DE19742128C1 - Sende- und/oder Empfangsstation für ein TDMA-Funksystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sende- und/oder Empfangsstation für ein TDMA-Funksystem, bei dem Daten in Zeitschlitzen über­ tragen werden.

Ein Beispiel für ein TDMA-(Time Division Multiplex Access-) Funksystem ist das in Europa bei schnurlosen Telefonen weit verbreitete DECT-(Digital Enhanced Cordless Telecommunicati­ on-)System. Bei diesem werden Daten zwischen einer Basissta­ tion und einer Mobilstation mittels sogenannter Frames bzw. Rahmen übertragen. Fig. 2 zeigt einen solchen Frame F. Der Frame F ist in 24 Zeitschlitze bzw. Slots S1 bis S24 aufge­ teilt (es handelt sich dabei um sogenannte "Full-Slots"; bei Half- bzw. Double-Slots ergibt sich jeweils eine andere An­ zahl von Zeitschlitzen pro Rahmen). 12 der Zeitschlitze die­ nen der Datenübertragung von der Basisstation zum Mobilteil und die 12 übrigen Zeitschlitze dienen einer Datenübertragung in umgekehrter Richtung. Werden in einem Zeitschlitz Daten übertragen, haben sie das in Fig. 3 dargestellte Format. Zu Beginn des Zeitschlitzes wird ein S-Feld übertragen, das Da­ ten für eine Bit-Synchronisation und eine Wort- Synchronisation enthält. Im anschließenden A-Feld sind haupt­ sächlich Protokolldaten enthalten. Im B-Feld folgen dann die Sprachdaten des zu übertragenden Gesprächs. X-Feld und Z-Feld dienen der Fehlererkennung und Fehlerkorrektur.

Um die innerhalb eines Zeitschlitzes empfangenen Daten in ih­ re Einzelkomponenten zu zerlegen, weisen herkömmliche DECT- Stationen einen sogenannten Burst Mode Controller (BMC) auf. Bei einem Empfangszeitschlitz gewinnt der BMC aus dem S-Feld den Übertragungstakt und nimmt anschließend eine Zerlegung der empfangenen Daten in ihre einzelnen Komponenten vor. An­ schließend werden die Daten des B-Feldes zur Sprachausgabe weitergeleitet, während die Protokolldaten des A-Feldes einem Prozessor zur weiteren Bearbeitung zugeleitet werden. Der BMC kann als verdrahtete Logik oder als Microcontroller ausge­ führt sein.

In der DE-A1 195 02 111 ist eine Sende-/Empfangsstation für ein TDMA-Funksystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 be­ schrieben.

In Bursztejn J. "GSM-Endgeräte" in "Elektrisches Nachrichten­ wesen, 2. Quartal 1993, Seiten 128 bis 140 sowie in Pilger U., Struktur des DECT-Standard in: Nachrichtentechnik, Elek­ tronik, 42 (1992), Januar/Februar Nr. 1, Berlin, Seiten 23 bis 29 sind DECT-Geräte beschrieben, die dem TDMA-Standard entsprechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sende- und/oder Empfangsstation für ein TDMA-Funksystem anzugeben, bei der der Hardware-Aufwand reduziert ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Sende- und/oder Empfangsstation gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß weist die Sende- und/oder Empfangsstation ei­ nen Programmspeicher für ein erstes Programm zum Erzeugen der zu sendenden Daten bzw. zur Verarbeitung der empfangenen Da­ ten und für ein zweites Programm zum Zusammenstellen der zu sendenden Daten in eine für das Senden in einem Zeitschlitz geeignete Form bzw. zum Zerlegen der in einem der Zeitschlit­ ze empfangenen Daten auf. Weiterhin weist die Station einen Prozessor auf, der während wenigstens eines ersten Zeit­ schlitzes das erste Programm abarbeitet, und der während we­ nigstens eines darauffolgenden zweiten Zeitschlitzes die Ab­ arbeitung des ersten Programms unterbricht und das zweite Programm abarbeitet. Während also das erste Programm bei­ spielsweise zum Erzeugen bzw. Verarbeiten der Protokolldaten des A-Feldes dient, dient das zweite Programm dazu, das S-, das A-, das B-, das X- und das Z-Feld bei einem DECT-System in die für die Übertragung während eines Zeitschlitzes erfor­ derliche Form zu bringen bzw. bei einem Empfangszeitschlitz die empfangenen Daten in die einzelnen Felder zu zerlegen.

Die Erfindung eignet sich daher zur Anwendung in TDMA-Funk­ systemen, bei denen nicht in jedem Zeitschlitz Daten übertra­ gen werden. Das heißt, Daten werden nur während des zweiten Zeitschlitzes übertragen, nicht jedoch im diesem vorausgehen­ den ersten Zeitschlitz.

Der oder die zweiten Zeitschlitze können unmittelbar oder mittelbar auf den oder die ersten Zeitschlitze folgen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung alternieren die er­ sten und zweiten Zeitschlitze. Das bedeutet, daß sich die Zeitschlitze, in denen eine Verarbeitung empfangener bzw. zu sendender Daten durch den Prozessor erfolgt und die zweiten Zeitschlitze, in denen Daten gesendet bzw. empfangen werden, abwechseln. Dabei können auch Gruppen der ersten Zeitschlitze und Gruppen der zweiten Zeitschlitze alternieren.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sende- und/oder Empfangsstation eine mit dem Prozessor verbundene Sende- und/oder Empfangseinrichtung zum Senden bzw. zum Emp­ fangen der mit einer Trägerfrequenz übertragenen Daten auf. Die Sende und/oder Empfangseinrichtung stellt sich im ersten Zeitschlitz auf die jeweilige Trägerfrequenz ein und sendet bzw. empfängt Daten erst im zweiten Zeitschlitz. Derartige Sende- und/oder Empfangseinrichtungen bzw. Transceiver, die sich relativ langsam während eines DECT-Zeitschlitzes auf die Trägerfrequenz einstellen, sind relativ kostengünstig. Man nimmt daher eine Reduzierung der für den Transceiver nutzba­ ren Bandbreite in Kauf, die erreichbar wäre, wenn teurere Transceiver zum Einsatz kommen, die sich so schnell auf eine sich möglicherweise von Zeitschlitz zu Zeitschlitz ändernde Trägerfrequenz einstellen können, daß in jedem Zeitschlitz Daten übertragen werden können. Ein kostengünstiger Transcei­ ver kann während eines DECT-Rahmens beispielsweise sechs Te­ lefongespräche bedienen. Dies ist für Heimanwendungen voll­ kommen ausreichend.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Prozessor während des zweiten Zeitschlitzes durch Ausführung des zweiten Programms Aufgaben ausführt, die bei herkömmlichen Sende- und/oder Emp­ fangsstationen durch den Burst Mode Controller (BMC) erfüllt werden. Daher kann der BMC bei der erfindungsgemäßen Station entfallen oder zumindest teilweise durch den Prozessor er­ setzt werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung findet in einem Emp­ fangszeitschlitz, das heißt einem Zeitschlitz, in dem Daten von der Station empfangen werden, eine zeitliche Steuerung des Zerlegens der Daten durch den Prozessor durch Ausführung von im zweiten Programm PR2 enthaltenen Programmbefehlen de­ terministischer Dauer. Das zweite Programm ist also so pro­ grammiert worden, daß das Zerlegen der empfangenen Daten al­ lein durch das Abarbeiten der darin enthaltenen Programmbe­ fehle erfolgt, ohne daß hierfür ein zusätzlicher Bitzähler vorhanden sein muß.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er­ läutert, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Sende- und/oder Empfangsstation,

Fig. 2 einen DECT-Rahmen,

Fig. 3 die Zusammensetzung eines DECT-Zeit­ schlitzes,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem zweiten Pro­ gramm, das durch den Prozessor in Fig. 1 abzuarbeiten ist,

Fig. 5a und 5b den Zustand des Prozessors aus Fig. 1 während des zweiten bzw. ersten Zeit­ schlitzes.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sende- und Empfangsstation. Bei der betrachteten Sende- und Empfangsstation 1 handelt es sich um eine DECT-Mobilstation oder eine DECT-Basisstation. Diese weist eine Sende- und Emp­ fangseinrichtung bzw. einen Transceiver HF auf zum Empfang bzw. zum Senden von an einem Anschluß I/O_D anliegenden trä­ germodulierten digitalen Daten. Weiterhin weist die Station 1 einen Prozessor P sowie einen damit verbundenen Programmspei­ cher MEM auf, in dem ein erstes Programm PR1 und ein zweites Programm PR2 gespeichert sind. Die Station 1 enthält ferner einen Codec C für die A/D- bzw. D/A-Wandlung von Sprachsigna­ len. Der Codec C ist mit einem Anschluß I/O_A für analoge Sprachsignale verbunden. Die Station 1 weist außerdem Peri­ pherieeinheiten 10 auf, wie beispielsweise ein Display oder eine Tastatur. Gegebenenfalls kann zwischen dem Prozessor P und dem Codec C noch ein digitaler Signalprozessor angeordnet sein, der einer Aufbereitung von an den Codec C zu übermit­ telnden Daten dient.

Fig. 2 zeigt einen DECT-Frame F, für den im unteren Teil der Fig. 2 für die ersten 4 Zeitschlitze S1 bis S4 verschiedene Betriebszustände der Station 1 aus Fig. 1 eingezeichnet sind. Im ersten Zeitschlitz S1 schwingt der Transceiver HF und stellt sich auf eine Trägerfrequenz von im zweiten Zeit­ schlitz S2 zu empfangenden Daten ein. Nachdem die Daten wäh­ rend des Empfangszeitschlitzes S2 empfangen worden sind, stellt sich der Transceiver HF während des dritten Zeit­ schlitzes auf eine neue Trägerfrequenz ein, mit der anschlie­ ßend im vierten Zeitschlitz S4 Daten von der Station 1 gesen­ det werden. Die Zeitschlitze, in denen sich der Transceiver HF einstellt und die Empfangs- bzw. Sendezeitschlitze alter­ nieren. Fig. 2 ist auch zu entnehmen, daß der Prozessor P während derjenigen Zeitschlitze S1, S3, in denen sich der Transceiver HF justiert, das erste Programm PR1 ausführt und während der Empfangs- bzw. Sendezeitschlitze S2, S4 das zwei­ te Programm PR2 abarbeitet.

Betrachten wir erneut Fig. 1, so ist zu erkennen, daß der Transceiver HF während des Empfangszeitschlitzes S2 die darin enthaltenen Daten an den Prozessor P weiterleitet. Dieser zerlegt die im Empfangszeitschlitz S2 enthaltenen Daten in die einzelnen anhand von Fig. 3 erläuterten Felder. Die Nutzdaten des B-Feldes leitet er dabei an den Codec C weiter, der für eine Umwandlung in Sprachsignale am Anschluß I/O_A sorgt. Die Protokolldaten des A-Feldes werden vom Prozessor P verarbeitet und in entsprechende Steuersignale zur Betätigung des Displays bzw. eines Rufzeichens innerhalb der Peripherie­ einheiten 10 umgewandelt.

Fig. 1 ist auch ein Zähler 2 zu entnehmen, der zu Beginn der Übertragungszeitschlitze S2, S4 einen Interrupt auslöst, wor­ aufhin der Prozessor P die Abarbeitung des ersten Programms PR1 unterbricht und mit der Abarbeitung des zweiten Programms PR2 beginnt.

Für den Sendezeitschlitz S4 stellt der Prozessor P die erfor­ derlichen Daten in der in Fig. 3 gezeigten Form zusammen und überträgt diese an den Transceiver HF. Die zu übertragenden Daten hat er zuvor vom Codec C bzw. von den Peripherieeinhei­ ten 10 (beispielsweise durch Drücken einer Taste durch einen Nutzer der Station) erhalten.

Die Fig. 5a und 5b zeigen noch einmal einen Ausschnitt aus Fig. 1. Anhand dieser Figuren soll im folgenden noch einmal genauer der zeitliche Ablauf beim Senden bzw. Empfangen von Daten durch die Station 1 erläutert werden. Fig. 5a ist zu entnehmen, daß der Prozessor P während des Empfangszeit­ schlitzes S2 und während des Sendezeitschlitzes S4 das zweite Programm PR2 ausführt. Während des Empfangszeitschlitzes S2 nimmt der Prozessor P, gesteuert vom zweiten Programms PR2, eine Zerlegung der vom Transceiver HF empfangenen und von diesem ihm zugeführten Daten vor. Angedeutet ist das durch die in Fig. 5a innerhalb des Prozessors P einzeln einge­ zeichneten S-, A-, B-, X- und Z-Felder. Im Falle des Sende­ zeitschlitzes S4 liegen die Daten dieser einzelnen Felder S, A, B, X, Z bereits im Prozessor P bzw. in entsprechenden Zwi­ schenspeichern vor, und der Prozessor P stellt diese in Aus­ führung des zweiten Programms PR2 zum für die Übertragung er­ forderlichen Zeitschlitzformat zusammen.

Fig. 5b ist zu entnehmen, daß der Prozessor P vor und nach der Abarbeitung des zweiten Programms PR2 eine Abarbeitung des ersten Programms PR1 vornimmt. Der gezeigte Zustand ent­ spricht dabei dem ersten Zeitschlitz S1 oder dem dritten Zeitschlitz S3 (siehe Fig. 2). Da der Transceiver HF sich gleichzeitig zur Abarbeitung des ersten Programms PR1 durch den Prozessor P auf eine neue Trägerfrequenz einstellt, kön­ nen keine Daten gesendet oder empfangen werden, so daß der Prozessor P nicht für die Zerlegung oder das Zusammenstellen von Daten, wie in Fig. 5a gezeigt, benötigt wird. Wie in Fig. 5b angedeutet, kann der Prozessor P beispielsweise in ei­ nem vorhergehenden Zeitschlitz empfangene Nutzdaten des B- Feldes an den Codec C übertragen oder entsprechende Nutzdaten von diesem empfangen, die in einem nachfolgenden Zeitschlitz zu senden sind. Außerdem kann er in Abhängigkeit von in einem vorhergehenden Zeitschlitz empfangenen Protokolldaten des A- Feldes eine Ansteuerung der Peripherieeinheiten 10 vornehmen oder von den Peripherieeinheiten 10 übermittelte Daten für ein in einem darauffolgenden Zeitschlitz erfolgendes Senden überarbeiten.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt des zweiten Programms PR2. Im rechten Teil der Fig. 4 sind zu jedem Befehl die Anzahl der zu seiner Abarbeitung erforderlichen Taktzyklen des Prozes­ sors P eingetragen, die für jeden der Programmbefehle fest­ steht und damit deterministisch ist. Beim Prozessor P handelt es sich um einen CISC-Controller, der mehrere Arbeitstakte pro Befehl benötigt. Die Frequenz seines Arbeitstaktes ist bei diesem Ausführungsbeispiel zwanzigmal so groß wie der DECT-Bittakt der Zeitschlitze S1 bis S4. Wenn der Prozessor P gemäß Fig. 1 also vom Zähler 2 eine Interrupt I erhält, mit dem er das zweite Programm PR2 in der ersten Zeile der Fig. 4 beginnt, steht wegen der deterministischen Dauer, die der Prozessor P zur Ausführung der einzelnen Befehle benötigt, fest, daß er zur Ausführung der ersten drei Befehle in Fig. 4 genau zwanzig Taktzyklen benötigt, so daß das nächste Bit des Empfangszeitschlitzes S2 anschließend vorliegt und vom Prozessor P als solches erkannt wird. Für die in Fig. 4 nicht dargestellten, folgenden Programmbefehle des zweiten Programms PR2 gilt Entsprechendes.

Hat der Prozessor P also aufgrund des Interrupts I die Abar­ beitung des zweiten Programms PR2 begonnen, benötigt er kei­ nen weiteren Bitzähler, um das Anliegen des jeweils nächsten zu empfangenden Bits erkennen zu können, sondern leitet dies direkt aus den Programmbefehlen des zweiten Programms PR2 ab.

Claims (5)

1. Sende- und/oder Empfangsstation (1) für ein TDMA-Funk­ system, bei dem Daten in Zeitschlitzen (S1-S4) übertragen werden,

• 1. mit einem Programmspeicher (MEM) und mit einem Prozessor (P) zum Verarbeiten von im Programmspeicher gespeicherten Programmen,

dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß der Programmspeicher (MEM) zum Speichern eines ersten Programmes (PR1) zum Erzeugen der zu sendenden Daten bzw. zur Verarbeitung der empfangenen Daten und zum Speichern eines zweiten Programmes (PR2) zum Zusammenstellen der zu sendenden Daten in eine für das Senden in einem Zeitschlitz (S4) geeignete Form bzw. zum Zerlegen der in einem der Zeitschlitze (S2) empfangenen Daten dient,
• 2. und daß der Prozessor (P) während wenigstens eines ersten Zeitschlitzes (S1; S3) das erste Programm (PR1) abarbeitet und während wenigstens eines darauf folgenden zweiten Zeit­ schlitzes (S2; S4) die Abarbeitung des ersten Programms (PR1) unterbricht und das zweite Programm (PR2) abarbeitet.

2. Station nach Anspruch 1, mit einer mit dem Prozessor (P) verbundenen Sende- und/oder Empfangseinrichtung (HF) zum Senden bzw. zum Empfang der mit einer Trägerfrequenz übertragenen Daten, die sich im ersten Zeitschlitz (S1; S3) auf die jeweilige Trägerfrequenz ein­ stellt und die im zweiten Zeitschlitz (S2; S4) die Daten sen­ det bzw. empfängt.

3. Station nach Anspruch 1 oder 2, bei der die ersten (S1; S3) und zweiten (S2; S4) Zeitschlitze alternieren.

4. Station nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Zähler (2), der zu Beginn des zweiten Zeitschlitzes (S2; S4) einen Interrupt (I) erzeugt, aufgrund dessen der Prozessor (P) die Abarbeitung des zweiten Programms (PR2) be­ ginnt.

5. Station nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der in einem Empfangszeitschlitz (S2) eine zeitliche Steuerung des Zerlegens der Daten durch den Prozessor (P) durch Ausführung von im zweiten Programm (PR2) enthaltenen Programmbefehlen deterministischer Dauer erfolgt.