TIME DIVISION MULTIPLEX METHOD FOR A DIGITAL CELLULAR RADIO SYSTEM

Abstract: 1. Time division multiplex method for a digital cellular radio system with fixed transmitting-receiving stations and with mobile transmitting-receiving stations which can exchange digital communications, which are spread by a set of orthogonal symbol codes each introduced by a synchronising preamble, with the fixed stations by radio in time division multiplex with multiple access, wherein several fixed stations are controlled from one master station, of which in turn several are connected by a relay station with a telephone dialling network, characterized thereby, that the synchronising preamble is prolonged, that the entire channel burst reply in each received time slot is determined and stored in the receiving stations according to amount and phase through correlation of the incoming with the stored synchronising preamble and that the received communications signals are correlated with the channel burst reply thus determined and stored.

Description: Digitales Zellenfunksystem mit Zeitmultiplex Die Erfindung betrifft ein digitales Zellenfunksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs l, wie es aus der DE-OS 31 18 018 und der DE-OS 31 39 408 bekannt ist. Zellenfunksysteme, z. B. für den öffentlichen beweglichen Landfunk, benötigen für die Funkübertragung zwischen den mobilen Teilnehmern und den Feststationen Je nach Verkehrsaufkommen eine grössere Zahl von Kanälen pro Feststation. Bei den herkömmlichen realisierten Verfahren sind dies Frequenzkanäle (FDMA). In der DE-OS 31 18 018 ist ein Zeitmultiplexverfahren (TDMA) vorgeschlagen, so dass an die Stelle der Frequenzkanäle Zeitkanäle (Zeitschlitze) zur Übertragung der verschiedenen gleichzeitigen Gespräche treten. Die Übertragung im Zeitschlitz erfolgt digital mit einem orthogonalen Zeichensatz tci(t)J . Damit ist eine Spektrumsverbreiterung verbunden (Spreizung). Diese ermöglicht es, mit Hilfe von Empfangskorrelatoren für die einzelnen Zeichen des Zeichensatzes eine zeitliche Auflösung der einzelnen Wellen im Mehrwegeempfangsfeld zu erreichen und dadurch die Intersymbolinterferenz trotz hoher Übertragungsrate zu vermeiden. Weitere Einzelheiten können der zitierten Offenlegungsschrift entnommen werden. Wegen der Spreizung zur Auflösung des Mehrwegeinterferenzfeldes benötigt das TDMA-Verfahren mehr Bandbreite pro Kanal als vergleichbare FDMA-Verfahren. Dieser Nachteil lässt sich ausgleichen durch Verkleinerung des örtlichen Frequenzwiederholabstandes. An die Stelle des üblichen 7-er Schemas der Zellen-Clusterung wird ein 1-er oder 3-er Schema gesetzt. Die verminderte örtliche Entkopplung der Funkzellen mit gleichen Kanälen muss dann durch eine erhöhte Gleichkanalunterdrückung des Modulationsverfahrens ausgeglichen werden. Diese Forderung kann in gewissen Grenzen als Nebeneffekt der Spektrumsspreizung realisiert werden. Gemäss dem Stand der Technik werden fremde Gleichkanalsignale in den Kmpfangsstationen dadurch mehr oder weniger unterdrückt, dass die Empfangszeitpunkte der einzeln aufgelösten Pfade des Nutzsignals (Mehrwegeprofil bzw. Kanal stossantwort) mit denen des nichtsynchronisierten Fremdsignals in der Regel nicht oder nicht vollständig übereinstimmen. Nach der DE-OS 31 39 408 werden die Beträge der herausragenden Maxima des Mehrwegeprofils hinter den Empfangskorrelatoren für die einzelnen Zeichen integriert. Es wurde auch vorgeschlagen, die Integration kohärent vorzunehmen. Im Interesse einer hohen Frequenzökonomie ist anzustreben, dass die Gleichkanalunterdrückung möglichst gross ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein digitales Zellenfunksystem der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass mit geringem Aufwand eine erhöhte Gleich kanalunterdrückung erfolgt. Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Dio weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausführungen der Erfindung. Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert. Um die gesamte empfangene Signaienergie zusammenzufassen, ist es besser, statt der Integration der Maxima eine Korrelation mit der Kanalstossantwort vorzunehmen, wie es die Erfindung vorsieht. Dabei werden sämtliche aufgelösten Zellen der dispergierten Kanalstossantwort h(t) nach Betrag (Gewichtung) und Phase (Kohärenz der Integration) für das Signal verwendet. Jede in einem Zeitschlitz übertragene digitale Nachricht ist durch eine Synchronisationspräambel mit guten Autokorrelationseigenschaften eingeleitet. Diese Präambel ist auch in den Empfangsstationen gespeichert. Die Kanal stossantwort h(t) wird durch Korrelation der einlaufenden mit der gespeicherten Synchronisationspräambel ermittelt und gespeichert. Um dies auch bei Gleichkanalstörungen hinreichend genau ausführen zu können, muss die Präambel verlängert werden, z. B. auf 256 Chip. (1 Chip = 1 Bit des gespreizten Signals). Sämtliche Korrelationsvorgänge werden in einem digitalen Signalprozessor durchgeführt. Die ermittelte Kanalstossantwort liegt also mit der gleichen Abtastrate vor, wie das Signal. Das erfindungsgemässe Zellenfunksystem arbeitet vorzugsweise mit Restseltenbandmodulation und Quadraturempfängern. Daher ist auch die ermittelte Kanalstossantwort komplex. Sie enthält den Einfluss des Funkkanals einschliesslich der Wirkung der Sende- und Empfangsfilter und der Auswirkung der Restseitenbandmodulation. Erfindungsgemäss wird nun das empfangene Signal b(t) mit der ermittelten und gespeicherten Kanalstossantwort h(t) korreliert, wodurch die vorgenannten Einflüsse in weitem Umfang unterdrückt werden. Um Operationen im digitalen Signalprozessor zu sparen, erfolgt diese Korrelation t(t) = ¯s(t)8h(t) vor der Korrelation mit dem Zeichensatz fci(t)j . Sie braucht dann nur einmal durchgeführt zu werden. Die Hauptersparnis ergibt sich daraus, dass dann die Korrelationsfunktion Zi pro Zeichencode ci nur für einen Zeitpunkt berechnet werden muss: EMI4.1 (Als gesendet wird dasjenige Zeichen geschätzt, dessen Referenzcode ci den maximalen Korrelationswert ZMax ergibt). Zur weiteren Entkopplung verwenden in Weiterbildung der Erfindung benachbarte Zellen unterschiedliche Synchroncodes (Präambeln). Empfangsstationen haben alle diese Codes gespeichert. Bei der ersten Kontaktaufnahme zwischen mobilen und ortsfesten Stationen müssen sämtliche Synchroncodes durchprobiert werden. Um dies zu vermeiden, kann aber auch in Organisationszeitschlitzen ein gemeinsamer Synchroncode beibehalten werden, wobei dann benachbarte Zellen zeitlich entkoppelt werden müssen. Die Korrelation mit der Kanalstossantwort entspricht dem matched filter Konzept. Dies ergibt den optimalen Empfänger, wenn die Störung weisses Gausssches Rauschen ist. Da die Störung durch benachbarte Zellen, in denen die gleichen Zeitschlitze verwendet werden, nicht von vornherein diese Voraussetzung erfüllt, ist es zweckmässig sie anzunähern durch Verwendung unterschiedlicher Zeichen codesätze in benachbarten Zellen, wie in der DE-OS 31 18 018 bereits vorgeschlagen. Im Idealfall tritt dann die Störung nach der Zeichenkorrelation wie Rauschen auf und wird mit dem vollen Prozessgewinn des Korrelators unterdrückt. In der Realität lassen sich allerdings keine vollständig entkoppelten (nicht korrelierende) Sätze von Codes finden, so dass die Störung etwas grösser ist. Durch die Verwendung dieses Codemultiplexes wird die näherungsweise Orthogonalisierung von Nutzsignal und Störsignal, die ja teilweise schon durch die unterschiedlichen Kanalstrukturen erzeugt wird, verbessert. Bei stark dispersiven Kanälen (Kontinuum sehr vieler Pfade) ist die Massnahme nicht nötig. Eine weitere Verbesserungsmassnahme', die aber wegen ihres höheren Rechenaufwandes im SignAlprozessor nur als Rückfallebene anzusehen ist, besteht in der Verwendung der Kanalstossantworten sowohl des Nutzsignalkanals, als auch der störenden Kanäle. Bei Verwendung unterschiedlicher Präambeln in benachbarten Zellen kann die Kanalstossantwort für alle umgebenden Zellen, die gleiche Kanäle (Zeitschlitze) benutzen, vom Empfänger ermittelt werden. Es ist dem Empfänger daher möglich, die optimale Übertragungsfunktion für ein bekanntes Nutzsignal (Zeichensatz) in Gegenwart von Störungen mit bekannter Struktur zu ermitteln. Im Anwendungsfall wird mit einer Ka'ialstossantwort korreliert, die aus der des Nutzkanals hervorgeht, indem alle Stellen, wo die Summe der Störer besonders stark ist, entsprechend abgesenkt werden.

Claims: Patentansprüche 1. Digitales Zellenfunksystem mit ortsfesten Sende/Empfangsstationen und mit beweglichen Sende/Empfangsstationen, die huber Funk im Zcitmultiplex mit Vielfachzugriff mit den ortsfesten Stationen digitale, jeweils durch eine Synchronisationspräambel eingeleitete Nachrichten, die mit einem Satz von orthogonalen Zeichencodes gespreizt sind, austauschen können, wobei mehrere ortsfeste Stationen von einer Leitstelle gesteuert werden, von denen wiederum mehrere mit einer Uberleiteinrichtung zu einem Fernsprechnetz verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationspräambel verlängert ist, dass in den Empfangsstationen in jedem empfangenen Zeitschlitz die gesamte Kanalstossantwort nach Betrag und Phase durch Korrelation der einlaufenden mit der gespeicherten Synchronisationspräambel ermittelt und gespeichert wird, und dass die empfangenen Nachrichtensignale mit der so ermittelten und gespeicherten Kanalstossantwort korreliert werden. 2. Digitales Zellonfunksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelation mit der Kanalstossantwort vor der Korrelation mit den orthogonalen Zeichencodes erfolgt. 3. Digitales Zellenfunksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Zellen unterschiedliche Synchronisationspräambeln aussenden. 4. Digitales Zellenfunksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Zellen unterschiedliche Sätze von orthogonalen Zeichencodes verwenden. 5. Digitales Zellenfunksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Empfangsstationen die Kanalstossantwort für alle empfangenen Zellen, die gleiche Zeitschlitze benutzen, ermittelt wird, und dass in der Kanalstossantwort des Nutzkanals alle Stellen, wo die Summe von Störern besonders gross ist, entsprechend abgesenkt werden.

Inventors: KUCHENBECKER, HANS-PETER, DR.-ING., SCHALLER, WOLFGANG, DR.-ING.
Applicants: LICENTIA PATENT-VERWALTUNGS-GMBH
Application year: 1984
Main classification: H04Q7
IPC codes: H04B1, H04W88