerung erreichen. In dieser Situation würde die Ein­ heit zu einem Kanal hin geändert, der einen höheren Empfangssignalstärkeschwellwert aufweist. Als Ergebnis hier­ von würde ein Bereich von 20-30 dB eher ausreichend sein als ein erforderlicher Leistungsbereich in dem 80-90 dB-Bereich.

Wie vorstehend erläutert ist, wurde die vorstehende Diskus­ sion unter der Annahme vorgenommen, daß nähere Einheiten höhere Leistungssignale bilden, im Gegensatz zu denjenigen Einheiten, die weiter weg sind. In der derzeitigen Praxis erfordern die Leistungspegel nicht, daß sie auf einer geo­ graphischen Zuordnung basieren, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, sondern sie können auf der Leistung des empfangenen Signals basieren. Zum Beispiel kann das Signal von dem Be­ nutzer 43a ausreichend leistungsfähig sein, so daß es das System in den Bereich S3 einordnen würde. Alternativ kann das Signal von dem Benutzer 43b sehr schwach sein (zum Bei­ spiel dadurch, daß es aus einem Gebäude kommt oder durch ein Hindernis gestört wird) , wodurch das System dazu gebracht wird, das Signal in dem Kanal S2 zu plazieren.

Es stehen verschiedene Verfahren zur Bestimmung des zuge­ hörigen Kanals für einen bestimmten Benutzer zur Verfügung. In einem Verfahren, das vorstehend beschrieben wurde, würde die zellulare Station - basierend auf dem gemessenen, empfangenen Leistungspegel von dem Benutzer - einen Kanal auswählen, der einen Empfangssignalstärkeschwellwertpegel innerhalb des Leistungssteuerbereichs des Teilnehmers auf­ weist. In einem anderen Verfahren wird die zellulare Station die empfangene Signalstärkeschwellwertinformation für jeden Kanal, die an der Basisstation verfügbar ist, übertragen und den momentanen Leistungspegel für den Basissteuerkanal fest­ setzen. Die Einheit des Teilnehmers würde dann den empfange­ nen Leistungspegel des Steuerkanals messen und die Verlust­ leistung berechnen. Ein Kanal, der den empfangenen Leis­ tungspegel aufweist, würde dann ausgewählt werden, der die Übertragungsleistung der Einheit des Teilnehmers innerhalb seines dynamischen Bereichs setzen würde. Die Auswahl des Verfahrens, das verwendet wird, hängt von dem Status des momentanen Teilnehmers ab. Das erste Verfahren ist eher pas­ send zur Plazierung der Einheit innerhalb ihres Leistungs­ steuerbereichs innerhalb des zellularen Gebiets, wenn die aufgebauten Verbindungen in Betrieb sind oder wenn die Ein­ heit in ein anderes zellulares Gebiet in einem System über­ geben wird. Das zweite Verfahren ist eher geeignet für den ersten Zugriff des Teilnehmers zu dem System zu Beginn der Kommunikation.

Wenn eine anfängliche Kanalzuweisung erfolgt ist, kann die Sendeleistung der Teilnehmereinheit wie benötigt eingestellt werden, um das Signal, das in dem Gebiet erhalten wird, an oder nahe dem passenden, empfangenen Signalstärkeschwellwert zu halten. Falls sich der Teilnehmer näher zu der Station bewegt und nicht in der Lage ist, seine Sendeleistung aus­ reichend zu verringern, um eine passende Empfangssignal­ stärke aufrechtzuerhalten, kann das Signal dann von einem Kanal zu einem anderen Kanal verschoben werden, der einen höheren Empfangssignalstärkeschwellwert aufweist.

In einer praktischen Ausführungsform des Breitbandspektrum- Kommunikationssystems der Fig. 5 ist es in höchstem Maß er­ wünscht, die Schwellwerte für die Einstellung der Kanäle so festzusetzen, daß sie nicht stark voneinander abweichen. Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß verschiedene Schwell­ werte zusätzliche Erfordernisse der Beschränkung der Seiten­ bandenergie von modulierten Signalen in benachbarten Kanälen mit sich bringen; und verbesserte Filteranforderungen in den Empfängern, um Signale auf den erwünschten Kanälen von be­ nachbarten Kanalsignalen auszufiltern, die auf höhere Empfangsleistungspegeln liegen. Fig. 9 beschreibt ein Ver­ fahren zur Auswahl der Schwellwerte, um die Interferenzen von stärkeren, benachbarten Kanalsignalen zu reduzieren. Da es allgemein nicht bekannt ist, welche Interferenz von Funk­ diensten in benachbarten Frequenzbändern zu erwarten ist, die entsprechend Fig. 9 organisiert sind (zum Beispiel Bil­ dung hoher Schwellwertleistungspegel für Kanäle s1 und s9, die am nächsten zu den Systembandgrenzen liegen), werden diese Kanäle weniger empfindlich für Interferenzen. Die stärker empfindlichen Kanäle s4-s6, die die niedrigsten Leistungspegelschwellwerte besitzen, werden in dem System in der Mitte zentriert, wo benachbarte Kanalinterferenzen durch das System gesteuert werden.

Wie jetzt die Fig. 7 zeigt, ist eine Graphik angegeben, die allgemein mit 70 bezeichnet ist, die ein anderes Breitband­ spektrum-Kommunikationssystem, das die vorliegende Erfindung erläutert, darstellt. In der Darstellung 70 ist ein Breit­ band-Spektrumsschema, so wie es in Verbindung mit Fig. 5 erforderlich ist, in einer TDMA-Ausführung auf einen Breit­ bandspektrumskanal angewendet. In der Graphik 70 ist jetzt als Ordinatenwert die Zeit gegenüber der Frequenz darge­ stellt. Hierbei wurde eine bestimmte Frequenz in jeweilige Zeitschlitze T₁-T₃, 71-73 unterteilt. Jeder Zeitschlitz ist ein Zeitteilungskanal und er ist einem bestimmten Leistungs­ pegel zugeordnet. Wenn ein Kommunikationssignal an der Ba­ sisstation empfangen wird, wird es, in Abhängigkeit der Leistung des empfangenen Signals, einem bestimmten Zeit­ teilungskanal 71-73 zugeordnet. Wiederum kann das Signal durch die Basisstation gesteuert werden, um die Leistung anzuheben/abzusenken, um passender den Leistungspegel des Zeitteilungskanals zu treffen, in dem es plaziert wird.

In Fig. 8 ist ein anderes Diagramm angegeben, das allgemein mit 80 bezeichnet ist, das ein anderes Breitbandspektrum- Kommunikationsschema darstellt, das die vorliegende Erfin­ dung erläutert. Bei der Darstellung 80 handelt es sich um eine dreidimensionale Darstellung, die eine Zeit aufweist, die als dritte Dimension hinzugefügt ist. Die Darstellung 80 stellt eine Kombination der Darstellungen der Fig. 5 und 7 dar. Hierbei ist der Kommunikationskanal in Frequenzband­ breitensegmente S1-S3 unterteilt. Jedes Frequenzbandbreiten­ segment ist in Zeitschlitze T₁₁-T₃₃ unterteilt. Durch Zu­ ordnung eines unterschiedlichen Leistungspegels zu jeder Segment/ Schlitzkombination kann das Kommunikationssystem ankommende Signale an Segment/Schlitzorte übertragen, die besser den Leistungspegel des ankommenden Signals treffen.

Deshalb wird es für einen Fachmann ersichtlich, daß die vor­ liegende Erfindung ermöglicht, den dynamischen Leistungs­ steuerbereich, der für ein Breitbandspektrum-Kommunikations­ signal erforderlich ist, in großem Maße zu reduzieren. Diese Maßnahme ermöglicht die Verwendung von einfacheren und billigeren Sende/Empfängeranordnungen, wobei auch die Systemkapazität maximiert wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Aufbau einer Funkverbindung zwischen einer Teilnehmereinheit (43a, 43b) und einer Basisstation (42) über einen ausgewählten Kommunikationskanal aus einer Vielzahl von Kommunikationskanälen (S1-S3) in einer Zelle (41) eines zellularen Kommunikationssystems mit den folgenden Schritten:
Empfangen eines von der Basisstation der Zelle gesendeten Informationssignals in einer Teilnehmereinheit (43a, 43b), welches Informationen über einen Empfangssignalstärkeschwellwert für jeden für die Teilnehmereinheit verfügbaren Kommunikationskanal besitzt wobei wenigstens zwei Kommunikationskanälen ein bestimmter, unterschiedlicher Empfangssignalstärkeschwellwert zugeordnet ist;
Auswählen eines Kanals für die Verwendung durch die Teilnehmereinheit aus der Vielzahl von Kanälen auf der Grundlage des empfangenen Informationssignals;
Einstellen des Sendeleistungspegels der Teilnehmereinheit derart, daß die an der Basisstation empfangene Signalstärke auf den Empfangssignalstärkeschwellwert des ausgewählten Kanals abgestimmt ist.

2. Verfahren zum Aufbau einer Funkverbindung zwischen einer Teilnehmereinheit (43a, 43b) und einer Basisstation (42) über einen ausgewählten Kommunikationskanal aus einer Vielzahl von Kommunikationskanälen (S1-S3) in einer Zelle eines zellularen Kommunikationssystems mit den folgenden Schritten:
Messen der Signalstärke eines von einer Teilnehmereinheit an die Basisstation ausgesandten Signals und Bestimmen des Leistungsverlusts des Signals,
Auswahl eines Kommunikationskanals für die Teilnehmereinheit aus der Vielzahl der Kanäle auf der Grundlage der gemessenen Signalstärke in der Basisstation und eines dynamischen Leistungsübertragungsbereichs der Teilnehmereinheit, wobei wenigstens zwei Kommunikationskanälen ein bestimmter, unterschiedlicher Empfangssignalstärkeschwellwert zugeordnet ist,
Einstellen des Sendeleistungspegels der Teilnehmereinheit derart, daß die an der Basisstation empfangene Signalstärke auf den Empfangssignalstärkeschwellwert des ausgewählten Kanals abgestimmt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationskanäle (S1-S3) Frequenzmultiplexkanäle sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationskanäle (S1-S3) Zeitmultiplexkanäle sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationskanäle Zeitmultiplex- und Frequenzmultiplexkanäle sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationskanäle Streuspektrumkommunikationskanäle sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuspektrumkommunikationskanäle Direktsequenzcodemultiplexkanäle mit Vielfachzugriff sind.

8. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitmultiplexkanäle Frequenzsprungcodemultiplexkanäle mit Vielfachzugriff sind.

9. Basisstation zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Kommunikation zwischen der Basisstation (42) und den Teilnehmereinheiten (43a, 43b) in einem räumlichen Gebiet über einen Kommunikationskanal (S1-S3) erfolgt und die Basisstation eine Einrichtung aufweist, welche den Kommunikationskanal auswählt.

10. Teilnehmereinheit zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der diese eine Einrichtung aufweist zur Auswahl des Kommunikationskanals.