Om den långa och tuffa kampen om GSM- standarden och om den oväntade segraren. (original) (raw)

Pionjärerna

Innehåll

Kapitel 6

I december 1986 var televerken i Sverige, Danmark och Norge mogna att lansera NMT 900. Särskilt från dansk sida drev man på. Danmark är litet och tät­befol­kat, och den snabba abonnent­till­ström­ningen pressade nätkapaciteten till det yttersta.

I en dansk studie konstaterades att även om man återanvände varje frek­vens­kanal maximalt inom Danmarks gränser, gick det med den befintliga cellstrukturen inte att pressa in till­räckligt mycket kapacitet i NMT 450. Dess­utom talade abonnenterna dubbelt mer än prognostiserat.

I Danmark kunde från början 80 procent av landytan täckas av systemet, medan man i de övriga nordiska län­derna inledningsvis fick nöja sig med täckning bara i de större städerna.

I Finland togs NMT900-nätet i kom­mersiell drift i mars 1987. Tele Finland hade redan tidigt, i december 1984, beställt en växel för NMT 900 av Nokia. Det var den första NMT-växel som Nokia tillverkade och den togs i bruk enligt tidplan i oktober 1986, men inte i Finland utan i Turkiet. Nokia hade fått en brådskande beställning på ett tur­kiskt NMT-nät och hade bara denna enda växel att leverera. Tele Finland fick vänta.

För Tele Finland kom det turkiska NMT-projektet att få betydelse för framtiden. Nokia lånade nämligen in Tele Finlands Raine Mönkkönen som konsult, för att planera och bygga NMT-nätet i Turkiet. Mönkkönen bodde av detta skäl i Ankara i två och ett halvt år

Fyra av personerna bakom Nokias digitala växel DX 200, som var grunden för Nokias NMT-växel, samlade många år efteråt i tekniska museet i Helsingfors. Från vänster Heikki Ahava, Kaj Lindén, Lauri Melamies och Keijo Olkkola.

och arbetade upp kontakter som hans kolleger senare kunde bygga sitt sälj­arbete i Turkiet på.

Inför GSM-avgörandet

1986 var också året då de fyra fransk­tyska utvecklingsprojekten inom digital radioteknik skulle leverera sina slut­förslag. Det beslöts att utvärderingen skulle ske inom ramen för GSM, där en av arbetsgrupperna redan hade definie-

Televerkets generaldirektör Tony Hagström ringer det första officiella samtalet med NMT900 i Sverige i december 1986.

Post & Teles generaldirektör Pekka Tarjanne ringer det första officiella samtalet med NMT900 i Finland i mars 1987.

rat metodologin för ett test.

De fransktyska kandidaterna repre­senterade industriföretagen Alcatel/
SEL, LCT, Philips och Bosch. GSM-gruppen gjorde klart att också förslag från övriga kandidater var välkomna. Till testplats utsågs det franska tele­verkets laboratorier nära Paris i slutet av året.

”Först nu insåg vi i Norden allvaret i det fransktyska samarbetet”, säger Östen Mäkitalo. ”Vi var tvungna att snabbt skaka fram egna kandidater. Allra viktigast var att GSM skulle kunna använda samma infrastruktur som NMT‑systemet. För oss blev det livs­viktigt att vinna den här tävlingen”, säger han.

På nordiskt håll anmälde sig Tele­verket, ERA (Ericsson Radio Systems),

Mobira (Nokia) och det lilla norska laboratoriet ELAB, knutet till Norges tekniska högskola och företrätt av Tor­leiv Maseng, som kandidater.

Under hösten försökte Östen Mäkitalo forcera arbetet på sitt laboratorium. Konceptet fick namnet MAX (Mobile Access Extension) och hade tio TDMA-kanaler per bärvåg. Man fick dock inte detta att fungera med tillräckligt bra prestanda. Framför allt gick det inte att få fram den nödvändiga utjämnaren (decision feedback equalizer, DFE) vid demoduleringen av radio­signalen.

Östen ringde sina kolleger på Mobira och ERA och frågade hur långt de hade kommit. Alla arbetade med praktiskt taget identiska lösningar med samma typ av utjämnare, men ingen av dem var färdig.

”Jag befarade då att ingen skulle hinna få fram utjämnaren. Under all­helgonahelgen beslöt jag att avbryta vårt projekt och satsa den återstående tiden på ett alternativt koncept, där tidsdis­persionen inte skulle ha så stor effekt och utjämnaren inte spela så stor roll.”

”Vi ville absolut inte ge walk-over, men vi kunde heller inte berätta för GSM-gruppen hur oprövad vår lösning var. Då hade vi inte tillåtits delta”, säger Östen Mäkitalo.

Ännu i bussen på väg till Paris arbe­tade gruppen med detaljerna. Ett ovän­tat problem mötte i tullen. Bussen var full med mätinstrument och de franska tullmyndigheterna krävde att sällskapet skulle visa att licenserna för instrumen­ten var i ordning. I sista stund släpptes Televerkets folk dock i väg.

Jan Uddenfeldt till höger och hans team inför GSM-testerna i Paris. Från vänster Ralph Löfdahl, Gustav Brismark, Jan-Erik Stjernvall, Sven Ekemark, Torbjörn Mattsson, Krister Raith, Leif Bertholdson, Gunnar Bäckström och Per Vollmer.

Avgörande Paristest
med åtta tävlande

Testerna blev dramatiska och blev ett vägskäl för hela den kommande mobil­telefonutvecklingen. Testerna ägde rum under åtta veckor, en vecka per kandi-

dat. ELAB skulle egentligen ha kommit först i ordningen, men en begäran om att få vänta till sist accepterades av de övriga. ELAB var sällskapets Benjamin och kunde behöva de sju veckorna extra för sitt utvecklingsarbete.

En och annan drog på munnen åt ELAB, bestående av Torleiv Maseng och hans kollega Odd Trandem: ”Since ELAB is attached to a Technical insti­tute and has no manufacturing capa­bility, it would appear to have little

Det var inte enkelt för mediefolket att få grepp om radiotesterna i Paris, men den här illustrationen har levt vidare bland några av dem som var med.

chance of success”, skrev tidskriften Communications System Worldwide i ett höstnummer.

Torleiv Maseng berättar att Odd och han för sin del med viss förundran betraktade hur kandidaterna från de stora firmorna kom med hela karavaner av lastbilar. Deras egen utrustning rymdes i två små trälådor.

Kriterierna för GSM-specifikationerna hade alltså bestämts tidigare. Det system som valdes måste vara väsentligt bättre än existerande analoga system i åtminstone ett avseende och minst lika bra som dem i övrigt.

Det framgick att två av de fransktyska kandidaterna byggde sina förslag på bredbands-TDMA (kanalbredd 2 MHz), de två övriga på smalbands-TDMA (kanalbredd 300 kHz). Alla nordiska system byggde på smalbands-TDMA.

Paristesterna visade snabbt att den digitala lösningen var överlägsen den analoga och att ljudkvaliteten vid en

Odd Trandem på ELAB i Trondheim.

hastighet på 13,4 kbps höll den nivå som krävdes som standard i de publika fasta näten. ”Det var en grundläggande fråga som hade legat oavgjord på bordet i GSM-arbetet i över fyra år, och med detta var den äntligen löst”, säger Thomas Haug.

Oväntad segrare

Segraren i Paris blev… ELAB. Det som avgjorde saken var att Torleiv Maseng hade fått fram den bäst fungerande utjämnaren.

Maseng hade ett hemligt vapen i Viterbis algoritm. Denna presenterades av den italiensk-amerikanske ingenjören Andrew Viterbi 1967 och har med åren fått användning i många sammanhang. Masengs förtjänst var att hitta dess tillämpning som kanalutjämnare.

Hur kom Maseng fram till det?

”Jag hade genom finansiering från det norska televerket under fyra år fått möjlighet att testa olika idéer. Vid den här tiden betraktades radioreflexerna

Odd Trandem med prototypen för en GSM-terminal på ryggen.

som ett stort problem, men jag såg att de också innebar en möjlighet efter­som de erbjöd diversitet. Det var där Viterbi­algoritmen kunde tillämpas, förutsatt att man mätte kanalen hela tiden, unge­fär som en radar”, säger Torleiv Maseng.

Maseng och hans kollega Odd Trandem hade också en medhjälpare i superdatorn Cray, som Norges kung Olav hade skänkt till högskolan på dennas 75-årsdag.

”När vi åkte ner till Paris för våra tester var vi säkra på att vinna”, säger Torleiv Maseng. Framför allt var ELAB:s system bäst på att hantera det signalkaos som uppstår då radiosigna­lerna reflekteras och studsar mot bygg-

’Kanske vann vi för att vi kunde leka mer än de övriga’, säger Torleiv Maseng, segrare i testerna i Paris.

nader och andra hinder i topografin.

”Kanske vann vi för att vi kunde leka mer än de övriga. Konkurrenterna hade stora, tunga projektorganisationer och ett starkt krav på sig att tjäna pengar”, säger Torleiv Maseng.

Maseng var en populär segrare såtill­vida att han inte representerade någon stor tillverkare. ELAB:s vinst basunera­des ut som en seger i världsmästerska­pen i teknik, men det intressanta var att de nordiska lösningarna alla låg nära varandra.

För de politiskt hårt uppbackade fransktyska kandidaterna var resultatet en svår motgång. Ett grundproblem

var att deras bredbands-TDMA-lös­ning var lämpad för storstäder, men oekonomisk för användning i glest befolkade områden. Här gick en tydlig skiljelinje mellan nordborna och de övriga. I Norden var det självklart att försöka täcka in hela befolkningen, men i Frankrike och Tyskland var det inte prioriterat.

Politiskt spel och nattmackor

Men även om det tekniska GSM-slaget i och med Paristesterna var över, så återstod det politiska. Och nu låg mycket prestige i potten. Arenan var GSM-mötet i Funchal, Madeira, den 16–20 februari 1987.

”Mötet skilde sig från alla tidigare GSM-möten genom att det politiska inslaget var så starkt – något som vi som tekniker inte hade någon makt över. Saken blev inte mindre komplicerad av att inga politiker var närvarande”, säger Thomas Haug.

Madeiramötet har i GSM-historien fått legendariska dimensioner. För- och nackdelarna med bredbands- och smalbands-TDMA diskuterades till mycket sent på kvällarna. Thomas Haug berättar hur svultna delegater en gång när klockan passerat midnatt gjorde en raid igenom kylskåpen i konferensköket. Det enda de hittade var sardinburkar, dock ett stort lager. ”Allt gick åt. Om våra värdar lade märke till sardin­förlusten, så sade de i varje fall inget.”

Tretton av de femton representerade länderna förespråkade smalbands-TDMA enligt det nordiska konceptet

Som att

sjunga psalmer

Framför allt var ELAB:s system bäst på att hantera det signalkaos som upp­står då radiosignalerna reflekteras och studsar mot byggnader och andra hinder i topografin. ”I Norge har vi stora naturliga topografiska utmaningar”, konstaterar Torleiv Maseng, som liksom kollegan Odd Trandem hade gjort mängder av mätningar av radiosignalernas beteen­de inte bara runt Orkdalsfjorden utanför Trondheim, utan också i den urbana miljön i Stockholm. ”Problemet är om ett läge uppstår där många bits blir ’hängande i reflexerna’, så att mottagaren hör många bits samtidigt. Det är samma fenomen som gör att psalmer måste sjungas långsamt i kyrkan. Sjunger man i snabbt tempo blir sången en enda gröt på grund av akustiken, som kastar runt ljudet åt alla håll”, säger Torleiv Maseng. Så alltså också med radiosignaler. Maseng och Trandem var de enda som under Paristesterna klarade att förändra bandbredden och följa hur mätresultaten återspeglades av det. Det gjorde att de kunde hitta fram till den optimala bithastigheten.

Mobiras, dvs. Nokias, första mobil­telefon så liten att den kunde hållas i handen var Mobira Cityman. Ur en reklambroschyr 1988.

och hänvisade till testet – men Frankrike och Tyskland vägrade avvika från bredbands-TDMA.

”I ett läge verkade utgången bli att båda systemen skulle väljas. Det skulle ha haft den absurda effekten att Europa skulle ha splittrats i en fransktysk del, som inte skulle kunna kommunicera med övriga länder. Teknikerna från Frankrike och Tyskland erkände utan omsvep att vår lösning var bättre, men gjorde klart att om de kom hem och sade att nordborna vunnit skulle de mista jobbet”, berättar Thomas Haug.

Räddningen hette Stephen Temple,

som hade kommit med som brittisk representant 1986, och hans lösning hette working assumptions. Enligt dem behövde Madeiramötet inte slut­ligt peka ut den vinnande kandidaten, utan kunde besluta att gå vidare utgående från arbetshypoteser – som tillät att detaljer som innebar förbättringar skulle kunna inkluderas efteråt.

”På det sättet räddade de franska och tyska representanterna sitt skinn. Vi kunde i enighet besluta att vi ’tempo­rärt’ skulle arbeta vidare baserat på smal­bandslösningen”, säger Thomas Haug.

Tyskarna gjorde sedan på hemma­plan, i Darmstadt den 24–25 februari 1987, en egen systematisk analys av för- och nackdelarna med de två teknologi­erna. Två inbjudna experter från Erics­son Radio deltog för Siemens räkning, Jan Uddenfeldt och Gunnar Sandegren.

”Genomgången i Darmstadt höll på från morgonen till kvällen. Med tysk grundlighet analyserades bred- och smalbandsalternativen för GSM punkt för punkt. Vi var två lag som var för sig fick tala för sin sak. Generaldirektören i det tyska televerket satt med under genomgången som ett slags domare och gav poäng”, säger Jan Uddenfeldt.

”Tack och lov tilläts vi tala engelska. Småningom insåg vi att det stod 3–0 till oss och kände att vi nog skulle ro hem fler poäng. Motsidan började bli des­perat och övergick plötsligt till att tala engelska, förmodligen av ren nervositet. När vi åkte hem till Sverige trodde vi att vårt lag nog hade vunnit.”

Den 17 mars bekräftade den tyske kommunikationsministern utgången genom att förklara att också Tyskland gick in för smalband.

Sedan återstod bara Frankrike, som insisterade på fortsatt teknisk utveckling och senareläggning av beslutet. Efter intensiva kontakter från olika håll gav dock fransmännen upp, enligt Philippe Dupuis den 9 april, när Alcatels folk på ett seminarium insett att GSM skulle komma att genomföras vare sig de deltog eller inte.

”Fransmännen inkom med två för­bättringar, som vi självfallet accepte­rade”, säger Östen Mäkitalo. Den ena handlade om att använda en så kallad punkterad faltningskod för felkorri­geringen, den andra om att använda moduleringsmetoden GMSK i stället för det norska förslaget ADPM. ”Vi tyckte att det var ett lågt pris att betala för den europeiska enigheten”, säger Thomas Haug.

Den 19 maj 1987 signerades överens­kommelsen i Bonn av kommunikations­ministrarna eller deras företrädare i de femton berörda länderna.