CH680824A5

CH680824A5 - Battery-operated portable radio telephone - verifies correct reception of signal provided by central station to initiate switching in of standby receiver

Info

Publication number: CH680824A5
Application number: CH2608/90A
Authority: CH
Inventors: Helmut Koechler
Original assignee: Erika Koechler
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-11-13

Abstract

The radio telephone, linked to a central station for communication between the different subscribers, has two radio receivers (SPE, NE), one of which acts as a standby receiver (NE) and is only switched into operation when a continuous signal provided by the central station is not correctly received by the first receiver (SPE), which has a lower reception power. Pref. the continuous signal exhibits a repetitive signal sequence which is evaluated upon reception to verify the correct reception and initiate switching to the standby receiver. The battery is switched out during switching over from one receiver (SPE) to the other. ADVANTAGE - Reduced battery drainage by use of high power receiver only when required.

Description

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

CH 680 824 A5 CH 680 824 A5

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein batteriegespiesenes Funkgerät für ein Funknetz mit mindestens einer Zentrale, über welche der Verkehr zwischen den Funkgeräten abgewickelt wird, wobei die Zentrale zur dauernden Aussendung von normierten Signalen ausgebildet ist. Bei mobilen Handsprechfunkgeräten, welche in solchen Netzen Verwendung finden, stellt sich das grosse Problem, dass sie wegen ihrem relativ kleinen Energiespeicher (Batterie) und dem dauernden Betrieb des Empfängers lediglich eine relativ kurze, zeitlich begrenzte Einsatzdauer besitzen. Die Batteriekapazität reicht in der Regel nicht einmal aus, um ein solches Gerät während eines vollen Arbeitstags zu betreiben. Da die Batterien in der Regel über Nacht wieder aufgeladen werden können, wäre es indessen notwendig, den Betrieb mindestens für die Dauer von ca. 10 h sicherstellen zu können. Da der Stand der Technik heute den Einsatz besserer Energiespeicher nicht zulässt, könnte eine Verlängerung der Betriebsdauer nur über eine Reduktion der Leistungsaufnahme der Geräte erfolgen. The invention relates to a battery-powered radio for a radio network with at least one center, via which the traffic between the radios is processed, the center being designed for the continuous transmission of standardized signals. The problem with mobile hand-held radios that are used in such networks is that, because of their relatively small energy store (battery) and the continuous operation of the receiver, they only have a relatively short, time-limited period of use. The battery capacity is usually not even sufficient to operate such a device during a full working day. However, since the batteries can usually be recharged overnight, it would be necessary to be able to ensure operation for at least about 10 hours. Since the state of the art does not allow the use of better energy storage devices today, the operating time could only be extended by reducing the power consumption of the devices.

Die durch verschiedene Behörden und Verbände auferlegten Empfängerparameter fordern jedoch einen Empfänger, welcher nicht auf minimalen Leistungsverbrauch entwickelt werden kann. However, the receiver parameters imposed by various authorities and associations require a receiver that cannot be developed for minimal power consumption.

Es stellt sich damit die Aufgabe, ein Funkgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Einsatzdauer unter Einhaltung der vorgeschriebenen Empfangsparameter merklich verlängert ist. It is therefore the task of creating a radio of the type mentioned at the beginning, the period of use of which is noticeably extended while observing the prescribed reception parameters.

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmaien gelöst. This object is achieved by the features specified in claim 1.

Der erste Funksignalempfänger, der geringere Empfängerparameter, aber auch eine kleinere Leistungsaufnahme besitzt, gewährleistet den Empfang für etwa 95% der Zeit. Er benötigt wesentlich weniger Leistung als der zweite, als Normempfänger ausgebildete Funksignalempfänger, welcher nur während den restlichen 5% der Zeit in Betrieb ist. Damit lässt sich die Stand-by-Leistungsaufnahme stark verringern. The first radio signal receiver, which has lower receiver parameters but also a lower power consumption, guarantees reception for about 95% of the time. It requires considerably less power than the second radio signal receiver, which is designed as a standard receiver and is only in operation for the remaining 5% of the time. This can greatly reduce the standby power consumption.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen: An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. In it show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Funknetzes, und Fig. 1 is a schematic representation of the radio network, and

Fig. 2 ein Blockdiagramm der auf die Erfindung bezogenen Elemente eines Funkgerätes in diesem Netz. Fig. 2 is a block diagram of the elements of a radio in this network related to the invention.

Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung geht von einem in Bündelfunktechnik betriebenen Funknetz aus, das fachsprachlich als «trunking system» bezeichnet wird. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist daran, dass es sich um ein System mit dauernder Signalisation handelt. Die Erfindung lässt sich indessen auch in anderen solchen Systemen anwenden. The exemplary embodiment of the invention described here is based on a radio network operated in trunked radio technology, which is referred to in technical terms as a “trunking system”. It is essential for the present invention that it is a system with permanent signaling. However, the invention can also be used in other such systems.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird von einer Zentrale Z dauernd eine normierte, digitale Zeichenfolge P gemäss einem festgelegten Protokoll übermittelt und von den Sprechfunkgeräten Fi, F2 ... empfangen. In jedem dieser Funkgeräte werden die empfangenen Zeichenfolgen insbesondere darauf hin ausgewertet, ob die Adresse des betreffenden Geräts bzw. für es bestimmte Befehle übermittelt werden. Die Verbindungsaufnahme zwischen zwei Funkgeräten Fi, F2, setzt die Zuteilung eines bestimmten Übertragungskanals Kn auf einer zugeteilten Frequenz voraus, auf welche beide Funkgeräte durch Befehl aus der Zentrale umgeschaltet werden. Über diesen Übertragungskanal kommunizieren die Funkgeräte, wobei sowohl Sprache als auch Daten übertragen werden können. Jedes Funkgerät Fi, F2 besitzt hierzu einen Sender S und einen Normempfänger NE, der den CEPT-Normen entspricht. In the present exemplary embodiment, a standardized, digital character string P is continuously transmitted by a control center Z in accordance with a defined protocol and received by the radio radios Fi, F2. In each of these radio devices, the character strings received are evaluated in particular to determine whether the address of the device in question or commands intended for it are being transmitted. The establishment of a connection between two radio devices Fi, F2, requires the allocation of a specific transmission channel Kn on an allocated frequency, to which both radio devices are switched by command from the center. The radio devices communicate via this transmission channel, whereby both voice and data can be transmitted. For this purpose, each radio device Fi, F2 has a transmitter S and a standard receiver NE, which corresponds to the CEPT standards.

Im Stand-by-Betrieb empfangen die Funkgeräte Fi, F2, .... dauernd die von der Zentrale übermittelten Zeichenfolgen P und werten sie aus. Ihr Empfänger muss also dauernd eingeschaltet sein. In stand-by mode, the radio devices Fi, F2, .... continuously receive the character strings P transmitted by the control center and evaluate them. Your receiver must therefore be switched on continuously.

Bei den bisher eingesetzten Normempfängern ergibt sich damit bei durchschnittlichem Betrieb folgender Verbrauch: With the standard receivers used up to now, the average consumption is as follows:

Funktion function

Stromverbrauch Power consumption

Aktiv active

% %

mA mA

min/h min / h

Senden Send

2000 2000

1 1

1.67 1.67

Empfangen mit Lautsprecher Receive with loudspeaker

160 160

1 1

1.67 1.67

Empfangen, Stand-by Receive, stand-by

55 55

58 58

96.67 96.67

Bei einer Akkukapazität von 700 mAh folgt daraus eine Betriebsautonomie von maximal 7.8 h, was in der Praxis zu kurz ist. With a battery capacity of 700 mAh, this results in operating autonomy of a maximum of 7.8 h, which is too short in practice.

In Fig. 2 ist nun ein erfindungsgemäss abgewandeltes Funkgerät F in einem Blockdiagramm gezeigt. Der Klarheit halber sind nur diejenigen Komponenten dargestellt, denen im Rahmen der Erfindung eine besondere Funktion zukommt. Die restliche Struktur solcher Funkgeräte ist aus dem Stand der Technik bekannt. Das Funkgerät besitzt neben einem Normenempfänger NE an sich bekannter Art einen weiteren Empfänger, der als Sparempfänger SPE bezeichnet wird. Er besitzt eine kleinere Signalempfindlichkeit und hat einen kleineren Leistungsbedarf als der Normempfänger. Die Signalempfindlichkeit ist aber A radio device F modified according to the invention is now shown in a block diagram in FIG. For the sake of clarity, only those components are shown which have a special function within the scope of the invention. The remaining structure of such radio devices is known from the prior art. In addition to a standard receiver NE in a manner known per se, the radio also has a further receiver, which is referred to as an economy receiver SPE. It has a lower signal sensitivity and has a lower power requirement than the standard receiver. The signal sensitivity is however

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

CH 680 824 A5 CH 680 824 A5

noch so gut, dass während einem überwiegenden Teil (ca. 95%) des Stand-by-Betriebs, das von der Zentrale Z übermittelte Protokoll P korrekt empfangen wird. Ein solcher Sparempfänger SPE kann im Stand-by-Betrieb mit einem Stromverbrauch von 20 mA (gegenüber 55 mA beim Normempfänger) betrieben werden. Für den kleineren Teil der Zeit (ca. 5%), während welcher widrige Funkbedingungen herrschen, steht weiterhin der Normempfänger für den Empfang der Funksignale zur Verfügung, so dass die CEPT-Normen erfüllt sind. so good that during a predominant part (approx. 95%) of the stand-by operation, the protocol P transmitted by the central station Z is correctly received. Such a SPE savings receiver can be operated in standby mode with a power consumption of 20 mA (compared to 55 mA for the standard receiver). For the smaller part of the time (approx. 5%) during which adverse radio conditions prevail, the standard receiver is still available for the reception of the radio signals, so that the CEPT standards are met.

Das Funkgerät besitzt ferner eine Auswert- und Steuereinheit 1, die durch einen Mikroprozessor 1 realisiert ist. Mit dieser Auswert- und Steuereinheit 1 wird die Umschaltung zwischen den zwei Empfängern bewerkstelligt. Dies kann z.B. durch wahlweises Anschalten des einen bzw. anderen Empfängers NE, SPE an eine Akkuspeisung 2 über einen gesteuerten Schalter 3 erfolgen. The radio also has an evaluation and control unit 1, which is implemented by a microprocessor 1. With this evaluation and control unit 1, the switchover between the two receivers is accomplished. This can e.g. by optionally switching on one or the other receiver NE, SPE to a battery supply 2 via a controlled switch 3.

Der Umschaitentscheid wird im Mikroprozessor 1 wie folgt getroffen. Das Funkgerät wird in der Regel mit dem Sparempfänger SPE betrieben. Dieser ist, wie in Fig. 2 gezeigt, an die Speisung 2 angeschlossen. Er empfängt fortwährend das von der Zentralstation Z dauernd übermittelte Protokoll, das in einem Dekodierer 4 dekodiert wird, und als Digitalsignal an die Auswerte- und Steuereinheit gelangt. Dort wird das Signal ausgewertet. Wird nun festgestellt, dass das Protokoll nicht mehr korrekt empfangen wird, so erfolgt die Umschaltung auf den Normempfänger NE mit höherer Empfindlichkeit, wodurch die Verschlechterung der Funkbedingungen kompensiert werden kann. The switch decision is made in microprocessor 1 as follows. The radio is usually operated with the SPE savings receiver. As shown in FIG. 2, this is connected to the supply 2. It continuously receives the protocol continuously transmitted by the central station Z, which is decoded in a decoder 4, and reaches the evaluation and control unit as a digital signal. The signal is evaluated there. If it is now determined that the protocol is no longer received correctly, the switchover to the standard receiver NE takes place with higher sensitivity, as a result of which the deterioration in the radio conditions can be compensated for.

Das von der Zentralstation Z übermittelte Protokoll wird nun vom Normempfänger NE empfangen und zur Auswertung an den Mikroprozessor 1 geleitet. Mit der Umschaltung auf den Normempfänger wird ein im Mikroprozessor 1 vorgesehener Zeitgeber gestartet. Nach Ablauf einer wählbaren Zeitspanne, z.B. 1 min., wird selbsttätig wieder auf den Sparempfänger zurückgeschaltet. Ist der Empfang durch den Sparempfänger immer noch ungenügend, so wird sogleich wieder der Normempfänger eingeschaltet. Andernfalls bleibt der Sparempfänger bis auf weiteres in Betrieb. The protocol transmitted by the central station Z is now received by the standard receiver NE and sent to the microprocessor 1 for evaluation. When switching over to the standard receiver, a timer provided in the microprocessor 1 is started. After a selectable period of time, e.g. 1 min., Is automatically switched back to the economy receiver. If reception by the economy recipient is still insufficient, the standard recipient is immediately switched on again. Otherwise, the savings recipient will remain in operation until further notice.

Diese Betriebsweise gilt für den Stand-by-Betrieb, während welchem die Empfänger die übermittelten Protokolle laufend auswerten. Wird über die Zentrale Z zwischen zwei Funkgeräten Fi, F2 eine Verbindung etabliert, so wird für die Zeit der Verbindung mit Vorteil der Normempfänger verwendet. Dies schlägt sich gemäss den obigen Angaben nicht wesentlich in der durchschnittlichen Leistungsaufnahme nieder, da die effektive Kommunikationszeit zwischen Funkgeräten im Vergleich zur Stand-by-Zeit klein ist. This mode of operation applies to the standby mode, during which the receivers continuously evaluate the transmitted protocols. If a connection is established via the control center Z between two radio devices Fi, F2, the standard receiver is advantageously used for the time of the connection. According to the above information, this is not significantly reflected in the average power consumption, since the effective communication time between radio devices is small compared to the standby time.

Unter den bereits definierten Betriebsbedingungen und einem Verbrauch des Sparempfängers von 20 mA erhöht sich die Betriebsautonomie bei gleicher Batteriekapazität auf 12,6 h. Dies stellt sicher, dass das Funkgerät bei durchschnittlichem Einsatz während mehr als einem Arbeitstag ohne Zwischenaufladung des Akku 2 betrieben werden kann. Dabei tritt keinerlei Beeinträchtigung des Empfangs auf, welcher weiterhin gemäss den CEPT-Normen erfolgt. Under the already defined operating conditions and a 20 mA consumption of the economy receiver, the operating autonomy increases to 12.6 h with the same battery capacity. This ensures that, with average use, the radio can be operated for more than one working day without recharging the battery 2. There is no interference with reception, which continues to take place in accordance with the CEPT standards.

Claims

1. Battery powered radio for a radio network with at least one center (Z), via which the traffic between the radios is handled, the center being designed for the continuous transmission of standardized signals (P), characterized in that the radio (F) has two Has radio signal receiver (SPE, NE), of which the first does not have to contain the required receiver parameters and therefore has a lower power consumption than the second, that device control (1) is also provided, by means of which the first receiver (SPE) can be switched on and off for as long as possible the second receiver (NE) remains switched off for as long as the signals (P) continuously emitted by the control center can be received correctly in the first receiver (SPE), and that if the device controller detects inadequate reception, the second receiver (NE), which has the required receiver parameters, is switched on.

2. A radio according to claim 1, wherein the signal (P) continuously emitted by the control center (Z) represents fixed signal character strings, characterized in that in the device controller (1) for the detection of sufficient reception of these character strings are evaluated, with the second receiver (NE) is switched as soon as these character strings can no longer be determined in the device control (1).

3. Radio device according to claim 1, wherein the standardized signal continuously transmitted from the center (Z) is a signal string transmitted according to a transmission protocol with addresses and command signals for switching certain radio devices to a common transmission channel (Kn) for the message exchange between these radio devices, characterized that the second receiver (NE) is switched on for this message exchange.

4. Radio according to one of the preceding claims, characterized in that the switchover between the two radio signal receivers (SPE, NE) is carried out by switching the battery supply (2) on and off accordingly.

5. Radio according to one of the preceding claims, characterized in that the device control (1) has a timer and that when determined, insufficient reception for a time determined by the timer from the first to the second receiver (NE) and then back to the first (SPE) is switched.

3rd

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

CH 680 824 A5

6. trunked radio system with radio device according to one of the preceding claims, characterized in that the central station (Z) controls the establishment of connection between two radio devices (Fi, F2) and assigns each one its own transmission channel (Kn) for communication, via which between the radio devices in question Messages are exchanged.

4th