Man skulle kunna tro att den bråda tidtabellen för att bygga 3G-näten har gjort att mobiloperatörerna lagt vidareutveckling och utbyggnad av GSM-nätet på is. Men så är inte alls fallet.

- Trafiken i nätet fortsätter ju att öka, även om det inte riktigt är med samma takt som under rekordåren. Särskilt i Stockolm fortsätter förtätningen, berättar Erik Lindkvist, chefsradioingenjör på Tele2.

Lång räckvidd problem
När kapaciteten blir ett större problem än täckningen blir paradoxalt nog lång räckvidd ett problem i GSM-näten. Tele2:s första basstationer i Stockholm är sedan länge övergivna, och på andra platser kryper antennerna längre ner på masterna eller riktas neråt för att inte nå lika långt.

Det begränsade antalet frekvenser gör att man vill ha så litet överlappning som möjligt för att kunna planera näten. Den etablerade cellplaneringen i dag går på ett så kallat 4/12-mönster. Varje basstation har tre 120-gradersantenner med var sin frekvens, och basstationerna placeras i grupper om fyra som var och en har egna frekvenser. Detta mönster upprepas sedan så att ingen överlappning med samma eller bredvidliggande frekvens sker.

Varje frekvens har åtta tidsluckor varav en går åt till administrativ trafik som uppkoppling av samtal. De övriga sju räcker åt ett telefonsamtal vardera. Tillgängligheten mäts i erlang, vilket i det här fallet är antal spärrade samtal per timme. Vid 2,84 erlang, vilket ungefär motsvarar 2 procents risk att du inte får någon samtalston, är det dags att uppgradera kapaciteten.

Fler frekvenser till basstationen
Det enklaste sättet att uppgradera kapaciteten är att lägga till fler frekvenser till basstationen. Tele2 har 36 frekvenser i 900 MHz-bandet och 54 i 1800 MHz-bandet. Problemet är att 1800-frekvenserna har helt andra signalegenskaper och utbredningsmönster, så man kan inte addera 1800-frekvenser till 900-basstationer hur som helst. Att blanda 900 och 1800 på samma station kan innebära rena mardrömmen för cellplaneringen.

- Vi har kört i bil 100-tals mil längs med Stockholms vägar, och vridit och lutat antenner för att överlämningen ska funka så bra som möjligt från plats till plats, berättar Ulf Sandberg.

Dessutom tillåter GSM-standarden bara att man lyssnar på 32 intilliggande frekvenser för att avgöra vilken sändare som är starkast.

- Tittar man i Stockholm är det inte ovanligt att varje basstation har 24 grannfrekvenser bara i 900-bandet. Med 1800-bandet blir 32 en för liten siffra, förklarar Ulf Sandberg, radioingenjör på Tele2.

Egen lösning
Tele2 har tillsammans med leverantörerna Allgon och Motorola utvecklat en egen lösning för detta problem, som de kallar coincident handover. Det första steget var att ta fram en antenn som ger samma lobform för 900 och 1800, bara det en ingenjörsbragd enligt Tele2, utförd av Allgon. Signalen blir dock fortfarande svagare från 1800-frekvenserna, särskilt vid gränsen för basstationens räckvidd. Där räknar Tele2 med att 1800-frekvenserna är 10 dB svagare än 900-frekvenserna.

Steg två är att se till att basstationen bollar över all trafik som över huvud taget går att köra på 1800-bandet. Bara om det är helt fullt eller mottagningen sjunker under acceptabel nivå tar 900-bandet hand om samtalen.

- En fördel för oss är att det ger oss extremt bra uttnyttjandegrad för 1800-bandet. Vi kan köra tills vi får 100 procents spärr, mot den normala gränsen på två procent, säger Ulf Sandberg.

Olika överlämningspunkter
Normalt mäter en mobiltelefon sändarstyrkan på samtliga kringliggande stationer, och kopplar över till den som har bäst signalstyrka. I en cell med både 900 och 1800-bandet skulle det kunna leda till en hel del bollande fram och tillbaka, och olika överlämningspunkter beroende på vilket band telefonen använde.

Steg tre är därför att definiera kringliggande stationer så att 1800-frekvenserna räknas som "kringliggande" enbart för 900-frekvenserna på samma basstation. All överlämning sker till kringliggande 900-band, som sedan skickar trafiken vidare till 1800-bandet. När signalstyrkan mäts för att avgöra vilken som är starkast mäter man också bara i 900-banden, även om samtalet för närvarande ligger på en 1800-frekvens.

Resultatet är ett system där basstationen utåt sett ser ut som en vanlig 900-bandscell, och där 1800-bandsfrekvenserna fungerar som extrakapacitet. Mottagningen kan bli något sämre vid gränsen för räckvidden eftersom 1800-bandet används så ofta det går även om signalstyrkan skulle vara bättre i 900-bandet, men systemet håller ändå koll på att signalkvaliteten inte blir för dålig.

- Vi är verkligen jättenöjda med resultatet, säger Ulf Sandberg.

Bättre överlämning
Själva överlämningen mellan basstationerna lämnar i bland mycket i övrigt att önska, och även här har Tele2 gjort egna förbättringar. Normalt sett sker överlämningen först efter att signalstyrkan på den nya stationen har 5 dB bättre signalstyrka i minst 4 sekunder.

Detta för att undvika pingpongeffekter på gränsen mellan två celler. Men det kan också leda till oönskade situationer. Om den ena basstationens mottagning dyker fort kan samtalet tappats trots att den nya stationen har god mottagning. Och om den nya stationen ligger konstant på 4 dB mottagning sker aldrig någon överlämning, trots att mottagningen är bättre.

- Jag uppskattar att 95 procent av de kvalitetsproblem man har i näten beror på att samtalet inte ligger på den starkaste sändaren, anser Erik Lindkvist.

Multiplicerar
Tele2:s lösning innebär att man i stället multiplicerar tiden och signalstyrkan för att avgöra när det är dags att lämna över. Om styrkeförhållandet är 20 dB sker överlämningen redan efter en sekund. Och om skillnaden ligger stadigt på 4 dB sker överlämningen ändå efter 5 sekunder.

I dag ligger fokus på att få GSM att samexistera med 3G-näten - och samverka.

I Tele2:s framtid är det en självklarhet att en 3G-telefon ska kunna lämna över samtalet utan avbrott till GSM-nätet.

- Som vi ser det är det ett måste att 3G-telefonerna är dual-band för GSM från dag ett, slår Erik Lindkvist fast.

Elias Nordling