SE516173C2 - Anordning för telekommunikation - Google Patents

Description

25 30 35 516 173 TEKNIKENs STÅNDPUNKT: Det har gjorts en del försök att utnyttja radiolänk- förbindelser till abonnenten. Själva konceptet kallas trådlös lokal abonnentförbindelse (Radio in the Local Loop) eller förkortat RLL. Den traditionella, kablade, förbindelsen kommer i det följande att kallas trådbunden lokal abonnentförbindelse (Wired Local Loop), WLL. Fig. 1 visar en förenklad illustration av trådbundna lokala abonnentförbindelser, WLL-, och trådlösa lokala abonnentförbindelser, RLL-förbindelser, med allmänna abonnenter, bostäder såväl som kontor. BS står för bas- station.

Vad det gäller begreppet trådlös lokal abonnentförbindelse, RLL, kan detta delas upp i två grundkoncept, nämligen den s.k. fast trådlös lokal abonnentförbindelse, Fixed Radion in the Local Loop, FRLL, och den mobila trådlös lokal abonnentförbindelse, Mobile Radio in the Local Loop, MRLL.

Dessa två koncept illustreras i fig. 2 resp. 3.

I fig. 2 illustreras konceptet fast trådlös lokal abonnentförbindelse. I detta fall har abonnenten ett eller flera telefonjack 6' till vilka hans telefon eller telefoner 4' är anslutna. I detta fall föreligger det inte någon egentlig skillnad för abonnenten ifrån att ha en trådbunden abonnentförbindelse eftersom han inte märker någon skillnad. Telefonerna 4' är anslutna till telefonjacken 6', vilka är anslutna till en s.k. fast abonnentstation, SFS, 2', vilken är ansluten till en antenn 7', t.ex. anordnad på taket till en byggnad eller liknande via vilken en radio-förbindelse är etablerad med en basstation, BS l', 1". Den korta streckade pilen påvisar att interferensen är liten mellan näraliggande basstationer l', 1". Fram till nu har begreppet fast lokal abonnent- förbindelse, FRLL, endast implementerats i mycket begränsad 10 15 20 25 30 35 516 173 3 skala. Radiomikrovåg-länkförbindelser eller speciellt utvecklad radioteknologi används bara för att tillhandahålla telefontjänster'till isolerade öar, avlägsna gårdar eller liknande. På den senaste tiden har emellertid FRLL-system baserade på existerande analog cellulär teknologi installerats i länder som har en allmän brist på kapacitet i det publika trådbundna telefonnätet. En implementering beskrivs ytterligare i broschyren LZT 120217, Radio Access System RAS 1000 av Ericsson Radio Access AB. Dessa system vänder sig till en tidsbegränsad marknad eftersom allmänna tillämpningar kommer att kräva en effektiv kryptering med högkvalitetstal och ISDN (Integrated Services Digital Network)-service för att.uppnå att en digital radioaccessteknologi kräves. En väsentlig egenskap med den fasta trådlösa abonnentförbindelsen, FRLL, är att den möjliggör installationer vilka är ekonomiska vad det gäller frekvens och effekt eftersom fasta takmonterade riktantenner kan installeras på abonnenternas byggnader.

Exempelvis skulle en 15 dB antennaförstärkning ge 20-30 dB fram-back isolering, vilket leder till en frekvensåter- användningsclusterstorlek så låg som 1 ledande till typiskt tio gånger högre frekvenseffektivitet jämfört med den mobila trådlösa abonnentförbindelsen, MRLL, vilket kommer att diskuteras ytterligare härefter. Denna frekvens- effektivitet är väsentlig för att tillhandahålla de höga bithastigheter som krävs för den höga talkvaliteten såväl som för ISDN-tjänster. Riktantennerna minskar också den potentiella risken för kvalitetsförsämring som beror på tidsdispersion. En väsentlig nackdel med FRLL är emellertid att kunden inte erhåller fördelen med mobilitet.

Mobilitet tillhandahålles genom MRLL, vilket är en fördel.

Detta koncept är emellertid också behäftat med nackdelar, exempelvis blir radioinfrastrukturen väldigt frekvensin- effektiv och kräver mycket dyra basstationinstallationer beroende på räckvíddsbegränsningar. Skälet till detta är 10 15 20 25 30 35 516 173 4 att en perfekt radioförbindelse krävs i varje del av huset oberoende av byggnadsmaterial, underliggande källare, topografi, tillfällig placering eller läge för den bärbara telefonen etc. Detta är mycket svårt och dyrbart att uppnå.

Dessutom kommer inte någon antennförstärkning att bli till- gänglig på kundens sida och de mobila enheterna kan ej vara högeffektenheter. Detta kan lätt leda till en 40 dB högre vägförlust i jämförelse med FRLL. En 40 dB vägförlust för D* utbredningsmodellen leder till 100 gånger fler bas- stationer (BS) än för FRLL-konceptet om 'transmissions- effekten är den samma (väsentligen beroende på tio gånger sämre värstafallsräckvidd). Vidare, såsom ovan nämnts, är telefonoperatörerna i vissa länder förhindrade att erbjuda mobilitet genom de speciella bestämmelserna i dessa länder.

Dessutom är, beroende på ovannämnda begränsningar, MRLL fram till nu endast tillgänglig såsom testsystem och har ännu inte implementerats kommersiellt. Detta beskrivs ytterligare i dokumentet "Universal Digital Portable Communications: an Applied Research Perspective", ICC '86, Toronto, Canada, June 22-25, 1986 av D.C. Cox et al.

En schematisk illustrering av MRLL-konceptet visas i fig. 3 där de mobila abonnentstationerna, SMS, 5', (bärbara telefoner) direkt kommunicerar med en basstation 1', 1" via en radioförbindelse. Som synes är förbindelsen direkt såväl för inomhus- som för utomhusförbindelser. Den långa streckade linjen indikerar att hög grad av interferens föreligger mellan basstationer.

Om så önskas, kan mobilitet i en bostad som har normal WLL eller FRLL givetvis erhållas genom privat inköp av en kommersiellt tillgänglig standard trådlös telefon. Detta illustreras i fig. 4 där en separat fix trådlös del (CFP) är ansluten till abonnentjacket 9. CFPn kan kommunicera med den trådlösa bärbara delen (CPP). Den trådlösa telefonen är emellertid inte en del av den grundläggande trådlösa lokala 10 15 20 25 30 35 516 173 5 abonnentförbindelsen som tillhandhålles av operatören utan endast en tillåten privat anslutning. Vidare måste två separata radiosystem tandemkopplas vilket leder till en extra fördröjning av talsignalen likaväl som det är dyrt.

Dessutom måste, om den trådlösa telefonen utnyttjar digital överföring, digital talkodning/avkodning utföras två gånger. Mobiliteten är vidare begränsad och olika frekvensband krävs för den privata respektive den publika länken.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN: Målet med föreliggande uppfinning är att lösa ovannämnda problem genom en anordning, vilken är tillförlitlig, inte dyr, frekvenseffektiv och vilken som på samma gång kan tillhandahålla mobilitet. Vidare skall anordningen till- handahålla en hög talkvalitet och servicegraden, GOS, skall vara den samma som för en kabelanslutning. Uppfinningen kan således sägas kombinera fördelarna med det ovan diskuterade FRLL-systemet med det ovan nämnda MRLL-systemet. Det är ett mål med uppfinningen att tillhandahålla frekvenseffektiva radioförbindelser mellan basstationer, BS, och bärbara telefoner i och omkring bostäder eller kontor. Ett ytterligare mål med uppfinningen är att tillhandahålla effektiva, lågkostnads intercomfunktioner mellan bärbara telefoner inom en bostad eller ett kontor, i det följande helt enkelt kallat ett hus. Ett ytterligare mål med upp- finningen är att tillhandahålla möjligheten att registrera inomhusradioförbindelsen med en privat licens, t.e.x. för det fallet att telefonoperatören inte har tillstånd att tillhandahålla mobilitet så som är fallet i vissa länder såsom ovan nämnts. Ett annat mål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en stor mobilitet. Ett annat mål är att ge möjlighet att använda samma frekvens- band för en privat såväl som för en publik länk. 10 15 20 25 30 35 516 173 6 Dessa och andra mål uppnås genom en anordning som har de i den kännetecknande delen av patentkravet 1 angivna kännetecknen.

Ytterligare mål och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av följande beskrivning av uppfinningen.

Enligt ett fördelaktigt utförande undviks frekvensplanering dynamisk genom användning av decentraliserad kanalallokering.

Enligt uppfinningen är den s.k. fasta abonnentstationen, SFS 2', såsom visad i fig. 2, uppgraderad till en enkel multipel access fast radio abonnentstation Multiple Access Subscriber Fixed Station, MASFS, som bildar en radioväxel, vilken tillhandahåller radioförbindelser mellan bas- stationer och bärbara. mobila abonnentstationer i eller omkring hus, såväl som mellan separata abonnentstationer.

Genom det faktum att enligt uppfinningen en radioväxel med en gemensam sändtagare (sändare/mottagare) används, blir fördröjningen av talsignalen väsentligt mindre än när två separata system måste tandemkopplas. Enligt ett föredraget utförande kan abonnentstationen inte bara ansluta till MASFS'en utan också direkt till basstationen (BS) inom räckhåll.

Enligt en fördelaktig föredragen utföringsform av' upp- finningen utnyttjas så kallad multibärvågs multipelacess- tidsmultiplex tidsduplex, Multi Carrier Time Division Multiple Access Time Division Duplex, MC/TDMA/TDD, teknologi vilken utnyttjar kontinuerlig eller diskret dynamisk kanalallokering. Detta beskrivs ytterligare i "Novel Radio Access Principles Useful for Third Generation Mobile Radio Systems", Third IEEE Internat. Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communications, Oct 19-21, 1992 by D. Åkerberg, föreliggande uppfinnare, Ericsson Radio Systems AB. Enligt denna referens i det följande 10 15 20 25 30 35 516 173 7 kallad ref A, innebär kontinuerlig dynamisk kanalväljning, CDCS, att stationen eller växeln väljer den i valögonblicket bästa kanalen ur ett frekvensutbud som är gemensamt för alla abonnentstationer i alla hus.

Därigenom undvikes frekvensplanering för basstationer eller för individuella abonnenter.

Dessa och ytterligare utföringsformer anges genom underkraven.

KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA: Uppfinningen kommer i det följande att ytterligare beskrivas i exemplifierande syfte på ett icke begränsande sätt under hänvisning till bifogade figurer där: Fig. 5 illustrerar en andra station som sammanbinder mobila abonnentstationer och en basstation, Fig. 6a illustrerar en tidsmultiplex Time Division Multiple Access (TDMA) ram omfattande 12 duplexkanaler, Fig. 6b är ett exempel på data Överförd i en lucka där "kontrolldatan" regelbundet innehåller information om accessrättighetsidentiteten, Fig. 7 illustrerar en enkel TDMA-radio som utnyttjar olika tidluckor för olika samtidiga förbindelser, Fig. 8 illustrerar TDMA tidluckesynkronisering och informationsflöde över radion, 10 15 20 25 30 35 Fig. 9 Fig. 10a Fig. 1ob Fig. 10c Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15 Fig. 16 Fig. 17 516 173 8 illustrerar interkommunikationsfunktionerna av en Multiple Access Subscriber Fixed Station (MAsFs), illustrerar frekvensbanden hos en anordning baserad på tidsmultiplex, Time Division Multiple Access med frekvensduplex, Frequency Division Duplex (TDMA/FDD), illustrerar skiftningen av sändande och mottagande luckor i ett system i enlighet med fig. 10a, illustrerar schematiskt ett interfolierat TDMA/TDD-schema, mycket illustrerar en anordning omfattande en privat mobilitetsanknytning, är en illustration av synkronisering mellan basstationer, är en schematisk illustration av synkronisering av ett helt nätverk, illustrerar ett blockschema för en basstation (BS), illustrerar ett blockschema för en radioväxel i form av en MASFS, och mobil illustrerar ett blockschema av en abonnentstation (SMS), illustrerar en ytterligare fast abonnentstation ansluten till en MASFS, och 10 15 20 25 30 35 516 173 9 Fig. 18 illustrerar schematiskt två ytterligare fasta abonnentstationer anslutna till en MASFS.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN: Fig. 5 visar en anordning som omfattar en basstation (BS) 1, en andra station 2 i form av en lågkostnads enkel abonnentradiosändtagarkretsstation och fyra rörliga abonnentstationer eller rörliga enheter 5a, Sb, Sc, Sd (SMS). En fast abonnentstation 2, vilken i detta fallet är en s.k. Multiple Access Subscriber Fixed Station, MASFS, 2, omfattar en publik förbindelse över en takantenn 7 för förbindelser med basstationen 1. De tre rörliga abonnent- stationerna (SMS) Sa-5c är alla belägna inom eller i närheten av huset och är anslutna till den fasta abonnent- stationen 2, vilken som ovan nämnts är en Multiple Access Subscriber Fixed Station, MASFS, genom en inomhusantenn eller korträckviddsantenn 8 via antenner på varje rörlig abonnentstation 5a-5c. Om MASFS:en switchar de publika förbindelserna via takantennen 7 till en lokal förbindelse till en rörlig abonnentstation 5 via inomhusantennen 8, då har mobilitet tillhandahållits. Om två lokala anslutningar, via inomhusantennen, förbindes med varandra, då har en intercomfunktion tillhandahållits. Hur allt detta görs via en enkel TDMA MASFS radiosändtagarkrets kommer att beskrivas ytterligare under hänvisning till fig. 9. Det är också möjligt att låta en bärbar telefon eller en rörlig abonnentstation 5d.ha en ytterligare accessrättighet direkt till basstationen 1 eller generellt till den fasta trådlösa abonnentförbindelsen (FRLL) i basstationnätet. Därigenom erhålles ännu större mobilitet.

Den andra stationen 2 kan vidare vara utrustad med ett standard (två-kabel) jack gränssnitt 9 (streckad linje illustrerar förbindelsen). I figuren visas endast en andra station 2 även om det naturligtvis kan vara fler än en 10 15 20 25 30 35 516 173 10 andra station. Korträckviddsantennen 8 kan vara en s.k.

OMNI-antenn, men detta är inte nödvändigt.

Konceptet baseras på ett fast trådlös lokal abonnentför- bindelsesystem som utnyttjar tidsmultiplexteknologin, d.v.s. i en form av TDMA eller TDM radioteknologi. TDMA/TDD (Time Division Duplex) såsom illustrerats i fig. 6a utgör därvid ett fördelaktigt utförande. I fig. 6a visas en s.k.

TDMA ram som har 12 duplexkanaler, 12 mottagande luckor och 12 sändande luckor. Givetvis kan ett annat antal av mottagande och sändande luckor utnyttjas. Enligt ett utföringsexempel kan anordningen utnyttjas för den digitala europeiska trådlösa telekommunikationsstandarden, DECT.

DECT-standard är 12 x 12 tidsluckor. TW ramens cykeltid är omkring 10 [ms] för DECT-systemet, se Ref. A. I figuren anger T och R sändnings- respektive mottagningsluckor medan siffrorna anger kopplade luckor för duplexförbindelser. I allmänhet är emellertid ett typiskt värde på TF, där TF är cykeltiden för en TDMA-ram, 10 ms.

En typisk luckstruktur visas i fig. 6b. Kontrolldata innehåller regelbundet multiplexerad information om identitets- och accessrättigheter, synkroniserings- referenser, tillgängliga tjänster osv. Även anrop och identifierings- och samtalsuppkopplingsprocedurer utföres via kontrollkanalen. Detta beskrivs vidare i Ref A som hänvisats till i det föregående. En typiskt talkodare/- avkodare är 32 kb ADPCM. Detta betyder att varje talsamtal måste 320 bitar sändas och tas emot under varje ram (It 10 ms). Användardatan måste därför innehålla 320 bitar för tal. Kontrolldata typiskt 64 bitar och synkronisationsfältet 32 bitar. Inkluderande skyddslucka kan det totala antalet bitar per lucka vara 480. Om en ram har 12 bithastigheten 480 x 24 x 100 bitar per sekund eller 1152 behöver sändande och 12 mottagande luckor blir kbit per sekund. 10 15 20 25 30 35 516 173 ll Enligt detta multibärvågs-, MC, system. Där skulle kunna vara 10 bärare med 1.0-1.8 MHz moduleringsmetod. Ett exempel är DECT-standarden. I ref A utföringsexemplet är systemet ett bärvågsavstånd beroende på beskrivs hur kanaler väljes med hjälp av dynamiskt kanalval. Där refereras också till de referenser som citeras där, nämligen ETSI. "Radio Equipment and Systems (RES): Digital European Cordless Telecommunications (DECT) Common Interface". ETS 300175-1 to -9, ETSI, "Digital European Cordless Telecommunications Reference documents", ETR 015, ETSI "Radio Equipment and Systems (RES): Digital Telecommunications (DECT) Common European Cordless interface Services and facilities requirements specification", ETR 043, and ETSI, "Radio Equipment and Systems: Digital European Cordless Telecommunications (DECT) A Guide to the DECT features that influence the traffic capacity and the maintenance of high radion link transmission quality, including the results of simulations", ETR 042. Vad gäller utföringsexemplet som utnyttjar multibärvågs TDMA/TDD, kan BS'en och MASFS 2, för att ge tillräckligt med kanaler (frekvens/tidlucke- kombinationer), fortfarande vara radiosändtagare men med möjligheten att ändra bärvåg ii skyddsbandet mellan luckor, vilket vidare beskrivs såsom standard basstationkonceptet i Ref. A och patentskrift nr. SE-B-466279. På detta sätt kan MASFS'en 2 (och bärbara abonnentstationer SMS 5) för access till ett stort antal kanaler med bara en radiosänd- tagarkrets. Återgående till fig. 5 består den andra stationen 2 av en s.k. Multiple Access Subscriber Fixed Station (MASFS) och är ansluten till två tidsmultiplexerande antenner 7, 8.

Utomhusantennen '7 eller takantennen omfattar enligt en utföringsform riktad förstärkning (t.ex. 10-18 dB) för lång räckvidd och är riktad mot närmaste basstation 1 medan inomhus-antennsystemet 8 för korta räckvidder inte omfattar 10 15 20 25 30 35 516 173 12 någonantennförstärkning.TidsmultiplexeringförserSFS:en, fast abonnentstation, 2 med möjlighet att ha flera aktiva förbindelser samtidigt på en enda radiosändtagare genom att utnyttja olika tidluckor för olika förbindelser vilket ytterligare illustreras i fig. 7 där en intercomfunktion illustreras. Det visar hur en enda TDMA-radiosändtagarkrets tillhandahåller en lågkostnads enkel radioväxel, d.v.s. förbindelseswitchen fås genom att man endast skiftar användardata som tas emot från en första abonnentstation Sf' i en mottagarlucka, exempelvis R4 till sändarluckan exempelvis T7 som användes av en andra abonnentstation 5g.

Skiftningen utföres exempelvis av ett digitalt först-in- först-ut, FIFO, -minne där utsignalen R4 är fördröjd för att svara mot tiden för den önskade sändarluckan T7. (I figurerna är mottagarluckorna betecknade med ett R medan sändarluckorna är betecknade med T och, i båda fallen, med motsvarande nummer).

I fig. 8 är det vidare illustrerat hur den fasta Multiple Access abonnentstationen, MASFS 2 omfattar en publik förbindelse via takantennen eller utomhusantennen 7 till basstationen 1 hos FRLL BS utnyttjande luckpar 7 samtidigt som den omfattar förbindelser till en mobil abonnentstation eller bärbar telefon 5 via en inomhusantenn 8 utnyttjande luckpar 1. Basstationen 1 kan i sin tur också vara ansluten till exempelvis en annan fast abonnentstation 2 (visad med streckade linjer) vilken också är försedd med lång räck- vidds- eller utomhusantenner 7a, i detta fall ett takantennsystem 7a som utnyttjar luckpar 3. Figuren avser att illustrera TDMA informationsflöde över radion mellan basstation 1 (BS), den fasta abonnentstationen 2 (MASFS) och mobil abonnentstation 5 (SMS). Basstationen 1 är ansluten med kabel till en publik lokal växel. Såsom vidare är beskrivet i fig. 14 kodas och multiplexeras talet från den publika växeln in till en TDMA/TDD-ram i basstationen 1. Såsom vidare är tidluckesynkronisering och 10 15 20 25 30 35 516 173 13 beskrivet i fig. 15 sammanbinder MASFS'n 2 vidare i en radiosändtagarkrets den publika förbindelsen i luckpar 7 med en privat förbindelse till en bärbar station, SMS, 5 i luckpar 1. MASFS sammankopplingen utföres genom användning av s.k. FIFO-minnen vilket ytterligare beskrevs ovan under hänvisning till fig. 7. Synkronisering kommer att ytterligare beskrivas i fortsättningen.

Fig.-9 illustrerar ett exempel på två samtal via den fasta abonnentstationen eller MASFS'en 2. Ett samtal omfattar en förbindelse mellan basstationen 1 och en abonnentstation eller en bärbar SMS Sa medan det andra samtalet omfattar en förbindelse mellan två abonnentstationer 5b, 5c speciellt två bärbara SMS 5b och SMS 5c. Om en publik förbindelse över antenn 7 är förbunden med en privat förbindelse till den bärbara telefonen Sa, så har mobilitet tillhanda- hållits. Om två privata anslutningar sammankopplas, d.v.s. anslutningarna till abonnentstationen 5b och abonnentstationen 5c, så har också en intercomfunktion tillhandahållits.

I utföringsexemplet enligt fig. 9 är kablade ledningar från en publik lokal växel anslutna till basstationen 1.

Det skall noteras att förbindelsefunktionerna via först-in- först-ut minnena eller FIFO:na såsom tydligare beskrivits ovan i fig. 7, inte adderar något ytterligare processande till talinformationen. Därför påverkas eller försämras inte kvaliteten. Talkodningen äger endast rum i basstationen 1 och i abonnentstationen 5, SMS. Hursomhelst, introduceras en fördröjning, vilken är lika med en ökning av 2- vägsfördröjningen med TF ms där TF är cykeltiden för TDMA ramen. Detta härleds ur fig. 7, där den ytterligare 2- vägsfördröjningen är TA + TB = %TF - T, + äTF + ¶§ = TF. 10 15 20 25 30 35 516 173 14 FRLL basstationerna sänder normalt ut en unik publik accessrättighetsidentitet, se ref. A. Endast fasta abonnentstationer, SFS, eller mobila abonnentstationer, SMS, med samma publika accessrättigheter kan ansluta till FRLL BS'en. MASFS 2 kommer att på den interna antennen 8 sända en unik, privat accessrättighetsnyckel. Endast abonnent-stationer eller rörliga abonnentstationer, SMS 5, med samma privata accessrättighetsnyckel kan koppla till MASFS'en 2 och således bara klara att ta emot ett samtal och/eller att göra ett samtal. En mobil abonnentstation 5 kan vara utrustad med både en publik och en privat accessrättighetskod som kan ge den mobilitet inte bara i och kring hemmet eller kontoret utan överallt så länge som den är inom räckhåll av en FRLL BS. Ãtergående nu till fig. 8 så visas däri hur luckorna T3, T7, R3, R7 bär de publika förbindelserna medan luckorna R1, T1 bär de privata för- bindelserna.

Detta ger en möjlighet att använda ett gemensamt frekvens- band för såväl publika som privata förbindelser, men också att utnyttja olika, vanligen näraliggande band.

Om operatören, såsom ovan hänvisats till, inte har tillstånd att tillhandahålla mobilitet kan abonnenten förses med en fast abonnentstation (SFS) med en trådbunden förbindelse med standardtelefonjack 9e. Detta är illustrerat i fig. 11 och det antas därvid att den fasta abonnentstationen, SFS, är byggd i enlighet med en standard såsom DECT (Ref A) där både licensierade lokala trådlösa abonnentförbindelser och trådlösa privata (icke licensierade) bostads- och kontorssystem är tillåtna på ett gemensamt frekvensband. Frekvensplanering för olika stationer i systemet undviks genom dynamiskt kanalval, vilket också är vidare beskrivet och exemplifierat i den ovannämnda referensen A. Om kunden önskar erhålla mobilitet kan han från försäljaren, eller om det är nödvändigt berörd 10 15 20 25 30 35 516 173 15 myndighet eller liknande, erhålla en privat, fast partiell accessrättighetsidentitet, en inomhusantenn 8e och ett kretskort 10e med FIFO'n och en mobil abonnentstation (bärbart handset) Se. Den unika privata accessrättighets- identiteten är inprogrammerad i MASFS 2e och den mobila abonnent-stationen 5e. För den publika länken på den externa antennen 7e används en unik publik access- rättighetskod som förhindrar en SMS som endast har' en privat accessrättighetskod från att kommunicera med basstationen BS (ej visad). Sålunda har SFS'n blivit uppgraderad till en MASFS med den ytterligare funktionen av ett privat bostads- eller kontors- trådlös telefonsystem som kan inkludera intercomfunktioner såsom illustrerats i fig. 9.

Utföringsformerna som är beskrivna i fig. 6-9 hänför sig till användningen av tidsmultiplexering med tidsduplex TDMA/TDD som illustrerar ett sätt att utföra uppfinningen, ett sätt som är billigt och effektivt. Hursomhelst, enligt ett annat utföringsexempel kan tidsmultiplexering med frekvensduplex eller TDMA/FDD illustrerat i fig. 10a och 10b där fig. 10a illustrerar en frekvensaxel med ett sändande band TB och ett mottagande band RB och där duplexavståndet, d, är indikerat. I fig. 10b är sändarluckorna T och mottagarluckorna R illustrerade där mottagarluckenumren är skiftade i förhållande till användas. Detta är sändarluckorna för att undvika behovet av duplexfilter i bärbara telefoner eller mobila abonnentstationer. I detta fallet mottager och sänder en basstation samtidigt på olika frekvenser vilket gör stationen dyrare och normalt kommer duplexfilter att behövas om man inte utför sändningen och mottagningen i olika tidluckor såsom illustrerats. Eftersom emellertid MASFS'n bör vara en lågkostnadsprodukt, måste alla mottaganden och sändningar göras i olika luckor, vilket begränsar antalet av möjliga förbindelser till hälften av de tillgängliga överföringsluckorna. 10 15 20 25 30 35 516 173 16 Enligt en alternativ' utföringsform är det möjligt att utnyttja ett s.k. interfolierat TDD schema vilket illustreras schematiskt i fig. 10c.

För ytterligare illustration är blockschema visade för en basstation, en andra station (MASFS) och en mobil abonnentstation (SMS) var och en utnyttjande en MC/TDMA/TDD radiosändtagarkrets med 12 par luckor för duplextransmission.

Fig. 14 visar ett blockschema för en basstation. Den har en kabelförbindelse 31 till en lokal växel. Detta är en trunk eller en multiledningsförbindelse för upp till 12 simultana samtal. Dessa samtal transkoderas till ADPCM-format av talkodare/avkodare 29. Den centrala kontroll- och applikationslogiken 27 detekterar inkommande samtal och styr utgående samtal, väljer lämplig kombination av bärare och tidlucka och sammanfogar via multiplexer 28 de olika förbindelserna eller lämpliga tidluckor. Fig. 8 visar ett exempel på hur en basstation har valt ut luckpar 3 och 7 för två olika förbindelser. Val av bärvågsfrekvenser är inte visat i fig. 8 och 9. Basstationen i fig. 14 har en vilken styr ram- och lucksynkroniseringenhet 26 mottagnings- och sändningslucketidanpassning.

Tidanpassningsreferensen genereras internt eller härleds från en synkroniserings-signal sänt på kablarna ifrån den publika växeln. Den kan också härledas över mottagaren från en master-basstation såsom visat i fig. 12 och 13.

Den centrala kontrollogiken 27 kontrollerar också T/R switchen 23 och antenndiversitetswitchen 22 om antenn- diversitet tillämpas. Om antenndiversitet inte implementeras behövs inte switchen 22. Om en förbindelse är dålig försöker kontrollogiken först med den andra antennen 22 och om detta inte hjälper byter den radiokanal. 10 15 20 25 30 35 516 173 17 I fig. 15 är ett blockschema av en MASFS 2 illustrerad.

Detta är identiskt med basstationen. Den huvudsakliga skillnaden består först i att det inte finns någon utomhusantenn som är riktad, och en (eller två vid fall av antenndiversitet) inomhusantenner, och för det andra i att det bara finns en nästan blockschemat för talkodare/avkodare 29' som avslutas med en 4-2 kabelhybridkrets 35 och ett standardjack 36 för en standardtelefonförbindelse och för det tredje FIFO'n 16 för radioswitchningen. Detektering och generering av DTMF tonsignaler och ringsignaler utförs i enheten betecknad 34.

Kontrollogiken 27' förbinder 22' den yttre antennen för tidluckorna, som kommunicerar med basstationen BS, se fig. 8, och förbinder den inre antennen för tidluckor som kommunicerar med den mobila abonnentstationen, SMS. I fig. 8 har luckorna nr. 7 valts ut för en förbindelse mellan basstationen BS och MASFS'n. MASFS'ns mottagare 24' (fig. 15) är kopplad till sändare T7, fig. 8. Ifrån fältet, fig. 6b, på T7, fig. 8 härleder den synkroniseringsreferensen för ramen och lucksynkroniseringen 26', fig. 15.

MASFS 2 har en inre tidsreferens vilken skall användas om förbindelsen med FRLL BS förloras.

Datadelen av luckorna T7 och R7, fig. 8, kan switchas till kodare/avkodare 29' och avkodas, fig. 15, och konverteras till standardkabeltelefonsignaler tillgängliga vid standardjacket 36, eller också multiplexeras till FIFO:na 16 och återtransmitteras med nya accessrättighetskoder i kontrollfältet, fig. 6b, till SMS'n. I fig. 7 har luckorna 1 valts ut för förbindelsen mellan MASFS och SMS. T7 och R7 har en publik accessrättighetsidentitet och Tl och R1 en privat.accessrättighetsidentitet. För'transmissioner'mellan två SMS'ar såsom visat i fig. 9, utnyttjande luckorna 2 och 6, blir det ingen ändring av antenn och ingen ändring av accessrättighetsidentitet. Data från de två förbindelserna 10 15 20 25 30 35 516 173 18 skiftas via multiplexorn 28' till FIFO'na 16 och styrlogiken 27' skiftar data tillbaka till multiplexorn i rätt ögonblick såsom indikerats i fig. 7.

SMS'en, såsom illustrerad i blockschemat i fig. 16, har en funktion liknande den för MASFS'n. Den har bara en antenn 7" och bara en kodare/avkodare 29" som är ansluten till mikrofonen 37 och högtalaren 36 och en knappsats med en display 38. Detta är i sig känt från designen av en bärbar trådlös telefon. Ytterligare enheter och funktionaliteter motsvarar enheterna såsom visade i fig. 15.

När det inte föreligger några aktiva förbindelser, kan basstationen sända en lågkapacitetspilotsignal som inkluderar dess accessrättighetsidentitet och MASF kan göra det samma över hela inomhusantennen med dess accessrättighetsidentitet. På detta sätt vet MASF att den är inom räckhåll för basstationen BS, och SMS'arna vet att de är inom räckhåll för MASF. Ett sådant pejlkoncept är beskrivet i ref. A.

Enligt uppfinningen kan det finnas mer än ett samtal från basstationen 1 till den mobila abonnentstationen 5. MASFS'n 2 kan ges flera samtalsmöjligheter från basstationen till flera abonnentstationer 5. En samtalsförbindelse kan också utnyttja flera luckor för en förbindelse, exempelvis för att överföra ISDN (Integrated Services Digital Network) vilket kräver en större bandbredd än ett normalt talsamtal.

Dessutom, om det är hög trafik såsom exempelvis på ett kontor kan MASFS'n eller den andra stationen 2, och basstationen 1, omfatta mer än ett digitalt radio- arrangemang. Till MASFS'n kan adderas en eller flera fasta stationer (fig. 17) som endast omfattar inomhusantenner för kommunikation med mobila stationer. Förbindelsen mellan MASFS och adderade stationer ASFS 2f, se fig. 17, görs 10 15 20 25 30 35 516 173 19 genom multiplexorerna 28. Sålunda utföres en växelfunktion mellan de två SFS-stationerna genom att överföra data mottaget i en lucka i en station till en lucka i den andra stationen via multiplexorerna. Fig. 18 illustrerar schematiskt en MASFS 2 till vilken två ytterligare andra stationer 2f, e, s.k. adderade fasta abonnentstationer ASFS, är förbundna exempelvis via kabling. Det är därvid möjligt att göra en handover mellan MASFS 2 och ASFS 2f.

En ytterligare utföringsform av uppfinningen gäller fallet där MASFS 2 omfattar ett flertal radiosändtagarkretsar, där sagda radiosändtagare fördelas till olika platser och på så sätt bildar ett inomhus pico-cellulärt system för alla inomhusförbindelser medan en eller flera radiosändtagar- kretsar normalt kan tillägnas FRLL BS'n via den externa antennen. , Konceptet med punkt till punkt-utomhusförbindelser som utnyttjar riktantenner och normala inomhusantenner öppnar en möjlighet att utnyttja samma frekvensspektrum för både utomhus och inomhusförbindelser med väldigt liten inter- ferens mellan de två tillämpningarna. Om antenn- förstärkningen är 15-20 dB på den externa antennen och åtminstone 15 dB's attenuering adderas från inomhus- radiosändtagarkretsarna kommer det att bli en isolering på 30-35 dB mellan tjänsterna. Sålunda, kan i medeltal hela frekvensspektrat återanvändas inomhus eller tvärtom.

Emellertid, är också fall möjliga där interferens kommer att uppträda, exempelvis vid fallet med ett mobilt abonnentsystem, eller ett handset, som används högt uppe på en balkong. Om följaktligen detta koncept med olika antennarrangemang eller system, varje första och andra organ eller antenner kan omfatta ett antennsystem eller mer än en antenn även om :i det föregående detta bara har betecknats "antenn" av enkelhetsskäl, för inomhus- och utomhusanvändning är kombinerat med dynamisk kanalval, se 10 15 20 25 30 35 516 173 20 ref. A, då kommer kvaliteten på varje tjänst att hållas på en hög nivå genom att temporär och tillfällig interferens undvikes genom handover.

I det följande kommer att beskrivas hur synkronisering så väl mellan basstationer (fig. 12) som för ett helt nätverk (fig. 13) fördelaktigt kan utföras. Enligt detta utförings- exempel tillhandahållas synkronisering via radio mellan basstationerna la, 1M. Under vissa omständigheter kan det vara viktigt att tidssynkronisera nära basstationerna. Om basstationerna la, 1M inte synkroniseras med varandra kan systemkapaciteten minska. Synkroniseringen utförs genonnatt ange s.k. master-basstationer 1M, vilket är illustrerat i fig. 13. De andra basstationerna (utan benämning) är alla s.k. slavbasstationer. "Lyssnande på" en masterbasstation 1M göres via en riktantenn vid den s.k. slavbasstationen.

Eftersom varje basstation alltid har åtminstone en aktiv kanal, har slavbasstationen alltid någon transmission att "lyssna på". Diagrammet i fig. 12 visar basstationen la som är en slavbasstation och en basstation lM som är en master- basstation. De sändande och mottagande luckorna är entydigt numrerade, exempelvis såsom i fig. 6a. Lucknumret inne- hålles regelbundet i transmitterad kontrolldata (fig. 6b).

Sålunda kan slavbasstationen la "lyssna på" en av master- basstationerna 1M's sändningar, läsa av lucknummer och anpassa sänd/mottagarramen hos slavbasstationen la till sänd/mottagarramen för masterbasstationen IM såsom visats i diagrammet i fig. 12.

Fig. 13 visar ett exempel på hur ett helt nätverk kan synkroniseras. Luckan för mottagande av synkroniserings- signalen måste anslutas till en riktantenn med åtminstone så mycket förstärkning som den som används av de fasta abonnentstationerna. 10 516 173 21 Antennförstärkningen bör vara av storleksordningen 15-22 dB att få väsentligt högre fältstyrka från mastersändaren än från andra grann-slavsändare.

Uppfinningen skall givetvis inte begränsas till visade» utföringsformer utan kan fritt varieras inom ramen för patentkraven. Exempelvis behöver inte anordningen användas i kombination med DECT-standarden utan kan användas i varje lämpligt system eller standard.

Claims (36)

10 15 20 25 30 35 516 173 22 PATENTKRAV:

1. Anordning för radiokommunikation omfattande åtminstone en första station eller basstation (1), ett antal abonnentstationer (5), samt ett antal andra radiostationer (2; 2, 2a, 2e) vardera omfattande åtminstone ett digitalt radioarrangemang (50) som innefattar en radioväxel med en enda gemensam sändtagare samt första och andra organ (7, 8) för' kommunikation med sagda första station (1) och med respektive sagda åtminstone en abonnentstation (5; Sa, Sb, Sc; Se; Sf, Sg), varvid sagda första organ (7; 7a; 7e) omfattar åtminstone en långräckviddsantenn för förbindelse med den första stationen eller basstationen (1) och sagda andra organ (8; 8e) omfattar åtminstone en antenn för förbindelse 'med åtminstone en av sagda abonnentstationer (5; Sa, 5b, Sc; 5e,5f,5g),kännetecknad därav,att basstationen (1) har en första accessrättighetsidentitet vilken används för radiokommunikationen mellarnbasstationen och de andra stationerna (2; 2, 2a; 2e) via deras första organ (7).

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v , att varje andra station (2; 2, 2a; 2e) har en andra accessrättighetsidentitet som används för kommunikation mellan en andra station och därtill hörande abonnentstationer.

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d d ä 1: a v att (långvägs) kommunikation mellan basstationen (1) och en abonnentstation (5; 5a, SD, 10 15 20 25 30 35 516 173 23 5c; 5e; Sf, Sg) switchas via radioväxeln omfattad av den andra radiostation (2; 2, 2a; 2e).

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä 1: a v att kommunikation mellan abonnentstationerna (Sa, .5b, 5c; Sf, Sg) som kommunicerar med en och°samma andra station (2) switchas via sagda radioväxel omfattad av radiostationen (2) utan kommunicering med någon basstation (1).

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d.ä r a v att radiostationen (2; 2, 2a; 2e) är en fast station, monterad exempelvis i eller på ett hus eller liknande.

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n ad d ä r a v attsagdaåtminstoneen abonnentstation (5; 5a, 5b, 5c; Se, Sf, 5g) är mobil eller en mobil abonnentstation (SMS).

7. Anordning enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att sagda första organ (7, 7, 7a; 7e) är en riktantenn.

8. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v att riktantennen (7; 7, 7a; 7e) är en utomhusantenn med förstärkning.

9. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att det andra organet (8; Be) är en antenn för korträckviddsförbindelser, d.v.s. en korträckviddsantenn, exempelvis en OMNI-antenn.

10. Anordning enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v att den andra antennen (8; 8e) är en inomhusantenn. 10 15 20 25 30 35 516 173 24

11. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den bygger på tidsduplex radio access och att den andra stationen (2; 2, 2a; 2e) omfattar en fast multipel access abonnentstation, MASFS.

12. Anordning enligt oatentkrav 11, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v att de olika förbindelserna överförs via radio olika tidluckor i den andra stationen (2; 2, 2a; 2e) där tidsreferensen för den andra stationen härleds ur den mottagna överföringen ifrån basstationen (1) och där tidsreferensen för abonnentstationerna härleds från mottagen överföring över den andra antennen från den andra stationen.

13. Anordning enligt något av patentkraven 11 eller 12, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v attdendigitalaradio- växeln eller den andra stationen (2; 2, 2a; 2e) tillhanda- håller switchfunktionen genom att kommunikation i olika tidluckor genom att skifta användar- data som tas emot från en första radioförbindelse i en sammankoppla första mottagande lucka till en sändande lucka använd för en annan radioförbindelse.

14. Anordning enligt patentkrav 13, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v att kopplingen utförs av ett s.k. först-in-först-ut (FIFO)-minne där kopplingen fördröjs för att stämma överens med tiden för den önskade sändnings- luckan.

15. Anordning enligt något av patentkraven 11-14, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att tidsmultiplex- luckstrukturen är tillgänglig på flera bärvågar, d.v.s. multibärvågstidsduplex och att en accesskanal omfattar en kombination av en frekvens/tidluckekombination. 10 15 20 25 30 35 516 173 25

16. Anordning enligt något av patentkraven 12-15, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att tidsduplexradio- sändtagarkretsen i varje basstation (1), andra station (2, 2a, 2e) och abonnentstation (5, Sa, Sb, 5c; Se, 5f, 5g), har access till en eller flera bärvågar eller bärvågsfrekvenser.

17. Anordning enligt patentkrav 15, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v att radiosändtagarkretsen i sin andra station (2, 2a, 2e) kan ändra bärvåg för på varandra följande luckor.

18. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att bärvågorna eller bärvågsfrekvenserna för länkarna från den första stationen (1) till den andra stationen (2; 2, 2a, 2e) och för förbindelsen mellan abonnentstationer respektive mellan abonnentstationer och en andra station är olika.

19. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att.dynamiskt.kanalval används för val av accesskanaler (kombination av frekvens och tidlucka).

20. Anordning enligt patentkrav 19, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v att det dynamiska kanalvalet används för val av accesskanaler för s.k. inomhuslänkar, d.v.s länkar mellan abonnentstationer (5; 5a, Sb, 5c; Se; 5f, 5g) och andra stationer (2; 2, 2a; 2e) ur en uppsättning av kanaler som är gemensamma för alla inomhus- system.

21. Anordning enligt av något av patentkraven 19 eller 20, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att dynamiskt kanalval används såväl för inomhus som för utomhuslänkar 10 15 20 25 30 35 516 173 26 och att det utförs utgående från en gemensam uppsättning av accesskanaler.

22. Anordning enligt något av patentkraven 19-21, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att kanalvalsmetoden är kontinuerligt dynamiskt kanalval, CDCS.

23. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v attdenandrastationen omfattar en fast multipelaccessabonnentstation (MASFS) som bygger på ett tidsmultiplexaccessystem (TDMA).

24. Anordning enligt patentkrav 23, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v att tidsmultiplexaccessystemet tillämpar tidsduplex (TDMA/TDD).

25. Anordning enligt patentkrav 22, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v att tidsmultiplexaccessystemet är ett s.k. interfolierat schema (TDMA/TDD).

26. Anordning enligt patentkrav 23, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v att tidsmultiplexaccessystemet tillämpar frekvensduplex (TDMA/FDD) där emellertid sändning och mottagning utföres i olika tidluckor i radioväxel- stationen.

27. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v attdenandrastationen (2, 2a, 2a; Ze) omfattar ett flertal samtalsmöjligheter från basstationen (1) till ett flertal abonnentstationer (5; 5a, Sb, 5c; Se; Sf, Sg).

28. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a V attdenandrastationen (2) omfattar ytterligare radioarrangemang (2f) och celler förbundna därmed. 10 15 20 25 30 35 516 173 27

29. Anordning enligt något av patentkraven 2-28, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v attvarjeandrastation (2; 2, 2a; 2e) har en unik andra accessrättighetsidentitet och att de därtill hörande abonnentstationerna (5; Sa, Sh, 5c; Se; 5f, Sgf får radioaccess om de är utrustade med samma unika andra accessrättighetsidentitet.

30. Anordning enligt patentkrav 29, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v att den unika andra access- rättighetsidentíteten är en privat accessrättighets- identitet.

31. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v attefliabonnentstation (Sd) är utrustad också med första accessrättighetsidentitet och/eller andra andra accessrättighetsidentiteter som till- handahåller ytterligare access direkt till basstationen (1) och/eller andra andrastationer.

32. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v attdeförstaochandra accessrättighetsidentiteterna är desamma varvid abonnent- stationer som är utrustade med sagda accessrättighets- identitet har access till basstationerna och alla andra stationer som har samma accessrättighetsidentitet.

33. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att basstationen (1) använder en nominell överföringskanal (tidslucka) för mottagning och tidlåsningssynkroniserng till en transmission ifrån en näraliggande basstation och för härledning av ram- och lucksynkronisering från den mottagna transmissionen. k ä n n e -

34. Anordning enligt patentkrav 33, t e c k n a d d ä r a v att basstatíonens (1) mottagare 10 516 173 28 under mottagning är kopplad till en antenn med rikt- förstärkning riktad emot önskad näraliggande basstation.

35. Anordning enligt något av föregående patentkrav använd för normala talsamtal.

36. Anordning enligt'något av patentkraven 1 till 26, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den är använd för Integrated Services Data Network-kommunikation (ISDN) och att mer än en tidlucka används för varje förbindelse.