DE19610334C2

DE19610334C2 - Point-to-multipoint radio system with dynamic channel selection and simultaneous operation in different frequency bands due to radio propagation

Info

Publication number: DE19610334C2
Application number: DE1996110334
Authority: DE
Inventors: Bernhard Walke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: DE19610334A1

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Punkt-zu-Mehrpunkt Funksystem zur Verbin dung eines zentralen ortsfesten Terminals mit mehreren ortsfesten Benutzerterminals gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The present invention is based on a point-to-multipoint radio system for connection a central fixed terminal with several fixed user terminals according to the features specified in the preamble of claim 1.

State of the art

Ein Frequenzband zum Betrieb eines Punkt-zu-Mehrpunkt (PMP)-Systems für Teilnehmerzu gangsnetze (Radio in the Local Loop, RLL) hat eine bestimmte Bandbreite, die in sog. FDM- Kanäle (frequency division multiplex, FDM) von z. B. 3.5 MHz und Mehrfachem davon unter teilt ist. PMP-Systeme benötigen zur Übertragung zwischen zentralem und ihren Benutzerter minals meist nur einen Teil eines Frequenzbandes, z. B. einen 3.5 MHz breiten FDM-Kanal zur Realisierung einer vollduplex Übertragungsstrecke mit einer nutzbaren Kapazität von 2.048 kbit/s. Die beispielhaft genannte Kapazität kann zur zweigerichteten Übertragung von Informa tion über getrennte FDM-Kanäle zwischen ortsfesten Benutzer-Funkterminals und der zentralen Feststation mit der genannten Übertragungsrate (frequency division duplexing, FDD), oder zur Realisierung vieler quasi simultan verfügbarer Zeitmultiplexkanäle (time division multiplex, TDM) (kurz: TDM-Kanäle), z. B. je mit 64 kbit/s benutzt werden, die in einem FDM-Kanal realisiert sind, vgl. die Schnittstelle ITU-T G.703. Dabei lassen sich z. B. Kanäle zur Realisie rung von ISDN Basisanschlüssen n . (2B + D) mit n . 144 kbit/s Übertragungsrate realisieren. Die Richtungstrennung der Zeitkanäle kann über FDD oder TDD (time division duplexing) erfol gen. PMP-Systeme zur flächigen Versorgung eines Gebietes, z. B. eines Ortsnetzes, benutzen Zellcluster, um die Frequenzwiederholung geeignet (statisch) zu organisieren.A frequency band for operating a point-to-multipoint (PMP) system for subscribers gangsnetze (Radio in the Local Loop, RLL) has a certain bandwidth, which in so-called FDM Frequency division multiplex (FDM) channels from e.g. B. 3.5 MHz and multiples thereof shares. PMP systems require transmission between the central and their user usually only part of a frequency band, z. B. a 3.5 MHz wide FDM channel Realization of a full duplex transmission link with a usable capacity of 2,048 kbit / s. The capacity mentioned by way of example can be used for the two-way transmission of informa tion via separate FDM channels between fixed user radio terminals and the central one Base station with the mentioned transmission rate (frequency division duplexing, FDD), or to Realization of many quasi-simultaneously available time division multiplex channels (time division multiplex, TDM) (short: TDM channels), e.g. B. each with 64 kbit / s used in an FDM channel are realized, cf. the interface ITU-T G.703. Here, z. B. Realization channels ISDN basic connections n. (2B + D) with n. Realize 144 kbit / s transmission rate. The The time channels can be separated using FDD or TDD (time division duplexing) gen. PMP systems for the area coverage of an area, for. B. a local network, use Cell cluster to organize the frequency repetition appropriately (statically).

Die Zuweisung eines Funkfrequenzbandes für PMP-Funk und eines oder mehrerer FDM- Kanäle des Bandes an einen Betreiber der PMP-Systems erfolgt nach übergeordneten Gesichts punkten durch eine nationale Behörde (in Deutschland das Bundesamt für Post und Telekom munikation, BAPT). Übergeordnete Gesichtspunkte sind u. a. Verfügbarkeit von Frequenzbän dern für Funkdienste, zu überbrückende Entfernung für die Nachrichtenübertragung, ange strebte Dienstgüte (Zuverlässigkeit und Bitfehlerhäufigkeit) und bestehende Nutzungen des Frequenzbandes in der Umgebung des beabsichtigten Standortes der geplanten Strecke.The assignment of a radio frequency band for PMP radio and one or more FDM Channels of the tape to an operator of the PMP system take place according to the higher level score by a national authority (in Germany the Federal Post and Telecommunications Office communication, BAPT). Superordinate aspects are u. a. Availability of frequency bands for radio services, distance to be bridged for message transmission strived for quality of service (reliability and bit error rate) and existing uses of the Frequency band in the vicinity of the intended location of the planned route.

Beim PMP-Funksystem wird ein ortsfestes zentrales Funkterminal mit mehreren ortsfesten Teilnehmerterminals über Funk so verbunden, daß jedes Teilnehmerterminal nur einen Teil der vom zentralen Terminal für das gesamte System zur Verfügung gestellten Übertragungskapa zität ständig exklusiv zugewiesen erhält, um eine Verbindung mit bekannter Übertragungskapa zität zwischen zentralem und Teilnehmerterminal (in beide Richtungen) betreiben zu können. Die Übertragungskapazitäten für die kommende und gehende Richtung (aus Sicht des Teilneh merterminals) müssen nicht gleich groß sein. Jedoch kann die Summe der vom zentralen Termi nal zu den einzelnen Teilnehmerterminals gehenden Kanalkapazität die Übertragungskapazität des gewählten bzw. zugewiesenen Frequenzkanals nicht überschreiten. Dasselbe gilt für die Übertragungskapazität der kommenden Richtung. Üblicherweise ist die Funkversorgung des zentralen Terminals auf einen Sektor (z. B. 60° horizontaler Öffnungswinkel) beschränkt, so daß für eine kreisförmige Versorgung um den zentralen Punkt dort mehrere zentrale Terminals be trieben werden müssen.The PMP radio system uses a fixed central radio terminal with several fixed ones Subscriber terminals connected by radio so that each subscriber terminal only part of the transmission capacity provided by the central terminal for the entire system constantly assigned exclusively to a connection with known transmission capacity ability to operate between the central and subscriber terminals (in both directions). The transmission capacities for the coming and going direction (from the point of view of the participant merterminals) do not have to be the same size. However, the sum of the central term channel capacity to the individual subscriber terminals of the selected or assigned frequency channel. The same applies to the Transmission capacity of the coming direction. The radio coverage of the central terminals limited to one sector (e.g. 60 ° horizontal opening angle), so that for a circular supply around the central point there are several central terminals have to be driven.

Beispielsweise werden die von einem zentralen Terminal insgesamt verfügbare vollduplex Übertragungsrate von 2.048 kbit/s (netto) eines FDM-Kanals eines Frequenzandes in symmetri sche vollduplex TDM-Kanäle zu je 64 kbit/s (netto) aufgeteilt und einzelnen Teilnehmertermi nals jeweils eine bestimmte Anzahl von TDM-Kanälen fest zugeordnet, wobei z. B. Teilneh merterminal A 7 . 64 kbit/s zur Verfügung erhält, Terminal B 5 . 64 kbit/s und Terminal C 9 . 64 kbit/s, vgl. Bild 1. Die restlichen Kanäle des zentralen Terminals sind im Beispiel ungenutzt und stehen als Reserve zum Anschluß weiterer Teilnehmerterminals zur Verfügung. Im Beispiel ist unterstellt, daß die Terminals A, B und C je einen 64 kbit/s Kanal für die Signalisierung und die übrigen Kanäle für die Übertragung von Nutzinformation benutzen. Stattdessen könnten auch, wie beim ISDN-Basisanschluß üblich, je ein 16 kbit/s D-Kanal für zwei 64 kbit/s B-Kanäle vor gesehen werden, oder beliebige andere Übertragungsraten der TDM-Kanäle.For example, the total duplex transmission rate of 2,048 kbit / s (net) available from a central terminal of an FDM channel of a frequency provider is divided into symmetrical full duplex TDM channels of 64 kbit / s (net) each and individual subscriber terminals each have a certain number of TDM channels permanently assigned, z. B. Participation terminal A 7. 64 kbit / s available, Terminal B 5. 64 kbit / s and Terminal C 9. 64 kbit / s, cf. Fig. 1. The remaining channels of the central terminal are unused in the example and are available as a reserve for connecting further subscriber terminals. In the example it is assumed that the terminals A, B and C each use a 64 kbit / s channel for signaling and the other channels for the transmission of useful information. Instead, a 16 kbit / s D channel for two 64 kbit / s B channels could also be seen, as is customary with the ISDN basic access, or any other transmission rates of the TDM channels.

Die Antennen von zentralem und Teilnehmerterminal haben Sichtverbindung, wenn Frequenz bänder benutzt werden, wie sie bei Richtfunk üblich sind, vgl. Bild 1 und kommen ohne Sicht verbindung aus, wenn Frequenzbänder wie bei Mobilfunk benutzt werden. Bild 2 zeigt am Bei spiel des DECT-Systems ein Szenario mit Montage der Feststationen oberhalb und Bild 3 ein Szenario mit Montage der Feststationen unterhalb der Dächer und Bild 4 zeigt beispielhaft die Funkausleuchtung bei 2 GHz der entsprechenden Antennenanordnungen, aus der hervorgeht, daß durch Beugung auch Gebiete hinter Gebäuden ausgeleuchtet werden (der Ort der Feststati on ist durch ein Kreuz in einem Quadrat markiert).The antennas of the central and subscriber terminals have line of sight when frequency bands are used, as is common with directional radio, cf. Fig. 1 and do not need a line of sight if frequency bands are used as in mobile communications. Figure 2 shows a scenario with the installation of the base stations above and Figure 3 shows a scenario with the installation of the base stations below the roofs, and Figure 4 shows an example of the radio coverage at 2 GHz of the corresponding antenna arrangements, which shows that by diffraction areas behind buildings are also illuminated (the location of the festival station is marked by a cross in a square).

Dynamic channel selection

Dynamische Kanalwahl ist von modernen zellularen bzw. schnurlosen Mobilfunksystemen be kannt, um Kanäle zur Kommunikation zwischen Mobil- und Basisstation aufgrund von Mes sungen einer oder beider beteiligter Seiten auszuwählen, die am aktuellen Ort von Mobil- und Basisstation einen ausreichend großen Wert der Empfangsfeldstärke (radio signal strength indi cator, RSSI) und einen ausreichend großen relativen Störabstand (carrier-to-interference ratio, C/I) für die angestrebte Dienstgüte der Verbindung haben. Dabei werden die lokale Feldstärke und Interferenzsituation von Basis- und Mobilterminal während der Dauer einer Verbindung dynamisch erfaßt, die sich aufgrund von Mobilität ständig ändert und durch dynamischen Wechsel (handover) auf den günstigsten Kanal optimiert. Die Kanäle werden auch während Kommunikationspausen, bei denen die Terminals keinen Kanal und keine Verbindung betreiben, ständig vermessen und das Ergebnis vorsorglich in Tabellen von Basis- und Mobilterminal ver waltet, um geeignete Kanäle für einen zukünftigen Verbindungsaufbau zu kennen. Das Verfah ren ist im DECT-System (Digital European Cordless Telecommunications) [2] eingeführt. Das DECT-System ist aufgrund seiner gesamten Kapazität nicht zum Anschluß mehrerer Benutzer terminals mit hohen Übertragungsraten, z. B. je n . 144 kbit/s (n = 2, 3, . .) geeignet. Es wird hier unterstellt, daß Verfahren zur dynamischen Kanalwahl, ähnlich wie beim DECT-System, auch für PMP-Systeme angewendet werden.Dynamic channel selection is based on modern cellular or cordless mobile radio systems knows to channels for communication between mobile and base station due to Mes solutions from one or both of the parties involved, which are available at the current location of Mobil- und Base station has a sufficiently large value for the reception field strength (radio signal strength indi cator, RSSI) and a sufficiently large relative carrier-to-interference ratio, C / I) for the desired quality of service of the connection. The local field strength and interference situation of base and mobile terminal during the duration of a connection dynamically recorded, which changes constantly due to mobility and through dynamic Switch (handover) optimized for the cheapest channel. The channels are also during Communication pauses, in which the terminals operate no channel and no connection, constantly measured and, as a precaution, verify the result in tables of the base and mobile terminal maintains in order to know suitable channels for a future connection establishment. The procedure ren is introduced in the DECT system (Digital European Cordless Telecommunications) [2]. The Due to its total capacity, the DECT system is not for connecting multiple users terminals with high transmission rates, e.g. B. each n. 144 kbit / s (n = 2, 3,..) Suitable. It will be here assumes that procedures for dynamic channel selection, similar to the DECT system, too for PMP systems.

Problems when using PMP systems to supply different users groups

Im Zugangsnetz eines Telekommunikationsnetzes sind drei Benutzergruppen zu unterscheiden:
There are three user groups in the access network of a telecommunications network:

1. large corporate customers with private branch exchanges for voice and data due to it required transmission rate between customer and telecommunications network constantly one Transmission path with z. B. the n-fold capacity of an ISDN primary rate connection (each 2 Mbit / s) (n = 1, 2,..) Need.
2. Medium and small corporate customers with private branch exchanges for voice and possibly data that due to the required transmission rate between the customer and the telecommunications network permanent or intermittent transmission capacity corresponding to n times the capacity of a ISDN basic connection (each 144 kbit / s) (n = 1, 2,.. 8).
3. Private customers and small corporate customers who have permanent or intermittent transmission capacity corresponding to an analog telephone line up to an ISDN base connection.

Zum Anschluß der Benutzer der Gruppe 1 an das Telekommunikationsnetz kommen, entspre chend dem heutigen Stand der Technik, Kabel, Glasfaser und Richtfunk infrage. Daneben kommen erfindungsgemäß PMP-Systeme mit Sichtverbindung der Antennen der betroffenen Terminals gemäß Bild 1 infrage, die eine sehr große Gesamtübertragungskapazität haben, z. B. n . 34 Mbit/s (n = 1, 2, . .), die in Form von FDMA/TDMA-Kanälen auf solche Benutzer dyna misch aufgeteilt wird.To connect the users of group 1 to the telecommunications network come in accordance with the current state of the art, cable, fiber optic and microwave radio. In addition, according to the invention, PMP systems with line-of-sight connection of the antennas of the terminals concerned according to FIG. 1 are possible, which have a very large total transmission capacity, e.g. B. n. 34 Mbit / s (n = 1, 2,..), Which is dynamically distributed in the form of FDMA / TDMA channels to such users.

Für Benutzer der Gruppe 2 kommen, entsprechend dem heutigen Stand der Technik, neben Kabel insbesondere PMP-Systeme mit Sichtverbindung der Antennen der betroffenen Terminals gemäß Bild 1 infrage, bei denen die FDMA/TDMA-Kanäle dynamisch (evtl. z. T. oder ganz statisch) den einzelnen Teilnehmerterminals zur Verbindung mit dem zentralen Terminal zuge wiesen werden.For users of group 2, in addition to cables, in particular PMP systems with line of sight of the antennas of the terminals concerned are those corresponding to the present state of the art, according to figure 1 in question, in which the FDMA / TDMA channels dynamically (possibly z. T. or completely static) are assigned to the individual subscriber terminals for connection to the central terminal.

Für Benutzer der Gruppe 3 kommen, entsprechend dem heutigen Stand der Technik, neben Kabel insbesondere PMP-Systeme infrage, die überwiegend ohne Sichtverbindung der Anten nen der betroffenen Terminals auskommen müssen, weil der Arbeits- und Kosten-Aufwand für die Positionierung der Antennen zur Erzielung einer Sichtverbindung zu groß ist. Ein typisches Beispiel dafür ist das DECT-RLL-System zur Versorgung von Benutzern im Zugangsnetz, vgl. Bilder 2, 3 und 4.For users of group 3 , according to the current state of the art, in addition to cables, PMP systems in particular come into question, which predominantly have to do without line of sight of the antennas of the terminals concerned, because of the labor and cost involved in positioning the antennas to achieve them a line of sight is too large. A typical example of this is the DECT RLL system for supplying users in the access network, cf. Pictures 2, 3 and 4.

Zur Zeit sind PMP-Systeme in Entwicklung bzw. am Markt verfügbar, die auf die Bedürfnisse einzelner Benutzergruppen zugeschnitten sind. Beispielsweise findet man Funksysteme vor für
PMP systems are currently being developed or are available on the market and are tailored to the needs of individual user groups. For example, there are radio systems for

- Group 1 using directional radio,
- Group 2 , which use PMP systems with line of sight for operation in frequency ranges with low diffraction of radio waves (e.g. at 7, 10, 17, 26, 29 GHz),
- Group 3 , which use PMP systems in frequency bands that enable a radio connection even without a line of sight (e.g. 0.4, 0.9, 1.9, 2.4, 3.4 GHz "mobile radio frequency range").

Um die Bedürfnisse verschiedener Benutzergruppen zu befriedigen, bieten Hersteller Kombina tionen von Funksystemen an, z. B. das DECT-System für Benutzer der Gruppe 3 und ein Sy stem mit proprietärer Architektur und nicht standardisierten Protokollen, gemäß Bild 1 zur Versorgung von Benutzern der Gruppe 2. Diese Systeme unterscheiden sich bzgl. der benutzten Übertragungsfrequenzen, der Systemarchitektur, den angewandten Protokollen für den Infor mationstransport, die Netzverwaltung und Netzsteuerung usw. Es wird also durch geeignete Zusammenschaltung zweier oder mehrerer Systeme an bestimmten Schnittstellen ein Hybridsy stem gebildet, das aus weitgehend oder völlig verschiedenen Systemen besteht, um die Bedürf nisse der betrachteten Benutzergruppen abzudecken.To meet the needs of different user groups, manufacturers offer combinations of radio systems, e.g. B. the DECT system for users of group 3 and a system with proprietary architecture and non-standardized protocols, as shown in Figure 1 to supply users of group 2 . These systems differ with regard to the transmission frequencies used, the system architecture, the protocols used for information transport, network management and network control, etc. A hybrid system is thus formed by suitable interconnection of two or more systems at certain interfaces, which largely or completely various systems exist to cover the needs of the user groups under consideration.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Bedürfnisse der verschiede nen Benutzergruppen zu befriedigen und ein entsprechend verbessertes PMP-Funksystem an zugehen.The present invention is therefore based on the object, the needs of the various to satisfy user groups and a correspondingly improved PMP radio system approach.

Solution according to the invention

Diese Aufgabe wird ausgehend von den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merk malen durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is based on the Merk specified in the preamble of claim 1 paint solved by the features specified in the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung sieht vor, für die Benutzergruppen 2 und 3 dasselbe System mit einer Organisa tion und Übertragungstechnik entsprechend [1] zu verwenden mit frequenzbandspezifischen Funkendstufen, nämlich Hochfrequenz(HF)-Endstufen für den Mobilfunkfrequenzbereich (mit erheblicher Wellenbeugung und Reflexion) und HF-Endstufen für einen (oder mehrere) Fre quenzbereiche mit geringer Beugung und Reflexion der Funkwellen, vgl. Bild 5. Dort ist das System nach Bild 1 um eine geeignete HF-Endstufe erweitert worden (sichtbar über die anderen Antennen bei der Feststation und den privaten Teilnehmern), um auch abgeschattet liegende private Benutzer mit entsprechenden Frequenzen durch Mehrwegeausbreitung zu erreichen. In einer Ausprägung sieht die Erfindung vor, auch die Gruppe 1 mit einem PMP-System ent sprechend großer Kapazität mit einer Organisation entsprechend [1] zu bedienen und die Be nutzergruppen 1, 2 und 3 durch dasselbe System mit frequenzbandspezifischen Funkendstufen zu bedienen. Eine Ausprägung des Systems sieht vor, die Gruppen 1 und 2 durch dasselbe PMP-System mit Organisation und Aufbau entsprechend [1] mit frequenzbandspezifischen oder auch einer einheitlichen HF-Endstufe zu bedienen.The invention provides for the same system with an organization and transmission technology according to [1] to be used for the user groups 2 and 3 with frequency band-specific radio output stages, namely radio frequency (RF) output stages for the mobile radio frequency range (with considerable wave diffraction and reflection) and RF output stages for one (or more) frequency ranges with low diffraction and reflection of the radio waves, cf. Figure 5. There the system according to Figure 1 has been extended by a suitable RF power amplifier (visible via the other antennas at the base station and the private subscribers) in order to reach shadowed private users with corresponding frequencies by multipath propagation. In one form, the invention provides that group 1 with a PMP system with a correspondingly large capacity can be operated with an organization corresponding to [1] and the user groups 1 , 2 and 3 can be operated by the same system with frequency band-specific radio output stages. One version of the system provides for groups 1 and 2 to be operated with the same PMP system with organization and structure in accordance with [1] with frequency band-specific or also a uniform RF output stage.

Die Dienste und Protokolle der Schichten 1 bis 7 (OSI-Referenzmodell) der erfindungsgemäßen Systeme werden für die jeweiligen Benutzergruppen gleichartig gestaltet und gemeinsam ge nutzt. Da es sich um Kommunikationssysteme handelt, dienen die Funktionen der Schichten 1 bis 4 dem Nachrichtentransport. Die Schichten 5 bis 7 betreffen systemspezifische, anwen dungsbezogene Aufgaben, die auch den Betrieb, die Wartung usw. des Systems betreffen.The services and protocols of layers 1 to 7 (OSI reference model) of the systems according to the invention are designed identically for the respective user groups and are used jointly. Since these are communication systems, the functions of layers 1 to 4 serve to transport messages. Layers 5 to 7 relate to system-specific, application-related tasks that also concern the operation, maintenance, etc. of the system.

Justification for the expediency of the invention

Als Folge der Deregulierung des Telekommunikationssektors in Europa und aufgrund des Ent wicklungsstandes, der daraus resultierenden Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit und der Kosten werden PMP-Funksysteme in stark wachsender Zahl eingesetzt, um neuen Telekommunika tions-Netzbetreibern Zugang zu Teilnehmern im Ortsnetz zu ermöglichen. Da Benutzergruppen unterschieden werden müssen, die aufgrund ihres Kommunikationsbedarfs unterschiedliche Deckungsbeiträge zu den Kosten des Gesamtsystems beitragen, sind Funksysteme für unter schiedliche Benutzergruppen mit verschiedener Architektur und verschiedenen Protokollen (ISO/OSI Schichten 1 bis 7) entwickelt worden, die jeweils spezifische Anwendungsnischen abdecken.As a result of the deregulation of the telecommunications sector in Europe and due to the ent development status, the resulting reliability and availability and the costs PMP radio systems are used in growing numbers to provide new telecommunications tion network operators to allow access to subscribers in the local network. Because user groups must be distinguished, which differ due to their communication needs Contribution margins to the cost of the overall system are radio systems for under different user groups with different architecture and different protocols (ISO / OSI layers 1 to 7) have been developed, each with specific application niches cover.

Wegen der Knappheit von Frequenzen für diese Anwendungen, die bei Nutzung von Mobil funkfrequenzbändern zu besonders kostengünstigen Lösungen für PMP-Systeme führen wür den, sind die Hersteller gezwungen, auch zu höheren verfügbaren Frequenzbereichen mit gerin ger Beugung und Reflexion aber hoher Dämpfung der Funkwellen auszuweichen, um Systeme mit hoher Kapazität für entsprechende Benutzergruppen realisieren zu können.Because of the scarcity of frequencies for these applications when using mobile radio frequency bands lead to particularly cost-effective solutions for PMP systems Manufacturers are forced to reduce the available frequency ranges diffraction and reflection but high attenuation of radio waves to avoid systems to be able to implement with high capacity for corresponding user groups.

Für den Telekommunikations-Netzbetreiber ergibt sich daraus die Situation, daß er bei der Ver sorgung unterschiedlicher Benutzergruppen verschiedene Systeme nebeneinander in sich über lappenden Versorgungsgebieten des Ortsnetzes einsetzen muß, was zu einem Mehraufwand durch Schulung, Lagerhaltung, Überwachung und Steuerung des laufenden Betriebs, Einsatz der zugehörigen Verwaltungs und Abrechnungssoftware usw. führt. Tatsächlich werden von der Industrie durchweg Kombinationen verschiedener Systeme angeboten, um z. B. die Bedürf nisse der Benutzergruppen 2 und 3 abzudecken.For the telecommunications network operator, this results in the situation that he has to use different systems side by side in the supply of different user groups in overlapping supply areas of the local network, which leads to additional expenditure through training, warehousing, monitoring and control of ongoing operations, use of associated management and accounting software, etc. leads. In fact, combinations of different systems are consistently offered by the industry, e.g. B. to cover the needs of user groups 2 and 3 .

Die zu lösende Aufgabe des Anschlusses von Benutzern eines PMP-Systems über Funk ist aber tatsächlich dieselbe, unabhängig vom jeweils benutzten Frequenzband, in dem das jeweilige System arbeitet.However, the task of connecting users of a PMP system via radio to be solved is actually the same, regardless of the frequency band used, in which the respective System works.

Die Erfindung beseitigt die vom gleichzeitigen Betrieb unterschiedlicher Systeme herrührenden o. g. Probleme, indem nur ein System benutzt wird, das lediglich im Funkteil unterschiedliche Ausprägungen aufweist, um regulatorisch für bestimmte Frequenzbereiche vorgesehene Nut zungen berücksichtigen und dementsprechende Funkdienste realisieren zu können.The invention eliminates those resulting from the simultaneous operation of different systems o. g. Problems by using only one system that only differs in the radio part Has characteristics in order to provide a regulatory groove for certain frequency ranges considerations and to be able to implement corresponding radio services.

Characterization of the system according to the invention

Das erfindungsgemäße System setzt die Fähigkeiten des in [1] beschriebenen Systems voraus und unterstellt seinen Einsatz in gleichzeitig mindestens zwei bzgl. der Wellenausbreitung ver schiedenen Frequenzbändern. Dabei bedient es mindestens zwei der drei o. g. Benutzergruppen. The system according to the invention requires the capabilities of the system described in [1] and assumes its use in at least two with respect to wave propagation different frequency bands. It serves at least two of the three above. User groups.

Es ist dadurch charakterisierbar, daß die Kanalwahl von FDM- und/oder TDM-Kanälen dyna misch erfolgt, indem die beteiligten Funkterminals mit den Zielen Optimierung der Empfangslei stung bei Minimierung der Interferenzleistung im System und/oder Optimierung der Dienstgüte der betriebenen Funkstrecke (gemessen über die Bitfehlerhäufigkeit) über geeignete Verfahren (Algorithmen) bzw. die zugehörigen (Meß- und Steuerungs-) Einrichtungen verfügen. Die Ka nalwahl bzw. der Wechsel eines Kanals erfolgt nach Absprache zwischen den beteiligten Termi nals mit Hilfe geeigneter Protokolle (Algorithmen), wobei die jeweilige Empfangssituation bzgl. aller bzw. einiger infrage kommender Kanäle ermittelt und ausgetauscht wird und ein günstiger (vollduplex) FDM/TDM-Kanal im Einvernehmen der beteiligten Terminals ausgewählt und in Betrieb genommen wird. Die Initiative für einen Kanalwechsel kann von jedem zentralen oder Teilnehmerterminal ausgehen. Um diese Aufgaben durchzuführen, verfügen die Funkterminals über Meßeinrichtungen zur Überwachung der zum Zeitpunkt der Messung nicht betriebenen FDM- und TDM-Kanäle, parallel und quasi gleichzeitig zum Betrieb anderer genutzter Kanäle. Die Übertragungskapazität in Form von Kanälen des PMP-Systems wird auf Anfrage der Be nutzerterminals für eine befristete oder unbefristete Dauer zugewiesen. Die Gesamtkapazität des PMP-Systems kann deshalb optimal auf die versorgten Benutzerterminals aufgeteilt wer den, weil sie dynamisch (evtl. z. T. statisch) den Terminals verfügbar gemacht wird.It can be characterized in that the channel selection of FDM and / or TDM channels is dynamic mixing takes place by the radio terminals involved with the objectives of optimizing the reception line to minimize interference in the system and / or optimize the quality of service the operated radio link (measured via the bit error rate) using suitable methods (Algorithms) or the associated (measuring and control) equipment. The Ka Channel selection or change of a channel takes place after consultation between the terms involved nals with the help of suitable protocols (algorithms), the respective reception situation regarding all or some of the channels in question are determined and exchanged and a cheaper one (full duplex) FDM / TDM channel selected in agreement with the participating terminals and in Is put into operation. The initiative for a channel change can be made by any central or Go out subscriber terminal. The radio terminals are equipped to carry out these tasks via measuring devices for monitoring those not operated at the time of the measurement FDM and TDM channels, parallel and quasi-simultaneously to operate other channels used. The transmission capacity in the form of channels of the PMP system is available on request from Be assigned to user terminals for a limited or unlimited period. The total capacity of the PMP system can therefore be optimally divided between the supplied user terminals because it is made available to the terminals dynamically (possibly partially statically).

Die vorliegende Erfindung erweitert das System nach [1] um den gleichzeitigen Betrieb in deutlich unterschiedlichen Frequenzbändern, um den Bedürfnissen der verschiedenen Benutzer gruppen und der Verfügbarkeit von Frequenzen für diesen Zweck Rechnung zu tragen.The present invention extends the system according to [1] to the simultaneous operation in clearly different frequency bands to meet the needs of different users groups and the availability of frequencies for this purpose.

literature

1. [1] DE 196 05 873 A1
2. [2] Pilger, U .: Structure of the DECT standard. In: Telecommunications, Electronics, Berlin 42 , Issue 1, 1992, pp. 23-29

Claims

1. Point-to-multipoint radio system for connecting a central fixed terminal, which is called a fixed station, to several fixed user terminals via one or more parallel FDM channels in the radio frequency bands provided for this purpose, using the synchronous time-division multiplexing method to form TDM channels within of FDM channels by means of periodic pulse frames for the transmission of continuous message streams and / or discontinuous sequences of message packets, whereby at least one TDM channel is used per FDM channel, characterized in that the base station with RF output stages for one or more mobile radio frequency ranges and HF power amplifiers for radio frequency ranges is equipped to connect user terminals without and user terminals with line of sight at the same time in their own frequency ranges to a uniform communication system that uses a specific frequency band-independent protocol stack for the Radio interface is characterized, and that the users have minals radio output stages to communicate either in a mobile radio frequency range without line of sight or in a directional radio frequency range with line of sight, or optionally in one or simultaneously in both frequency ranges with the same base station, the capacity of the simultaneously operated mobile radio and Directional radio frequency ranges managed by a system of the base station and the respective user terminals for connections permanently or as required.

2. PMP radio system according to claim 1, characterized in that the channel selection of FDM and / or TDM channels takes place dynamically.

3. PMP radio system according to claim 1 or claim 2, characterized in that during of the operation of a radio link, the terminals involved an evaluation of all or some carry out unused channels themselves.

4. PMP radio system according to claims 1 or 3, characterized in that during the Operation of a radio link in the event of a malfunction or unsatisfactory quality of service of the current ge used channel, in consultation with the partner terminal at the other end of the radio link, dynamic, during the operation of the radio link, with little or no data loss is switched to another channel.

5. PMP radio system according to claims 1, 3 or 4, characterized in that FDM and / or TDM channel change can only be carried out if due to the mutual Exchange and comparison of measurement data with respect to both transmission directions of betei terminals with regard to possible target channels no significant interference from other radio distances can be expected.

6. PMP radio system according to claims 1, 3, 4 or 5, characterized in that external by a network management function threshold values for quality of service parameters and used Algorithms for channel evaluation and channel change are specified, which are decentralized are used in the terminals, and that states and measured values are queried in terminals can be.

7. PMP radio system according to claims 1, 3, 4, 5 or 6, characterized in that the parameters measured and calculated before and / or in operation in tables per FDM / TDM Channel in each station and used as a basis for decision making and Terminals, based on these tables, algorithms for comparative evaluation of the ent use speaking channels.

8. PMP radio system according to one of the preceding claims, characterized in
that the transmission power P _S used by a terminal is coded in stages, the value P _S currently used on each radio link is periodically transmitted as a network management message from each terminal and is reported to the network management via an administration channel,
and that terminals choose the FDM / TDM channel that achieves the desired quality of service with the lowest transmission power.

9. PMP radio system according to one of claims 1 to 8, in which both transmission directions by using a method for directional separation in the time domain by reserve tion of a certain number of time slots of the pulse frame for each transmission direction are transmitted over the same FDM channel.

10. PMP radio system according to one of claims 1 to 8, in which both transmission directions by using a method for directional separation in the frequency domain via ver different FDM / FDM channels are transmitted.

11. PMP radio system according to one of claims 1 to 10, wherein the transmission capacities for the coming and going direction, from the point of view of the subscriber terminal, the same or are different and the sums of all coming and going from the central terminal Transmission capacities of the channels are the same or different.

12. PMP radio system according to one of claims 1 to 11, in which the radio supply of the zen central terminals on a horizontal sector with 30 °, 60 °, 90 °, or 120 ° opening angle and a vertical sector with typically 30 ° opening angle or less is limited, so that an antenna gain occurs at the central terminal and for a circular area supply around the central point at the base station one or more central terminals must be operated with their own antenna systems for each sector, the users work with or without directional antennas and corresponding antenna gain.

13. PMP radio system according to one of claims 1 to 11, in which the radio supply of the zen central terminals on a horizontal sector with a small opening angle and a verti kalen sector with a small opening angle is limited, with one or more central Terminals mechanically or electronically pivot the radiation-shaped antenna pattern, to enable a connection to the respective user terminal and the Störlei to limit the radio system to a minimum of what is necessary.

14. PMP radio system according to one of claims 1 to 13, wherein the central terminal Informa tion on the utilization of the operated fixed radio connections and freely available unge used channel capacity and the user terminals have network management bar, whereby channels reserved and known for existing radio links are provided and known made and respected, even if they are temporarily not used.

15. PMP radio system according to claim 14, wherein user terminals temporarily certain channels your permanent connection from / to the central terminal for temporary or permanent assignment offer to other radio links of the same radio system.

16. PMP radio system according to claims 14 or 15, in which user terminals and the central terminal via facilities for dynamic setup and triggering of FDM / TDM channels have the transmission capacity of a radio link with or adapt to current needs without consulting the central terminal by they use their facilities for dynamic channel selection.

17. PMP radio system according to one of claims 14 to 16, in which unused channels Wear identification to distinguish their state, which is available or occupied can.

18. PMP radio system according to one of claims 14-17, wherein the transmission capacity ei A permanently connected radio link dynamically meets the current needs of communication terminal is adapted.

19. PMP radio system according to one of claims 1-18, in which the actual and the temporal additional transmission capacity used is billed.

20. PMP radio system according to one of claims 1-19 in which several FDM Channels are operated for the same connection and individual channels of the connection dy Namely be changed to the quality of service with unchanged or dynamically increased or reduced transmission capacity.