CZ20001871A3 - Účastnický terminál pro bezdrátový telekomunikační systém, první a druhá jednotka pro zpracování signálu a způsob komunikace přes bezdrátové spojení - Google Patents

Abstract

Účastnický terminál je pro komunikaci přes bezdrátový spoj s ústředním terminálem bezdrátového telekomunikačního systému a zahrnuje: první jednotku (110) pro zpracování . signálu, spojitelnou anténou (100) pro vysílání a příjem signálů přes bezdrátový spoj na prvních frekvencích uvnitř pracovního frekvenčního pásma. První jednotka (110) pro * zpracování signálu zahrnuje měnič frekvence pro konverzi signálů mezi uvedenými frekvencemi a druhou frekvencí. Dále účastnický terminál zahrnuje druhou jednotku (130) pro zpracování signálu, vzdálenou od první jednotky (110) pro zpracování signálu a spojitelnou s prvkem (150) telekomunikačního vybavení pro předávání signálů mezi uvedeným prvkem telekomunikačního vybavení a první jednotkou (110) pro zpracování signálu. Druhá jednotka (130) pro zpracování signálu je vytvořena z obvodu pro zpracování signálu, kletý je nezávislý na pracovním frekvenčním pásmu. Signál je předáván mezi první jednotkou (110) pro zpracování signálu a druhou jednotkou (130) pro zpracování signálu na druhé frekvenci přes spojovací médium (120).

Description

Účastnický terminál pro bezdrátový telekomunikační systém, první a druhá jednotka pro zpracování signálu a způsob komunikace přes bezdrátové spojení

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká obecně bezdrátových telekomunikačních systémů a zejména účastnických terminálů pro bezdrátové telekomunikační systémy.

Dosavadní stav techniky

Dříve již byl navržen bezdrátový telekomunikační systém, ve kterém je geografická oblast rozdělena do buněk, přičemž každá buňka má jeden nebo více ústředních terminálů (CT) pro komunikaci přes bezdrátové spoje s množstvím účastnických terminálů (ST) v buňce. Tyto bezdrátové spoje jsou realizovány přes předem určené frekvenční kanály, přičemž frekvenční kanál obvykle sestává z jedné frekvence pro vzestupné signály od účastnického terminálu k ústřednímu terminálu a další frekvence pro sestupné signály od ústředního terminálu k účastnickému terminálu.

Tento systém nalézá velkou šíři možných uplatnění, například ve venkovských, vzdálených nebo řídce obydlených oblastech, kde cena položení trvalých drátových nebo optických kabelových sítí by byla příliš veliká, ve značně zastavených oblastech, kde běžné drátové systémy jsou na plném výkonu nebo cena položení takových systémů by byla příliš veliká nebo by položení těchto systémů příliš narušovalo existující infrastrukturu, a podobně.

V jednom provedení může být ústřední terminál spojen s telefonní sítí a existuje pro předávání zpráv od • 9 • · •9 9·9 ·

9 ·«

9 ·· účastnických terminálů v buňce, řízené ústředním terminálem, do telefonní sítě a obráceně. Prostřednictvím tohoto přístupu může prvek telekomunikačního vybavení, spojený s účastnickým terminálem, provádět očchozí hovor do telefonní sítě a může přijímat příchozí hovory z telefonní sítě.

Takový bezdrátový telekomunikační systém ale není omezen na použití s telefonními signály, ale mohl by namísto toho zpracovávat jakýkoliv další vhodný typ telekomunikačního signálu, jako jsou video signály nebo datové signály, jako jsou signály používané pro přenos dat po internetu, a mohl by být použit pro podporu nových technologií, jako jsou širokopásmové technologie a technologie videa na vyžádání.

Obr. 1 ilustruje příklad uspořádání pro účastnický 15 terminál 20 pro takový bezdrátový telekomunikační systém.

Obr. 1 zahrnuje schematickou reprezentaci zákaznické budovy

22.. Zákaznická rádiová jednotka (CRU) 24 je obvykle namontována na zákaznické budově 22. Tato zákaznická rádiová jednotka 24 zahrnuje plochou deskovou anténu 23 nebo podobně.

Zákaznická rádiová jednotka 24 je namontována v takovém místě ²⁰ j — j na zákaznické budově 22., nebo na sloupu a podobně, a v orientaci takové, že plochá desková anténa 23 uvnitř zákaznické rádiové jednotky 24 směřuje ve směru 26 k ústřednímu terminálu 10 pro obslužnou oblast, ve které je tato zákaznická rádiová jednotka 24 umístěna.

^—

Zákaznická rádiová jednotka 24 je obvykle spojena přes vývodní vedení 28 s jednotkou 30 zdroje napájení (PSU) uvnitř zákaznické budovy 22. Tato jednotka 30 zdroje napájení je spojena s místním napájecím zdrojem pro zajištění napájení pro zákaznickou rádiovou jednotku 24 a jednotku 32 síťového terminálu (NTU). Zákaznická rádiová jednotka 24 je rovněž • · ·· ···· spojena přes jednotku 30 zdroje napájení s jednotkou 32 síťového terminálu, která je dále spojena s telekomunikačním vybavením v zákaznické budově 22., například s jedním nebo více telefony 34, faksimilními zařízeními 36 a počítači 38.

Telekomunikační vybavení je reprezentováno tak, že je uvnitř jedné zákaznické budovy. Tak to ale samozřejmě nemusí být vždy, protože účastnický terminál 20 může podporovat více, než pouze jednu línku, takže množství prvků účastnického telekomunikačního vybavení může být podporováno jedním účastnickým terminálem 20.. Účastnický terminál 20 může být rovněž uspořádán tak, aby podporoval analogovou a číslicovou telekomunikaci, například analogovou komunikaci při rychlostech 16, 32 nebo 64 kbit/s nebo číslicovou komunikaci podle standardu ISDN BRA.

CRU 24 obvykle obsahuje všechny z potřebných zpracovatelských obvodů pro přeměnu příchozích bezdrátových telekomunikačních signálů na signály rozpoznatelné prvkem telekomunikačního vybavení a rovněž pro přeměnu takových signálů z těchto prvků telekomunikačního vybavení na bezdrátové telekomunikační signály pro vysílání z antény 23.

Značným problémem u tohoto přístupu je to, že CRU 24 je v případě nahrazení nákladným prvkem vybavení. Protože je tato jednotka obvykle umístěna na vnějšku zákaznických budov, je častým cílem krádeže. Navíc všechny z komponentů uvnitř CRU 24 musí být schopny vydržet vystavení měnícím se klimatickým podmínkám, což je důsledkem toho, že CRU 24 ~je montována z vnějšku. Například tak tyto komponenty musí být schopny vydržet značné změny v teplotě a změny ve vlhkosti.

Ovšem jedním důvodem, proč CRU 24 již začlenila všechny z potřebných zpracovatelských obvodů pro přeměnu * 4

V »4 ·4 44444444 • 44 · 4 4 · · · 4 • 4 4444 444 44 4« ·4 příchozích bezdrátových telekomunikačních signálů na signály rozpoznatelné prvky bezdrátového vybavení je to, že snižuje technickou složitost účastnického terminálu tím, že má všechny ze zpracovatelských obvodů v jednom pouzdru.

Navíc problémy s útlumem bezdrátových signálů, přenášených mezi ústředním terminálem a účastnickým terminálem a obráceně již dříve diktovaly, aby zpracovatelské obvody účastnického terminálu byly umístěny ve fyzické blízkosti antény 23. Pro ilustraci tohoto jevu je zřejmé, že signál vysílaný z ústředního terminálu na předem stanovené výkonové úrovni bude utlumován, jak se šíří k anténě 23. účastnického terminálu 20. Jakmile již byl signál přijat anténou 23 dojde zde rovněž k dalšímu utlumení uvnitř účastnického terminálu, jak je signál předáván od antény do zpracovatelských obvodů uvnitř účastnického terminálu. Zjevně čím dále od antény jsou tyto zpracovatelské obvody, tím větší pravděpodobně bude útlum. Bude určena prahová hodnota síly signálu, pod kterou signál nemůže být zpracováván zpracovatelskými obvody uvnitř účastnického terminálu 20. Tudíž, aby se zlepšil rozsah bezdrátového telekomunikačního systému, bylo považováno za žádoucí minimalizovat vzdálenost mezi anténou 23 a zpracovatelskými obvody účastnického terminálu, použitými pro zpracování přijímaného signálu.

Shora uvedené požadavky vedly k vytvoření účastnických terminálů, jako je terminál ilustrovaný na obr. 1, u kterých byla drahá zákaznická rádiová jednotka 24, zkonstruovaná pro vydržení vystavení měnícím se klimatickým podmínkám, namontována na vnějšku zákaznických budov.

« « • Φ φφφφ

Φ 4 φφφ · φ · • · φ · · · φ • · · · · φ« φ φ

Podstata vynálezu

Z hlediska prvního aspektu předkládaného vynálezu je vytvořen účastnický terminál pro komunikaci přes bezdrátový spoj s ústředním terminálem bezdrátového telekomunikačního 5 systému, přičemž účastnický terminál zahrnuje: první jednotku pro zpracování signálu, spojitelnou s anténou pro vysílání a příjem signálů přes bezdrátový spoj na prvních frekvencích uvnitř pracovního frekvenčního pásma, tato první jednotka pro zpracování signálu zahrnuje měnič frekvence pro konverzi signálů mezi uvedenými prvními frekvencemi a druhou frekvencí; druhou jednotku pro zpracování signálu, vzdálenou od první jednotky pro zpracování signálu a spojitelnou s prvkem telekomunikačního vybavení pro předávání signálů mezi uvedeným prvkem telekomunikačního vybavení a první jednotkou 15 pro zpracování signálu, tato druhá jednotka pro zpracování signálu je vytvořena z obvodu pro zpracování signálu, který je nezávislý na pracovním frekvenčním pásmu, přičemž signál je předáván mezi první jednotkou pro zpracování signálu a druhou jednotkou pro zpracování signálu na druhé frekvenci přes spojovací médium spojující první a druhou jednotku pro zpracování signálu; a komunikační linku pro umožnění předávání řídících signálů mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu, přičemž tato komunikační linka je vytvořena přes spojovací médium a řídící signály jsou 25 vydávány na předem stanovené frekvenci odlišné od uvedené druhé frekvence.

Podle předkládaného vynálezu účastnický terminál zahrnuje dvě oddělené jednotky pro zpracování signálu,

2Q přičemž první jednotka pro zpracování signálu je spojitelná s anténou účastnického terminálu a druhá jednotka pro • ♦ φ · · ·

R ♦ 9

99*9 • · 9·9 ·· • ♦ 9 I

9* 9* zpracování signálu je spojitelná s prvkem telekomunikačního vybavení, spojeného s účastnickým terminálem. Signály jsou vysílány z antény a přijímány anténou přes bezdrátový spoj na prvních frekvencích uvnitř pracovního frekvenčního pásma. Podle předkládaného vynálezu první jednotka pro zpracování signálu zahrnuje měnič frekvence pro konverzi signálů mezi uvedenými prvními frekvencemi a druhou frekvencí. Obvykle druhá frekvence bude menší než první frekvence.

První a druhá jednotka pro zpracování signálu jsou spojeny přes spojovací médium a telekomunikační signály jsou potom předávány mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu přes toto spojovací médium na druhé frekvenci.

Při tomto přístupu druhá jednotka pro zpracování signálu může být potom vytvořena z obvodu pro zpracování signálu, který je nezávislý na pracovním frekvenčním pásmu. Tudíž stejná jednotka pro zpracování signálu může být použita bez ohledu na pracovní frekvenční pásmo použité pro bezdrátové komunikace mezi účastnickým terminálem a ústředním terminálem. Navíc shora popisovaný přístup podstatně snižuje množství obvodů požadovaných uvnitř první jednotky pro zpracování signálu, sdružené s anténou, čímž se snižuje složitost první jednotky pro zpracování signálu.

Vlastní poloha první a druhé jednotky pro zpracování signálu uvnitř zákaznických budov je věcí volby při instalaci. Protože ale první jednotka pro zpracování signálu je sdružena s anténou, je pravděpodobně montována v blízkosti antény a tudíž je pravděpodobně montována z vnějšku. V takovém provedení účastnický terminál podle předkládaného vynálezu nabízí značné výhody oproti dosavadnímu stavu techniky, protože první jednotka pro zpracování signálu * φ φ φφφ · · · φ φ* ··< ··· «I φ* ·· obsahuje podstatně méně zpracovatelských obvodů, než zákaznická rádiová jednotka účastnického terminálu podle dosavadního stavu techniky. Navíc podstatná část zpracování, která byla předtím prováděna v zákaznické rádiové jednotce, je podle předkládaného vynálezu prováděna v druhé jednotce pro zpracování signálu, sdružené s prvkem telekomunikačního vybavení. Za předpokladu, že první jednotka pro zpracování signálu je vyrobena pro vydržení venkovního použití, pak komponenty uvnitř první jednotky pro zpracování signálu budou schopné vydržet vystavené měnícím se klimatickým podmínkám stejným způsobem, jako musely tyto klimatické podmínky vydržet komponenty uvnitř zákaznické rádiové jednotky podle dosavadního stavu techniky. Protože ale první jednotka pro zpracování signálu má podstatně méně komponentů, je levnější vyrobit první jednotku pro zpracování signálu s potřebnými specifikacemi, než vyrobit zákaznickou rádiovou jednotku podle dosavadního stavu techniky.

Když je tedy první jednotka pro zpracování signálu levnější než zákaznická rádiová jednotka podle dosavadního . , stavu techniky, pak je rovněž méně žádoucím cílem krádeže, než zákaznická rádiová jednotka účastnického terminálu podle dosavadního stavu techniky.

Jak bylo zmiňováno dříve, přesné umístění první a druhé jednotky pro zpracování signálu je věcí volby při instalaci. Ve výhodných provedení je ale první jednotka pro zpracováni signálu uspořádána pro montáž na vnějšku zákaznických budov, zatímco druhá jednotka pro zpracování signálu je uspořádána pro umístění uvnitř zákaznických budov.

3Q Protože první jednotka pro zpracování signálu je určena ve výhodných provedeních pro montáž na vnějšku • · · • · · * ·«» ·· » « * I ·· ·· zákaznických budov, pak musí být vyrobena s vhodnou specifikací, která zajistí uspokojivý provoz první jednotky pro zpracování signálu při takovéto venkovní montáži.

Příklady podmínek prostředí, které by obvykle měly být uvažovány při konstruování první jednotky pro zpracování signálu jsou změny teploty, vlhkost, koroze, ochrana proti pronikání vlhkosti, vibrace, a podobně.

Ve výhodných provedeních je ale druhá jednotka pro zpracování signálu uspořádána pro umístění uvnitř zákaznických budov a tudíž nemusí být vyrobena s takovýmito náročnými specifikacemi. Ačkoliv stejné obecné vlivy prostředí jsou pravděpodobně opět uvažovány při konstruování druhé jednotky pro zpracování signálu, je zcela zjevné, že vlivy prostředí v tomto případě pravděpodobně nebudou ukládat taková přísná omezení na jednotku pro zpracování signálu, určenou pro vnitřní použití.

Spojovací médium spojující první a druhou jednotku pro zpracování signálu může být jakékoliv vhodné spojovací médium pro vysílání telekomunikačních signálů na druhé frekvenci mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu. Ve výhodných provedeních je ale spojovacím médiem kabel, po kterém jsou vedeny signály na druhé frekvenci. Výhodně je tímto kabelem koaxiální kabel. Útlum signálu, vysílaného přes koaxiální kabel, se zvětšuje s frekvencí signálu. To může být kompenzováno do určité míry prostřednictvím vhodného zesílení signálu před jeho přenosem přes koaxiální kabel. Na rádiových (vysokých) frekvencích, používaných pro komunikace přes bezdrátový spoj mezi ústředním terminálem a účastnickým terminálem, které mají hodnotu řádově GHz, bylo zjištěno, že koaxiální kabel

I · 9

9999 > 9 9 «

99 utlumuje signál v nepřijatelné míře. Vhodnou volbou druhé frekvence, která je nižší, než frekvence použité pro bezdrátový spoj, bylo ale zjištěno, že koaxiální kabel poskytuje vhodné médium pro přenos signálů mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu. To je podstatnou výhodou, protože koaxiální kabel je relativně levný a tudíž použití koaxiálního kabelu pro přenos signálů mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu pomáhá snížit celkovou cenu účastnického terminálu. Další výhodou koaxiálního kabelu je to, že lze relativně snadno ukončit.

Ve výhodných provedeních druhá frekvence zahrnuje sestupnou druhou frekvenci pro signály převáděné z první jednotky pro zpracování signálu do druhé jednotky pro zpracování signálu a vzestupnou druhou frekvenci pro signály převáděné z druhé jednotky pro zpracování signálu do první jednotky. Osobám v oboru znalým by mělo být zcela zřejmé, že mnoho různých frekvencí může být vybráno pro sestupnou druhou frekvenci a pro vzestupnou druhou frekvenci v závislosti na vlastnostech spojovacího média použitého pro přenos signálů na druhé frekvenci mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu. Ve výhodných provedeních je ale sestupná druhá frekvence centrována na 935 MHz a vzestupná druhá frekvence je centrována na 835 MHz. Ve výhodných provedeních předkládaného vynálezu jsou signály přenášené mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu signály s rozptýleným spektrem a v takových případech má sestupná druhá frekvence výhodně frekvenční rozsah 915,75 až 954,25 MHz, zatímco vzestupná druhá frekvence má výhodně frekvenční rozsah 815,75 až 854,25 MHz. Bylo zjištěno, že koaxiální kabel nabízí uspokojivý výkon pro přenos signálů na takových frekvencích.

» ♦ · 4 9 · ·· ···· ··· ·· *9 ··

Druhá frekvence může být zvolena tak, aby byla frekvencí používanou prvkem telekomunikačního vybavení pro vysílání a příjem signálů. Ve výhodných provedeních je ale druhá frekvence mezilehlou frekvencí, přičemž druhá jednotka pro zpracování signálu zahrnuje rádiový modemový obvod uspořádaný pro zpracování signálu přijímaného přes spojovací médium na mezilehlé frekvenci pro vytváření signálu základního pásma pro předávání do prvku telekomunikačního vybavení, a pro zpracování signálu základního pásma z prvku telekomunikačního vybavení pro vytváření signálu na mezilehlé frekvencí pro předání do první jednotky pro zpracování signálu přes spojovací médium. Tento přístup zajišťuje, že stejná druhá frekvence může být zvolena pro všechny účastnické terminály bez ohledu na skutečné telekomunikační vybavení připojené k účastnickému terminálu.

Ve výhodných provedeních druhá jednotka pro zpracování signálu dále zahrnuje jednotku zákaznického rozhraní pro propojení radiového modemového obvodu a prvku telekomunikačního vybavení. Výhodně je uspořádání jednotky zákaznického rozhraní závislé na prvku telekomunikačního vybavení, podporovaném druhou jednotkou pro zpracování signálu, zatímco uspořádání rádiového modemového obvodu je nezávislé na prvku telekomunikačního vybavení, podporovaném druhou jednotkou pro zpracování signálu. Tudíž, protože druhá 2 5 frekvence je ve výhodných provedeních předem definovaná pro všechny účastnické terminály, pak rádiový modemový obvod může mít přesně stejné uspořádání bez ohledu na prvek telekomunikačního vybavení, který má být podporován účastnickým terminálem, a bez ohledu na pracovní frekvenční , 25 * 9 9 *9 99·· ·· * 9 • · · • · Φ • · · *·· II • 9 9 · · · ·

9 « 9

9 « 9

99 pásmo použité pro bezdrátový spoj mezi účastnickým terminálem a ústředním terminálem.

Mělo by být zcela zřejmé, že první a druhá jednotka pro zpracování signálu mohou každá být vytvořena se samostatným připojením ke zdroji napájení. Ve výhodném provedení bude ale první jednotka pro zpracování signálu obecně namontována ve vyvýšené poloze na vnějšku zákaznické budovy a potom spojena s druhou jednotkou pro zpracování signálu, která je výhodně umístěna uvnitř zákaznické budovy. Výhodně v takových situacích je energie, požadovaná pro činnost první jednotky pro zpracování signálu, dodávána prostřednictvím druhé jednotky pro zpracování signálu. Navíc pro zmenšení množství drátů, které musí procházet mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu, pak ve výhodných provedeních je energie dodávána do první jednotky pro zpracování signálu přes spojovací médium, přičemž ve výhodných provedeních je spojovacím médiem koaxiální kabel.

Komunikační linka je vytvořena pro umožnění řídícím signálům, aby byly předávány mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu. Výhodně je komunikační linka realizována přes spojovací médium a řídící signály jsou vydávány na předem stanovené frekvenci odlišné od uvedené druhé frekvence. Jako příklad řídících signálů, které mohou být vysílány přes spojovací médium, může druhá jednotka pro zpracování signálu vysílat řídící signál k první jednotce pro zpracování signálu, aby zapnula nebo vypnula vysílací obvod uvnitř první jednotky pro zpracování signálu. Navíc první jednotka pro zpracování signálu může vysílat řídící signál do druhé jednotky pro zpracování signálu, který poskytuje

* 9 9 9 • · ·	• v * · 9 9 9	* 9 9 9
9 9	9 ♦
9 9 ·	♦ 9 ·	9 9	• 9
• 9 ···	999 »9	9 ·	• 9

informaci o úrovni přenosové energie, která je právě používána.

První jednotka pro zpracování signálu může být vytvořena jako samostatný komponent od antény, což zajišťuje 5 větší pružnost při výběru antény.

V jednom provedení jsou ale první jednotka pro zpracování signálu a anténa integrovány do jednoho pouzdra.

To zajišťuje výhodné balení a obvykle bude zahrnovat anténu s relativně standardní specifikací, která bude vhodná pro většinu použití.

Je záměrem, aby účastnický terminál podle předkládaného vynálezu mohl být spojen s jedním nebo s více prvky telekomunikačního vybavení. Tudíž druhá jednotka pro zpracování signálu může být sdružena s více než jen jedním prvkem telekomunikačního vybavení.

Z hlediska druhého aspektu předkládaný vynález navrhuje první jednotku pro zpracování signálu pro účastnický terminál podle prvního aspektu předkládaného vynálezu, přičemž tato první jednotka pro zpracování signálu je spojitelná s anténou pro vysílání a příjem signálů přes bezdrátový spoj na prvních frekvencích uvnitř pracovního frekvenčního pásma, a tato první jednotka pro zpracování signálu zahrnuje měnič frekvence pro konverzi signálů mezi uvedenými prvními frekvencemi a druhou frekvencí a řídící jednotku sériové komunikace pro řízení komunikační linky mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu.

Z hlediska třetího aspektu předkládaný vynález navrhuje druhou jednotku pro zpracování signálu pro účastnický terminál podle prvního aspektu předkládaného • ♦ · ’

I · · • · · ·· ♦··· ·· » · • · · • · · ··· >· vynálezu, přičemž tato druhá jednotka pro zpracování signálu je spojitelná s prvkem telekomunikačního vybavení pro předávání signálů mezi prvkem telekomunikačního vybavení a první jednotkou pro zpracování signálu, a přičemž tato druhá jednotka pro zpracování signálu je vytvořena z obvodu pro zpracování signálu, který je nezávislý na pracovním frekvenčním pásmu, a zahrnuje řídící jednotku sériové komunikace pro řízení komunikační linky mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu.

θ Z hlediska čtvrtého aspektu předkládaný vynález navrhuje způsob komunikace přes bezdrátový spoj s ústředním terminálem bezdrátového telekomunikačního systému, který zahrnuje kroky: zajištění první jednotky pro zpracování signálu, sdružené s anténou, pro vysílání a příjem signálů přes bezdrátový spoj na prvních frekvencích uvnitř pracovního frekvenčního pásma; konverzi, uvnitř první jednotky pro zpracování signálu, signálů mezi uvedenými prvními frekvencemi a druhou frekvencí; zajištění druhé jednotky pro zpracování signálu, vzdálené od první jednotky pro zpracování θ signálu a sdružené s prvkem telekomunikačního vybavení, pro předávání signálů mezi uvedeným prvkem telekomunikačního vybavení a první jednotkou pro zpracování signálu; vytvoření této druhé jednotky pro zpracování signálu z obvodu pro zpracování signálu, který je nezávislý na pracovním frekvenčním pásmu; a předávání signálů mezi první jednotkou pro zpracování signálu a druhou jednotkou pro zpracování signálu na druhé frekvenci přes spojovací médium spojující první a druhou jednotkou pro zpracování signálu; a předávání řídících signálů mezi první a druhou jednotkou pro zpracování

Φ	• « w	·» · Φ	« · ·
Φ	• ·	• Φ ·	• ·	• «
*	♦ ·	♦ φ Φ	φ Φ	φ φ
	Φ· φφφφ	• ·· φφ	φφ	φ·

signálu přes spojovací médium na předem stanovené frekvenci, odlišné od uvedené druhé frekvence.

Předkládaný vynález bude v následujícím popisu podrobněji popsán pouze prostřednictvím příkladu na výhodných provedeních ve spojení s odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje schematickou ilustraci příkladu typického účastnického terminálu podle dosavadního stavu techniky;

Obr.2 znázorňuje schematický přehled příkladu bezdrátového telekomunikačního systému, ve kterém může být použit předkládaný vynález;

Obr. 3 znázorňuje ilustraci příkladu frekvenční mapy pro telekomunikační systém podle obr. 2;

Obr. 4 znázorňuje schematický blokový diagram účastnického terminálu podle výhodných provedení předkládaného vynálezu;

Obr. 5 znázorňuje obvodové schéma zapojení, které ilustruje komponenty ve vysokofrekvenčním bloku účastnického terminálu podle výhodných provedení;

Obr. 6 znázorňuje blokový diagram ilustrující hlavní komponenty zákaznické modemové jednotky účastnického terminálu podle výhodných provedení;

0br.7A znázorňuje obvodové schéma zapojení, ilustrující komponenty uvnitř rádiové modemové karty použité pro provádění « «* v v v v « • · · · · 9 9 9 9 ·

9· · · 99 999 9·· • · · · ♦ · 9 9 9 9 ♦··* 9«9 «· ·· 9« zpracování na mezilehlé frekvenci podle výhodných provedení předkládaného vynálezu;

Obr.7B znázorňuje blokový diagram ilustrující hlavní komponenty CDMA'modemu uvnitř rádiové modemové karty, kzerý je použit pro řízení obvodů podle obr. 7A;

0br.8A a obr. 8B poskytují podrobnější ilustrace částí obvodů znázorněných na obr. 7;

IQ Obr.9 znázorňuje diagram ilustrující využití spektra spojovacího kabelu použitého v účastnických terminálech podle výhodných provedení předkládaného vynálezu;

Obr.10 poskytuje podrobnější ilustraci řídící jednotky sériové komunikace, znázorněné na obr. 7; a

Obr.11 ilustruje použití měřícího prostředku síly přijímaného signálu, který může být použit v provedeních podle předkládaného vynálezu pro ,_L, , ,, , , napomaham pri nastaveni antény behem instalace účastnického terminálu.

Příklady provedení vynálezu

Předkládaný vynález může být použit ve spojení s jakýmkoliv vhodným typem telekomunikačního signálu, například s telefonním signálem, video signálem nebo datovým signálem, jako jsou signály používané pro přenos dat po internetu, a pro podporu nových technologií, jako jsou širokopásmové technologie a technologie videa na vyžádání. Pro účely popisu on _v výhodného provedení předkládaného vynálezu bude ale uvazován ·

• . 4 • 4

4444 r · * · ·

4 4 4 4 4 , 44 44 bezdrátový telekomunikační systém, který je použit pro zpracování telefonních signálů, jako jsou POTS (nekódovaná běžná telefonní služba) signály.

Pro účely popisu účastnického terminálu podle výhodných provedení předkládaného vynálezu bude diskutován bezdrátový telekomunikační systém, ve kterém je ústředna spojena s veřejnou telefonní sítí a existuje pro předávání zpráv od Účastníků v buňce, řízené ústřednou, do veřejné telefonní sítě, a obráceně. Obr. 2 je schematický přehled příkladu takového bezdrátového telekomunikačního systému. Tento telekomunikační systém zahrnuje jednu nebo více obslužných oblastí 12, 14 a 16, z nichž každá je obsluhována příslušným ústředním terminálem (CT) 10, který vytváří rádiové (vysokofrekvenční) spojení s účastnickými terminály (ST) 20 uvnitř odpovídající oblasti. Oblast, která je pokryta ústředním terminálem 10 se může měnit. Například ve venkovské oblasti s nízkou hustotou účastníků by obslužná oblast 12 mohla pokrýt plochu s poloměrem 15 až 20 km. Obslužná oblast 14 v městském prostředí, ve kterém je vysoká hustota účastnických terminálů 20, by mohla pokrýt plochu pouze s poloměrem řádově 100 m. V předměstské oblasti se střední hustotou účastnických terminálů 20 by obslužná oblast 16 mohla pokrýt plochu s poloměrem řádově 1 km. Mělo by být ale zcela zřejmé, že plocha pokrytá určitým ústředním terminálem 10 může být zvolena tak, aby vyhovovala místním požadavkům očekávané nebo skutečné hustoty účastníků, místním geografickým podmínkám a podobně, a není omezena na příklady ilustrované na obr. 2. Navíc pokrytí nemusí být, a obvykle také nebude, kruhové svojí plochou v důsledku požadavků na • · • · ··· ·· konstrukci antény, geografických podmínek, staveb a podobně, které ovlivni rozložení přenášených signálů.

Ústřední terminály 10 pro odpovídající obslužné oblasti 12, 14, 16 mohou být vzájemně spolu spojeny prostřednictvím spojů 13, 15, 17, které je propojují, například, s veřejnou komutovanou telefonní sítí (PSTN) 18. Tyto spoje mohou zahrnovat běžnou telekomunikační technologii využívající měděné vodiče, optická vlákna, satelity, mikrovlny a podobně.

Bezdrátový telekomunikační systém podle obr. 2 je založen na vytvoření pevných rádiových spojů mezi účastnickými terminály 20 v pevných místech uvnitř obslužné oblasti (například 12, 14, 16) a ústředním terminálem 10 pro tuto obslužnou oblast. V jednom provedení je každý účastnický terminál 20 opatřen trvalou pevnou přístupovou linkou k jeho ústřednímu terminálu 10.. Ve alternativních provedeních by ale mohl· být vytvořen přístup na základě žádostí, takže počet účastníků, který může být podporován systémem, překračuje počet telekomunikačních spojů (linek), které právě mohou být aktivní.

bezdrátové telekomunikace mezi ústředním terminálem 10 a účastnickými terminály 20 by mohly pracovat na různých frekvencích. V předkládaném příkladu je bezdrátový telekomunikační systém určen pro činnost v pásmu definovaném Doporučením CEPT SE19. Obr. 3 ilustruje frekvence použité pro vzestupné spojení od účastnických terminálů 20 k ústřednímu terminálu 10 a pro sestupné spojení od ústředního terminálu 10 k účastnickým terminálům 20 ve výhodných provedeních. Mělo by být patrné, že kolem frekvence 3502 MHz je vytvořeno 12 vzestupných a 12 sestupných rádiových kanálů, každý o ·· «·· • 9

999 ·· velikosti 3,5 MHz. Vzdálenost mezi přijímacími a vysílacími kanály je 100 MHz.

Frekvenční kanál tudíž bude definován jednou vzestupnou frekvencí plus odpovídající sestupnou frekvencí.

Techniky, jako je mnohostranný přístup s kódovým dělením (CDMA), mohou být použity pro umožnění množství bezdrátovým spojům k účastnickým terminálům, aby byly současně podporovány na každém frekvenčním kanálu.

Obvykle rádiový provoz od určitého ústředního terminálu 10 bude zasahovat do oblasti pokryté sousedním ústředním terminálem 10. Pro zabránění nebo alespoň pro omezení problémů s rušením (interferencí), způsobeným sousedními oblastmi, bude na jakémkoliv daném ústředním terminálu IQ použit pouze omezený počet dostupných frekvencí.

To je podrobněji diskutováno v GB-A-2,301,751, který rovněž uvádí další detail o CDMA kódování/dekódování a o fázích zpracování signálu, použitých v účastnických terminálech a ústředním terminálu pro správu komunikací mezi nimi.

2o Po tomto popisu bezdrátového telekomunikačního systému, ve kterém může být použit účastnický terminál podle výhodných provedení předkládaného vynálezu, bude nyní ve spojení s odkazy na obr. 54 dále popsán tento účastnický terminál podle výhodných provedení. Obr. 4 je přitom blokový diagram ilustrující hlavní komponenty účastnického terminálu.

Ve výhodných provedeních je funkce účastnického terminálu rozdělena mezi vnější a vnitřní jednotku. Tudíž je vytvořen RF (vysokofrekvenční) blok 110, který je obvykle namontován na vnějšku zákaznické budovy, přičemž výhodně je tento RF blok 110 namontován v blízkosti jednotky 100

4*4 4 * 4 4 ··· 4 · 4

4 4 4 * 4 4 • 44 * 44 44 zákaznické antény, použité pro vysílání a příjem bezdrátových telekomunikačních signálů. Jednotka 100 zákaznické antény je potom spojena s RF blokem 110 prostřednictvím kabelu 105 RF antény. Ačkoliv RF blok 110 a jednotka 100 zákaznické antény jsou na obr. 4 ilustrovány jako samostatné jednotky spojené anténovým kabelem 105, osoby v oboru znalé snadné nahlédnou, že, pokud je to žádoucí, anténová jednotka může být integrována uvnitř RF bloku 110 tak, aby byla vytvořena jedna jednotka pro montáž na vnějšek zákaznické budovy.

Ve výhodných provedeních jsou všechny z elektronických obvodů, které jsou závislé na pracovním frekvenčním pásmu použitém pro bezdrátové komunikace mezi účastnickým terminálem a ústředním terminálem, umístěny uvnitř RF bloku 110, přičemž účelem RF bloku je přeložit přijímané sestupné signály z RF (rádiové - vysoké) frekvence na standardní mezilehlou frekvenci vhodnou pro vysílání k zákaznické modemové jednotce 130 a podobně pro přeložení přijímaných (vzestupných) signálů od zákaznické modemové jednotky 130 na standardní mezilehlé frekvenci na RF vzestupný signál pro vysílání z jednotky 100 zákaznické antény.

RF blok 110 a zákaznická modemová jednotka 130 jsou spojeny prostřednictvím spojovacího kabelu 120, přičemž tento spojovací kabel 120 je výhodně vytvořen koaxiálním kabelem. Zákaznická modemová jednotka 130 zahrnuje CDMA modem pracující na pevné mezilehlé frekvenci a rovněž obsahuje elektroniku požadovanou pro propojení s jedním nebo více prvky telekomunikačního vybavení spojeného s účastnickým terminálem. Ve výhodných provedeních je zákaznická modemová jednotka 130 umístěna uvnitř zákaznické budovy, například v

• · 9 • * · 9 •99 ·· 9999

9 9

9 9

9 9

9·· 99

9 9 9

9 9 9 9

9 9 9

99 blízkostí prvku (prvků) telekomunikačního vybavení. Prvek 150 telekomunikačního vybavení je tudíž spojen se zákaznickou modemovou jednotkou 130 přes vedení 155. Dále je zákaznická modemová jednotka výhodně spojena s AC adaptérem 140 přes přívodní kabel 145 DC napájení, přičemž tento AC adaptér 140 zajišťuje napájení pro zákaznickou modemovou jednotku 130.

V příslušném právním rámci mnoha zemí je často vyžadováno, aby telekomunikační vybavení pracující přes bezdrátové spoje bylo vytvořeno se samostatným zdrojem napájení tak, že toto telekomunikační vybavení může být použito v případě nouze, dokonce i tehdy, když přerušení provozu napájecí sítě znemožní připojení telekomunikačního vybavení k hlavnímu zdroji napájení. Ve výhodných provedeních je tudíž uvnitř zákaznické modemové jednotky začleněn bateriová záložní jednotka, například olověný akumulátor.

Obvody uvnitř RF bloku 110 budou rovněž vyžadovat zdroj napájení, aby mohly pracovat, přičemž ve výhodných provedeních je potřebná energie dodávána ze zákaznické modemové jednotky 13Q přes spojovací kabel 12Q.

Architektura, ilustrovaná na obr. 4, umožňuje provedení určitého počtu snížení nákladů. Například, pokud by anténa 100 byla integrována uvnitř RF bloku 110, pak by to mělo za následek velmi výhodné balení, ale vyžadovalo by to, aby anténa byla konstruována pro univerzální použití. To obvykle znamená zkonstruování antény s tak vysokým ziskem, jak jen je možné, což ale přispívá k ceně. Zachováním antény 100 jako samostatné jednotky vzhledem od RF bloku 110 může být ale účastnický terminál vybaven levnou anténou s obyčejnou specifikací, která by byla vhodná pro většinu použití. Potom v situacích, ve kterých je síla signálu • ♦ • v • · » ·· ···· • 4 4 · · · • 44 ·· ·· ·* neobvykle nízká, by účastnický terminál mohl být případně vybaven anténou s vysokým ziskem, například jako cenová nabídka pro zákazníka. Tento přístup zvyšuje pružnost a umožňuje použité levné antény pro většinu situací, kde tato anténa bude postačující.

Účastnický terminál podle výhodných provedení vynálezu bude výhodně vytvořen s anténou, která je podstatně menší a lehčí, než kombinovaná anténová/zákaznická rádiová jednotka použitá v účastnických terminálech podle dosavadního stavu techniky. S použitím menší a lehčí antény je dosaženo méně omezení na umístění a montáž hardwaru. Například, protože tato jednotka je menší, než je použito v účastnických terminálech podle dosavadního stavu techniky, je vhodnější pro montáž na sloup nad úrovní střechy. Na vyšších úrovních 15 zvýšený přijímaný signál vyrovná jakýkoliv menší zisk antény, vyplývající z použití menší antény.

Konstrukce antény a/nebo výběr technologie se mění s frekvencí. Pří konstrukci pro nové pracovní frekvenční pásmo budou mít změny v konstrukci antény pravděpodobně za následek změny v mechanické konstrukci účastnického terminálu a/nebo v balení, což má za následek velké množství výrobních variant. Pokud mechanika účastnického terminálu nemůže být měněna, může být výkon antény přizpůsoben. Účastnický terminál podle výhodných provedení předkládaného vynálezu ale umožňuje volbu vytvoření snadno dostupné antény pro nové pracovní frekvenční pásmo, dokud objem prodeje nerozhodně o změně konstrukce účastnického terminálu. Bude tudíž možné snadno vytvořit účastnický terminál, který bude pracovat v odlišném RF pracovním frekvenčním pásmu.

9 · 9 9 9 «9*9

9» *« 99 9·· *9 9 •99 999 9·99 ·· ···* «·9 99 «· «9

Vedle shora popisovaných redukcí nákladů, které vyplývají z architektury RF bloku/antény, může být realizováno množství dalších snížení nákladů v důsledku použití architektury ilustrované na obr. 4. Například, protože všechny z komponentů citlivých na pracovní frekvenční pásmo jsou výhodně umístěny v RF bloku 110, modem uvnitř zákaznické modemové jednotky 130 pracuje na standardní mezilehlé frekvenci pro všechna RF pracovní frekvenční pásma. Zákaznická modemová jednotka 130 tudíž může být vyráběna ve velkých objemech bez ohledu na to, ve kterém pracovním frekvenčním pásmu zařízení bude pracovat. Následné konstrukční modifikace by potom výhodně byly omezeny na RF blok 110.

Spojovací kabely použité v účastnickém terminálu podle dosavadního stavu techniky, jako je terminál ilustrovaný na obr. 1, by obvykle zahrnovaly stíněný pěti-párový kabel s vysokou specifikací. Takový kabel je drahý, což platí i pro konektory požadované pro ukončení kabelu a pro ochranu sítí. Ve výhodném provedení podle předkládaného vynalezu je ale pro přívod napájení a přenos řídících a IF (na mezilehlé frekvenci) vzestupných a sestupných signálů mezi RF blokem 110 a zákaznickou modemovou jednotkou 130 použit jednoduchý koaxiální kabel, což vylučuje nutnost použití drahých kabelů a konektorů.

Ve výhodných provedeních jsou funkce zákaznického rozhraní a rádiového modemu odděleny uvnitř zákaznické modemové jednotky. Je vytvořena rádiová modemová karta, která je zkonstruována pro činnost na standardní IF (mezilehlé frekvenci) a pro vytvoření pevného propojení s zákaznickou propojovací kartou. Zákaznická propojovací karta je potom

9 9

9« 99 * 9 *

9 9 9

9 9 9

9· 99 závislá na určitém prvku (prvcích) telekomunikačního vybavení podporovaného účastnickým terminálem. Prostřednictvím tohoto uspořádání bude rádiová modemová karta pracovat s jakoukoliv variantou zákaznického rozhraní (propojení) a tak tato rádiová modemová karta může být vyráběna ve velkých objemech s konstrukcí, která je nezávislá na telekomunikačním vybavení podporovaném účastnickým terminálem, čímž se zajistí úspory nákladů. Výhodně mohou být vyvinuty specifické zákaznické varianty zákaznického rozhraní a, když je to požadováno, takové konstrukční změny v zákaznické propojovací kartě nebudou vyžadovat přeuspořádání rádiové modemové karty. Navíc jakékoliv snížení ceny rádiové modemové karty, vyplývající z vyšší integrace komponentů, nebude ve výhodných provedeních vynálezu vyžadovat konstrukční změny v zákaznické propojovací kartě.

Ve výhodných provedeních je AC adaptér 140, použitý pro přívod napájení do účastnického terminálu, levný univerzální AC adaptér dodávající 18V DC do zákaznické modemové jednotky 130 a RF bloku 110. Zákaznická modemová jednotka 130 ve výhodných provedeních rovněž obsahuje levný

20W olověný akumulátor pro zálohu v případě selhání napájecí sítě. Rozptyl výkonu a tudíž cena akumulátoru jsou omezeny ve výhodných provedením uspořádáním logických obvodů tak, aby pracovaly od 3,3V, kde je to možné, a vypnutím všech obvodů 2 5 nepožadovaných, když RF linka není používána, včetně obvodů RF vysílání, IF vysílání, vysílání v základním pásmu a kódování a dekódování. Navíc procesory výhodně využívají režimy činnosti, spořící energii.

Nízký rozptyl energie má za následek další snížení ceny ulehčením požadavků na tepelnou správu zařízení. Navíc, • 4b • · · ·· ···· • » « ··· ·· • · « • · ·· protože vnější obal· RF bloku je menší a lehčí než u zákaznické rádiové jednotky podle dosavadního stavu techniky mohou být lehčí a tudíž levnější i montážní prostředky. Navíc vnitřní zákaznická modemová jednotka obsahuje značný podíl zpracovatelských obvodů a mohu být použity levné plasty a montážní postupy, než by bylo obvykle vyžadováno pro zákaznickou rádiovou jednotku účastnických terminálů podle dosavadního stavu techniky, protože vnitřní prostředí vyžaduje méně mechanické integrity.

Po objasnění některých výhod vyplývajících z použití architektury znázorněné na obr. 4 bude nyní podrobněji diskutována RF architektura účastnického terminálu podle výhodných provedení vynálezu. Jak bylo výše diskutováno ve spojení s odkazy na obr. 4, RF architektura je rozdělena mezi vnitřní elektroniku uvnitř zákaznické modemové jednotky 130 která konvertuje nahoru/dolů informaci základního pásma na standardní IF pásmo, a vnější elektroniku uvnitř RF bloku 110, která provádí konverzi nahoru/dolů do RF pásma.

Obr. 5 je schéma ilustrující uspořádání komponentů uvnitř RF bloku 110, použitých pro konverzi signálů mezi IF a RF. Uvažujeme-li nejprve RF signál přijatý účastnickým terminálem, bude tento přijatý signál předán přes anténu 202 do RF filtru 200, který je uspořádán pouze pro propuštění signálů s frekvencemi uvnitř předem stanoveného frekvenčního rozsahu, které předává na cestu 204. RF filtr 200 a RF filtr 210 společně tvoří duplexní (obousměrný) filtr, přičemž filtr 210 je typu, který umožňuje vysílaným signálům na cestě 206, aby byly předány do antény 202, zatímco brání RF signálům v průchodu z antény 202 na cestu 206. Podobně je RF filtr 200 typu, který brání vysílaným signálům na cestě 206 v šíření po * « • * * · · «Φ φφφφ • φ φ φφφ ·Φ φ * · φφ « cestě 204, zatímco umožňuje přijímaným signálům přes anténu 202, aby byly předány do cesty 204. Ve výhodných provedeních bude RF filtr 200 umožňovat přijímaným sestupným signálům se středními frekvencemi v rozsahu od 3511,75 do 3550,25 MHz, aby prošly skrz tento filtr, zatímco RF filtr 210 bude umožňovat vzestupným signálům se středními frekvencemi v rozsahu od 3411,75 do 3450,25 MHz, aby prošly skrz tento filtr.

Ve výhodných provedeních vynálezu tudíž přijímaný RF signál v anténě 202 bude procházet skrz RF filtr 200 přes cestu 204 do přepínače 240. Při obvyklé činnosti je přepínač 240 uspořádán pro předávání přijatého signálu do nízkošumového zesilovače {LNA) 230. Při činnosti v kalibračním režimu, který bude podrobněji diskutován v popisu níže, může být ale přepínač 240 použit pro odblokování jakýchkoliv signálů přijímaných anténou 202 a namísto toho může předávat signály ze zdroje 245 kalibrovaného šumu do LNA 230. Jakmile signál prošel skrz přepínač 240, je zesílen prostřednictvím LNA 230 a dalšího zesilovače 235 před předáním do útlumové sítě rezistorů 212, 214, 216. Tyto tři rezistory 212, 214 a 216 působí v kombinaci pro utlumení přijatého signálu před jeho předání do filtru 250. Je žádoucí začlenit takovýto utlumovací obvod z rezistorů 212, 214, 216 tak, aby bylo zajištěno, že následné obvody nejsou vystaveny signálu majícímu vyšší výkonovou úroveň, než pro kterou jsou komponenty zkonstruovány. Takový vysokovýkonový signál· může být, například, přijat v anténě 202, pokud je účastnický terminál umístěn obzvláště blízko u ústředního terminálu, se kterým má komunikovat. Utlumovací obvod z rezistorů 212, 214 a 216 potom slouží pro zajištění, že tento zpočátku přijatý ► * » > » 9 > t · ·· ♦·· • · · * » t fe · * • * * 9 ··· ·· «

9 · « « » 9 9 9 v · signál je utlumen před jeho šířením skrz zbytek zpracovatelských obvodů. Pokud je následně zjištěno, že utlumení prováděné prostřednictvím rezistorů 212, 214 a 216 je nepotřebné, pak může být do přepínače 220 přiveden řídící signál C2 pro zapnutí tohoto přepínače a tím pro obejití utlumovacího obvodu.

Jakmile signál prošel skrz utlumovací obvod z rezistorů 212, 214, 316 nebo skrz přepínač 220, je předán do filtru 250. Filtr 250 je uspořádán pro odstranění širokopásmového šumu vytvářeného LNA 230 umožněním, aby skrz tento filtr prošly pouze signály uvnitř specifikované šířky pásma, centrovaného na předem stanovené frekvenci. Ve výhodných provedeních je šířkou pásma, které je umožněno projít skrz filtr, 42 MHz centrovaných na frekvenci 3531 MHz, to jest střed frekvenčního rozsahu pro sestupné signály předávané z antény 202 skrz filtr 200.

Signálový výstup z filtru 250 je potom předán do směšovače 260 (součtový člen) přes přizpůsobovací síť rezistorů 252. 254, 256. Tato přizpůsobovací síť slouží pro přizpůsobení impedance výstupu filtru 250 s impedanci vstupu do směšovače 260. Směšovač 260 je rovněž uspořádán pro přijetí vstupu z RF syntetizátoru 280, přičemž tento RF syntetizátor 280 je řízen konfigurační logikou 285. Ve výhodných provedeních je signálový výstup RF syntetizátoru 280 do směšovače 260 na frekvenci 2596 MHz. Na základě dvou vstupních signálů na frekvencích f_x a f₂ směšovač, jako je směšovač 260. bude vytvářet signály na dvou výstupních frekvencích, jmenovitě na frekvencích + f₂ a f_x - f₂.

Signálový výstup ze směšovače 260 je potom zesílen prostřednictvím zesilovače 270 před přijetím duplexním * 4 • 4 4444 «V « V V ▼ V 4 • j ; _e * ; · { • * * 4*44

444 «4 44 44 filtrem zahrnujícím filtr 290 a filtr 295. Ve výhodných provedeních je filtr 290 uspořádán pro odstranění složky signálu na frekvenci f_x + f₂, vytvořeného směšovačem 260, pro umožnění projití do spojovacího kabelu 120 pouze složce signálu na frekvenci f₁ - f₂. Dále filtr 295 je uspořádán pro zabránění jakémukoliv signálu ze zesilovače 270, aby byl šířen po cestě 305. Ve výhodných provedeních vynálezu tudíž mezilehlá frekvence, použitá pro vysílání přijatých signálů přes spojovací kabel 120 mezi RF blokem 110 a zákaznickou modemovou jednotkou 130, zahrnuje složku a f_x - f₂ vytvořenu směšovačem 260 ze signálů přijatých jak z RF syntetizátoru 280 tak i z filtru 250.

Uvažujeme-li nyní signály určené pro vysílání z antény 202, jsou zákaznickou modemovou jednotkou 130 výhodně vytvářeny signály na mezilehle frekvenci v rozsahu od 815,75 do 854,25 MHz a vysílány přes spojovací kabel 120, kde jsou potom přijímány duplexním filtrem složeným z filtrů 290 a 295. Filtr 295 je uspořádán pro šíření těchto signálů přes cestu 305 do zesilovače 310, zatímco filtr 290 brání těmto signálům v projití zpět do obvodů popisovaných výše.

Zesilovač 310 zesiluje signály a potom je předává do směšovače 320 přes přizpůsobovací síť rezistorů 312, 314,

316. Tato přizpůsobovací síť přizpůsobuje impedanci na výstupu zesilovače 310 k impedanci na vstupu směšovače 320.

Směšovač 320 rovněž přijímá vstup z RF syntetizátoru 280, přičemž ve výhodných provedeních je tento signál na stejné frekvenci jako signál vysílaný z tohoto RF syntetizátoru 280 do směšovače 260. Složky f_x + f₂ a f_x - f₂, vytvořené směšovačem 320, jsou potom předány přes další * * 9

99·· • 9 9 • 99 *· ·· I

9· »9 přizpůsobovací síť z rezistorů 322, 324, 32$ a přes zesilovač 330 do filtru 340.

Filtr 340 je uspořádán pro umožnění projití skrz tento filtr 340 pouze signálům v šířce pásma 42 MHz, centrovaného na předem stanovené frekvenci, přičemž ve výhodných provedeních vynálezu je předem stanovenou frekvencí frekvence 3431 MHz tak, aby byla odstraněna složka a f₁ - f₂ vytvořená směšovačem 320. Následně je prostřednictvím zesilovačů 350 a 360 provedeno zesílení signálu pro vyrovnání ztráty filtru 340 předtím, než je signál předán přes přepínač 370 do filtru 210 a odtud do antény 202 pro vysílání. Během obvyklého provozu je přepínač 370 uspořádán pro propuštění signálového výstupu ze zesilovače 360 do RF filtru 210. Během procedur instalační kalibrace může být ale tento přepínač 370 přepnut tak, že signál je uzemněn přes rezistor 380 pro zabránění vysílání testovacího signálu, vytvářeného během kalibrace.

Dále je signálový výstup zesilovače 360 k přepínači 370 spojen přes konektor 385 s diodou 390. To zajišťuje indikaci P úrovně vysílacího výkonu signálu, přičemž tato indikace P výkonové úrovně je přivedena do řídící jednotky 410 sériové komunikace uvnitř RF bloku 110, která potom předá tuto informaci přes spojovací kabel 120 do zákaznické modemové jednotky 130.

Obvody ilustrované na obr. 5 jsou určeny pro použití v účastnickém terminálu využívajícím Doporučení CEPT SE19 pro bezdrátové telekomunikace, kde je duplexní odstup 100 MHz. Mohou být ale snadno zajištěny jiné duplexní odstupy, jako je 175 MHz a 94 MHz, prostřednictvím začlenění přídavného syntetizátoru s pevnou frekvencí.

• to· ·	»· « ·		•	to to
• ·	•	• ♦ to		•	to to
• 4	•	• t to	to	•	• to
• 0	444»	404 4*		00	·

Aby smyčka s automatickou regulací frekvence (AFC) pracovala správně, musí být RF syntetizátor 280 fázově vázán na frekvenční referenci 13 MHz, umístěnou v zákaznické modemové jednotce 130. To je dosaženo prostřednictvím vysílání 13 MHz tónu po spojovacím kabelu ze zákaznické modemové jednotky, přičemž tento tón je izolován s použitím filtru 400. Tento filtr 400 je uspořádán pro umožnění signálům uvnitř šířky pásma 50 kHz, centrovaného na frekvenci 13 MHz, aby byly přijímány RF syntetizátorem 280.

θ Dále mohou být přes spojovací kabel mezi zákaznickou modemovou jednotkou 130 a RF blokem 110 předávány určité řídící signály. Pro usnadnění tohoto předávání řídících signálů je uvnitř RF bloku 110 vytvořena řídící jednotka 410 sériové komunikace, která je uspořádána pro vysílání a příjem ⁵ signálů centrovaných na frekvenci 455 kHz. Pro izolaci signálů uvnitř šířky pásma 20 kHz, centrovaného na frekvenci 455 kHz, které jsou předávány přes spojovací kabel od zákaznické modemové jednotky 130 pro následné zpracování řídící jednotkou 410 sériové komunikace, je použit filtr 420.

θ Dále signály, vysílané řídící jednotkou 410 sériové komunikace na frekvenci 455 kHz, budou předávány skrz filtr 420 a přes spojovací kabel do zákaznické modemové jednotky 130. Řídící jednotka 410 sériové komunikace tudíž umožní dvousměrnou komunikaci s CDMA modemem v zákaznické modemové jednotce (CMU) 130. Řídící jednotka sériové komunikace amplitudově moduluje nosnou na 455 kHz binárními daty. Ve výhodných provedeních vynálezu zahrnují data, vysílaná z RF bloku 110 do CMU 130, pouze indikaci £ vysílané výkonové úrovně. Výhodně ale data, vysílaná od zákaznické modemové θ jednotky 130 do RF bloku 110 mohou zahrnovat následující:

4 4 ♦ 4 4 • 4 »444

4« 44

1. Řídicí signál vysílaní zapnuto/vypnuto (Cl) ;

2. Řídící signál vysílání kalibrace (C4) ;

3. Řídící signál příjem kalibrace (C3) ;

4. Řídící signál nastavení zisku (přepínač hlasitosti), (C2); a

5. Indikace síly přijímaného signálu (použitá v režimu instalace).

*

Shora uvedené řídící signály Cl až C4 jsou potom vydávány řídící jednotkou 410 sériové komunikace do příslušných komponentů uvnitř RF bloku 110, jak je ilustrováno na obr. 5. Navíc přijímaná indikace o síle signálu může být použita pro buzení LED diod 430 upravených na RF bloku 110 tak, aby byla zajištěna vizuální indikace síly přijímaného signálu, což, jak bude diskutováno podrobněji v popisu později, je užitečné během instalace. Alternativně nebo přídavně může být indikace o síle přijímaného signálu předána do DAC 440 (číslicově analogový převodník) pro vytvoření analogového signálu na výstupním portu RF bloku 110. Zařízení, jako je voltmetr, může být potom připojeno na tento výstupní port pro přijetí signálu indikujícího sílu přijímaného signálu.

Ve výhodných provedeních vynálezu je energie požadovaná pro činnost RF bloku 110 přijímána přes zákaznickou modemovou jednotku 130 a přes spojovací kabel 120. DC-DC převodník 450 je vytvořen v RF bloku 110 pro zpracování přijatého výkonového signálu, aby se vytvořilo regulované napětí pro napájení obvodů uvnitř RF bloku.

• » ··♦ t t V » « · · · ·* ··

Zákaznická modemová jednotka 130 bude nyní podrobněji diskutována ve spojení s odkazy na obr. 6 a obr. 7. Jak je ilustrováno na obr. 6, zákaznická modemová jednotka 130 zahrnuje rádiovou modemovou kartu 500, která je spojena se spojovacím kabelem 120, přičemž tato rádiová modemová karta 500 komunikuje s RF blokem 110 přes spojovací kabel 120 na mezilehlé frekvenci. Rádiová modemová karta 500 obsahuje všechny z funkcí požadovaných pro realizaci částí základního pásma a IF částí CDMA modemu. Jak bylo zmiňováno dříve, je rádiová modemová karta 500 zkonstruována jako obecný modem, který má být vyráběn ve velkých objemech nezávisle na zákaznickém rozhraní (propojení). Rozhraní se zákaznickou propojovací kartou 510 je zkonstruováno pro podporu všech předpokládaných aplikací, včetně 1 až 4 linkových POTS služeb, ISDN se základní rychlostí a D128 datových služeb.

Podrobnější popis rádiové modemové karty bude uveden později ve spojení s odkazy na obr. 7B.

Zákaznická propojovací karta 510 je spojena s rádiovou modemovou kartou 500 a obsahuje následující funkce:

1. CPE rozhraní, jedno nebo dvou linkovou POTS, nebo ISDN. Výhodně POTS CPE rozhraní využívá programovatelný digitální signálový procesor (DSP) pro realizaci hlasové komprese, generování a detekci tónů.

Prostřednictvím DSP může být rovněž realizováno přímé , . „ smíšene vyváženi a nastaveni zisku, ale alternativně mohou být tyto funkce realizovány vnějšími obvody;

2. Mikrořadič se dvěma plně softwarovými obrazy uchovávanými ve FLASH paměti pro software, použité pro řízení zákaznické propojovací karty, stahovatelné přes přenos vzduchem nebo přes port lokálního přístupového • ♦ » ι 1 * k · * · ·· » · I··»*··· • · · ·«· ·«·( ·· 999« 9·· 9« »· 99 terminálu (LAT). Softwarový obraz je specifický případ části softwaru, přičemž zajištění dvou softwarových obrazů umožňuje, aby jeden byl aktivní, zatímco druhé je ve vyčkávacím (pohotovostním) režimu, což umožňuje vyčkávajícímu obrazu, aby byl aktualizován, zatímco aktivní obraz pracuje;

3. Port lokálního přístupového terminálu (LAT);

4. Resetovací přepínač;

5. Rozhraní s rádiovou modemovou kartou 500;

6. Přepínač měniče napájení, nabíječ akumulátoru a přepínač zálohy;

Ί. Budič LED panelu; a

8. Rozhraní inteligentních karet.

Jak je ilustrováno na obr. 6, obsahuje zákaznická modemová jednotka 130 rovněž jeden olověný akumulátor 530, přičemž tento akumulátor má jmenovité výstupní napětí 12 V a je určen pro záložní napájení. Ve výhodném provedení je přístup pro akumulátor vytvořen prostřednictvím odnímatelného panelu na zákaznické modemové jednotce. Volné nebo vázané přívody mohou být použity pro připojení akumulátoru k zákaznické propojovací kartě 510, která obsahuje obvody pro nabíjení akumulátoru a pro přepnutí na napájení z akumulátoru v případě selhání DC vstupu.

LED panel 520 je rovněž vytvořen v zákaznické modemové jednotce 130 ve výhodných provedeních vynálezu, přičemž tento LED panel je využit pro poskytnutí stavové informace pro uživatele. Ve výhodných provedeních jsou zajištěny následující indikace:

*999 ♦ 9 9 *9 *999

I · 1 · i I'* »

9*1 9 ♦ 9 9

999 99 »9 99

Poloha	Typ	Funkce	Vypnuta	Bliká	Zapnuta (červená)	Zapnuta (zelená)
	červená	chyba	jednotka je OK	jednotka vyžaduje konfiguraci	chyba
2	zelená	napájení	bez napájení	přepnuto na akumulátor	—	DC vstup je OK
3	dvou- barevná	spojení	žádné spojení		spoj ení je aktivní	Sestupné spojení je OK

Osobám v oboru znalým by mělo být zcela zřejmé, že namísto LED panelu by mohl být použit LCD panel.

Po tomto popisu hlavních prvků zákaznické modemové jednotky 30, budou nyní ve spojení s odkazy na obr. 7A podrobněji diskutovány obvody uvnitř rádiové modemové karty 500 použité pro provádění IF zpracování.

Při uvažování nejprve IF signálu vysílaného do rádiové modemové karty 500 z RF bloku 110 přes spojovací kabel 120, bude tento signál přijímán duplexním filtrem tvořeným filtry 600 a 605. Tento duplexní filtr je uspořádán tak, že filtr 600 umožní IF signálu procházet do cesty 604, zatímco filtr 605 bude bránit signálu v projití do cesty 602.

Přijímaný signál je tudíž veden přes cestu 604 do proměnného útlumového článku 640 předtím, než je předán skrz zesilovač 630 do směšovače 650. Proměnný útlumový článek 640 je řízen CDMA modemem uvnitř rádiové modemové karty (který bude diskutován podrobněji v popisu níže ve spojení s odkazy na obr. 7B) a je použít pro kompenzaci ztrát zavedených spojovacím kabelem 120.

♦·* · »· »·*· k

• ♦ • · ·· ·· t :: • ♦ * ·» ··

Směšovač 650 rovněž přijímá signál z prvního IF syntetizátoru 665, který je vztažen na oscilátor 700 frekvenční reference o velikosti 13 MHz. Oscilátor 700 je řízen CDMA modemem uvnitř rádiové modemové karty 500 jako součást AFC smyčky. První syntetizátor 665 může být naprogramován na kterýkoliv z dvanácti 3,5 MHz kanálů uvnitř 42 MHz pásma rozdělujícího rozsah 815,75 až 854,25 MHz, a tudíž provádí selekci RF kanálů. Komponenty f_L + f₂ a f_x - f₂ potom vytvářené směšovačem 650 jsou zesíleny zesilovačem 655 před předáním do SAW filtru 660 (pilový filtr). SAW filtr 660 je uspořádán pro umožnění signálům v šířce pásma 3,5 MHz, centrovaného na frekvenci 100 MHz, aby prošly skrz filtr a tudíž tento SAW filtr 660 odstraňuje složku fj^ + f₂ vytvářenou směšovačem 650. Tento 3,5 MHz SAW filtr 660 ve skutečnosti izoluje RF kanál zvolený prvním IF syntetizátorem 665.

Výstup ze SAW filtru 660 je potom veden přes přizpůsobovací síť, tvořenou rezistory 672, 674, 676, do proměnného zesilovače 680, přičemž tento zesilovač 680 provádí samočinné řízení zisku (zesílení) - (AGC). Signál je potom předáván do demodulačního obvodu 690, který provádí kvadratickou demodulaci na složky I a Q základního pásma. I složka je potom vedena přes zesilovač 694 do CDMA demodulátoru uvnitř rádiové modemové karty 500, zatímco Q 2 5 složka je vedena přes zesilovač 692 do CDMA demodulátoru.

Podrobnější ilustrace demodulačního obvodu 690 je poskytnuta na obr. 8A. Jak může být patrné, signál z AGC zesilovače 680 je rozdělen na dva samostatné signály, jeden přijímaný směšovačem 702 a jeden přijímaný směšovačem 704. Obvod 706 děleno 4 je uspořádán pro vytvoření čtyř 100 MHz • · • · ·· «··«

signálů, fázově posunutých o 90° vzájemně od sebe, ze 400 MHz signálu vytvářeného druhým IF syntetizátorem 695, přičemž tento druhý IF syntetizátor 695 je rovněž vztažen na oscilátor 700 frekvenční reference 13 MHz. Směšovač 702 přijímá jeden z těchto 100 MHz signálů a potom využívá své dva vstupní signály pro vytvoření I složky. Mezitím druhý 100 MHz signál, fázově posunutý o 90°, je veden do směšovače 704 a tento směšovač 704 potom vyváří Q složku z tohoto fázově posunutého 100 MHz signálu a z druhého vstupního signálu.

Při uvažování nyní signálů, které mají být vysílány účastnickým terminálem, jsou I a Q složky vysílaného signálu nejprve vedeny skrz filtry 730 respektive 735. Tyto dva filtry mají šířku pásma 2 MHz ve výhodných provedeních vynálezu a slouží pro vyjímání základu z digitálně vytvářených signálů. Výstupy z filtrů 730 a 735 jsou potom zesíleny zesilovači 740 respektive 745 předtím, než jsou přivedeny do obvodu 750. Obvod 750 je ilustrován podrobněji na obr. 8B. Jak je ilustrováno na obr. 8B, I složka signálu je přijímána směšovačem 752 a Q složka signálu je přijímána směsovačem 754. Oba tyto směšovače rovněž přijímají signál z prvního IF syntetizátoru 665, ačkoliv signál, přijímaný směšovačem 754 je fázově posunutý o 90° před přijetím směšovačem 754. Jak bylo zmiňováno v předcházejícím popisu, první IF syntetizátor 665 pracuje na frekvenci od 815,75 do 854,25 MHz a může být naprogramován na jakýkoliv z dvanácti 3,5 MHz kanálů uvnitř 42 MHz pásma, aby provedl selekci RF kanálů. Signály, vytvářené směšovací 752 a 754, jsou potom předány do slučovače 756, kde jsou kombinovány na jeden signál.

• φ φ φ • φ φφ φ

• φ φ •ΦΦΦ φφφ φφφ φφφ «φ φ· φφ

Kombinovaný signál je potom veden přes přizpůsobovací síť, tvořenou rezistory 762, 764, 766, do zesilovače 775. Signálový výstup zesilovače 775 je potom veden skrz proměnný útlumový článek 780 a přizpůsobovací síť, tvořenou rezistory 782, 784 a 786. Potom je signál opět veden skrz proměnný útlumový článek 795 předtím, než je veden do zesilovače 810.

Potom je signál veden skrz proměnný útlumový článek 815 předtím, než je veden přes cestu 602 do duplexního filtru, tvořeného filtry 600 a 605. Proměnný útlumový článek je uspořádán pro kompenzaci ztrát, které budou zavedeny spojovacím kabelem 120. Filtr 605 je potom uspořádán pro předávání signálu na cestě 602 do spojovacího kabelu 120, zatímco filtr 600 pak brání tomuto signálu v šíření na cestu 604.

Jak je rovněž ilustrováno na obr. 7A, je frekvenční reference 13 MHz, vytvářená oscilátorem 700, předávána skrz filtr 825 mající šířku pásma 50 kHz, centrovaného na frekvenci 13 MHz. Výstup z filtru 825 je potom veden do spojovacího kabelu 120 pro vysílání přes tento kabel do RF bloku 110. Jak bylo zmiňováno v předcházejícím popisu, aby AFC smyčka uvnitř RF bloku 110 pracovala správně, musí být RF syntetizátor 280 uvnitř RF bloku 110 fázově vázán na frekvenční referenci 13 MHz, vytvářenou oscilátorem 700 v zákaznické modemové jednotce 130. Prostřednictvím vysílání tohoto 13 MHz tónu přes spojovací kabel může být zajištěno toto požadované fázové zajištění RF syntetizátoru.

Dále, jak je ilustrováno na obr. 7A, je vytvořena řídící jednotka 830 sériové komunikace pro umožnění pomalorychlostní dvousměrné komunikace s RF blokem 110, přičemž tato řídící jednotka 830 sériové komunikace • 9 • · • · · ·· » » » - w » • · * · · » « · · · « t t » ·♦· ·· 9» ·♦ amplitudově moduluje 455 kHz nosnou binárními daty. Tento signál je potom veden přes filtr 840 mající šířku pásma 20 kHz, centrovaného na frekvenci 455 kHz, a odtud je signál veden do spojovacího kabelu 120. Filtr 840 rovněž slouží pro izolaci jakýchkoliv řídících signálů vydávaných RF blokem 110 a převáděných přes spojovací kabel 120 do rádiové modemové karty 500. Jak bylo zmiňováno v předcházejícím popisu, ve výhodných provedeních předkládaného vynálezu může RF blok 110 například vydávat řídící signál identifikující výkonovou úroveň vysílaného signálu. Filtr 840 potom izoluje tento signál a předává jej do řídící jednotky 830 sériové komunikace.

Rádiová modemová karta 500 je uspořádána pro zajištění DC napájení do spojovacího kabelu 120 pro vysílání k RF bloku 110 pro napájení komponentů tohoto RF bloku.

CDMA modem uvnitř rádiové modemové karty 500, který je použit pro řízení obvodu znázorněného na obr. 7A, bude v následujícím popisu podrobněji popsán ve spojení s odkazy na obr. 7B. CDMA modem podle výhodných provedení předkládaného vynálezu v podstatě sestává z digitálního signálového procesoru (DSP) 855, který je spojen jak s CDMA modulátorem 850 tak i s CDMA demodulátorem 860. RXI a RXQ signály, vytvářené demodulačním obvodem 690. jsou vedeny skrz ADC (analogově číslicový převodník) 868 respektive 870 předtím, než jsou přijaty CDMA demodulátorem 860.

CDMA óemodulátor 860 potom provádí CDMA demodulaci pod řízením DSP 855 a vydává přijatý datový (Rx data) a přijatý hodinový (RX clock) signál do zákaznické propojovací karty 510. CDMA demodulátor 860 rovněž vytváří synchronizační (syne) signál použitý pro synchronizaci různých obvodům

9 9 9 ···· • 9 9 9 9 · 9 * • 9 9 · 9 9 9 ··· «9 99 9« uvnitř zákaznické modemové jednotky 130. Tento synchronizační signál je veden do zákaznické propojovací karty 510 a rovněž je přiváděn do CDMA modulátoru 850.

CDMA demodulátor 860 přijímá datový (Tx data) a 5 hodinový (Tx clock) signál z k ST (účastnický terminál) připojenému telekomunikačnímu vybavení přes zákaznickou propojovací kartu 510. Tato data jsou potom použita CDMA modulátorem 850 pro vytváření CDMA modulovaných I a Q signálů pod řízením DSP 855, přičemž tyto signály jsou vedeny přes příslušný DAC 862 a 864 pro vytváření TXI a TXQ signálů vstupujících do obvodu znázorněného na obr. 7A.

DSP 855 má hostitelské rozhraní procesoru se zákaznickou propojovací kartou 510 pro umožnění komunikace s ^3 mikrořadičem umístěným na zákaznické propojovací kartě. Dále může DSP 855 přijímat signály z CDMA demodulátoru 860, jako jsou detaily o síle signálu, použité DSP během instalace ST, jak bude podrobněji popsáno v popisu níže.

DSP 855 je uspořádán pro vytváření různých signálů používaných pro řízení obvodu znázorněného na obr. 7A. DSP tedy vydává signály do vícenásobného DAC 866, který potom vydává AFC signálový vstup do oscilátoru 7QQ pro provádění samočinného řízení frekvence a vydává TX_GC a RX_GC signály pro řízení zisku (zesílení), vstupující do proměnných útlumových článků 780, 795 a proměnného zesilovače 680 pro řízení zisku vysílaných a přijímaných signálů během obvyklého provozu.

Dále DSP 855 vytváří signál (TX_EN) povolující vysílání, použitý pro řízení obvodu 750 a zesilovačů 775 a

30_ 810 pro umožnění proběhnutí vysílání. Navíc, během kalibrace • i • » · ·#·· • · · » » · · · * · · · · · · ··· ·· ·· ·· obvodu (například při instalaci) , DSP 855 vytváří signály TX_COMP a RX_COMP, použité pro řízení proměnného útlumového článku 815 respektive 640 pro kompenzaci ztrát způsobených vysíláním vzestupných a sestupných IF signálů přes spojovací kabel 120. Tento proces bude podrobněji popsán v následujícím popisu.

Nakonec je DSP 855 odpovědný za vytváření různých řídících signálů (SCC_DATA) předávaných do řídící jednotky 830 sériové komunikace pro vysílání přes spojovací kabel 120. do RF bloku 110. Navíc DSP 855 bude přijímat přes řídící jednotku 830 sériové komunikace jakýkoliv řídící signál vydávaný RF blokem 110, například indikaci P” výkonové úrovně vysílaného signálu.

Po popisu obvodu RF bloku 110 a rádiové modemové karty 500 budou nyní ve spojení s odkazy na obr. 9 podrobněji diskutovány signály předávané mezi těmito dvěma jednotkami přes spojovací kabel 120, obr. 9 přitom ilustruje využití spektra pro spojovací kabel. Jak bylo zmiňováno v předcházejícím popisu, spojovací kabel 120 výhodně zahrnuje dvouvodičový koaxiální kabel přenášející následující signály mezi rádiovou modemovou kartou 500 a RF blokem 110:

1. vzestupný IF signál s rozptýleným spektrem;

2. sestupný IF signál s rozptýleným spektrem;

3. 13 MHz frekvenční referencí;

4. 455 kHz nosný datový spoj; a

5. DC napájení, výhodně 10 až 20V.

Jak bylo zmiňováno v popisu výše, prvky RF bloku 110. jsou ve výhodných provedeních řízeny prostřednictvím CDMA • ϊ * « • to ♦ · · • to ··« tototo tt to ♦ · · • · · · «to »· modemu na rádiové modemové kartě 500. Digitální data jsou modulována polohou impulzů na 455 kHz nosné, přičemž tato frekvence je zvolena vzhledem ke snadné dostupnosti keramických filtrů a rezonátorů a protože není harmonicky vztažena na signál 13 MHz frekvenční reference (13/0,455=28,5714). Ve výhodných provedeních vynálezu je každý datový bit vyslán s použitím kódu linky, který zahrnuje start bit, datový bit a stop bit. Korelace mezi datovým bitem a kódem linky je ve výhodných provedeních předkládaného vynálezu následující:

Datový bit		Kód linky
0	100
1	110

Výhodně jsou data vysílána v paketech následujícím způsobem:

Prvek paketu	Počet bitů
Synchronizační záhlaví	3
Adresa	1
Užitečný obsah	8
Parita	1

Ve výhodných provedeních vynálezu jsou pakety multiplexovány s časovým dělením každých 30 ms. Řadič CMU výhodně působí jako hlavní řadič protokolu, který začíná komunikaci každých 30 ms. Záhlaví výhodně zahrnuje pevnou • 4 4 · v « · w - * • « 4 · 4 * 4 · 4 4 · 4 ··· ♦ · · «444

4· *44· 4·· 44 «4 44

sekvenci, řekněme 001. Navíc adresa je obvykle nastavena na nulu pro komunikaci s RF blokem 110, přičemž nenulová adresa je použita pro komunikace s vybavením jiným, než je RF blok, například s měřícím zařízením síly přijímaného signálu. Užitečný obsah výhodně zahrnuje 8 bitů a paket je chráněn proti chybě jedním paritním bitem.

Obr. 10 poskytuje podrobnější ilustraci řídící jednotky 830 sériové komunikace a filtru 840, ilustrovaných na obr. 7. Oscilátor 900 je uspořádán pro vytváření nosného signálu na 455 kHz. Řídící vstupy předávané do řídící jednotky 830 sériové komunikace potom způsobují, že řídící data jsou vydávána z této řídící jednotky 830 sériové komunikace do přepínače 910, přičemž tento přepínač 910 moduluje polohou impulzu tato data na 455 kHz nosný signál. Tento signál je potom veden do filtru 840, který umožňuje šířce pásma 20 kHz, centrovaného na 455 kHz, aby byla vydávána do spojovacího kabelu 120.

Pro řídící signál vydaný RF blokem 110 filtr 840 bude izolovat tento signál a potom jej předá do diody 920, která tento signál usměrní. Usměrněný signál je potom předán do solní propusti 930, která odstraňuje 455 kHz nosný signál. Výstup z dolní propusti 930 je potom veden do komparátoru 940, kde je tento signál' porovnáván s prahovým napětím pro vytvoření na výstupu digitálního signálu pro předání do řídící jednotky 830 sériové komunikace. Řídící jednotka 830 sériové komunikace potom využívá tento signál pro vytvoření paralelních řídících výstupů.

Architektura, ilustrovaná na obr. 10, je rovněž použitelná pro řídící jednotku 410 sériové komunikace a pro filtr 420 RF bloku 110, které jsou ilustrované na obr. 5.

• 99 * » »

9 9 *99· • · v «9 ····

• ·

9 9 • 9 ·

9 9

9 9

99

Řídící jednotka sériové komunikace uvnitř RF bloku 110 může rovněž zpracovat konfiguraci RF syntetizátoru 280 při zapnutí.

Po tomto podrobném popisu účastnického terminálu podle výhodných provedení předkládaného vynálezu bude nyní diskutována instalace tohoto účastnického terminálu. Důležitými aspekty instalačního procesu jsou konfigurace jednotky a nasměrování antény.

Před uvedením ST (účastnického terminálu) do provozního stavu musí být do jednotky zavedena konfigurační data. Například může být požadována následující minimální informace:

1. počet RF kanálů;

2. PN kód; a

3. Identifikátor ST (výhodně šestimístné číslo).

Pro zadání těchto dat existují dvě možnosti. Za prvé, pokud je osazen LAT port, jako v případě zákaznické modemové jednotky 130 podle výhodných provedení vynálezu, ilustrované na obr. 6, pak pro konfigurování jednotky může být použit externí terminál. Tato techniky by obecně byla použita pro ST s ISDN nebo D128 rozhraním. Alternativním přístupem je použití telefonu připojeného k účastnickému terminálu, přičemž takovýto přístup je obvykle použit, pokud účastnický terminál má být použit pro signalizaci POTS. Technika, která může být využita pro tento účel, je podrobně popsána v patentové přihlášce GB-A-2,301,738.

»44 ·· 44*4

4 4 4 4 4

444 *4 44 ·· ··<

Jakmile již byla zadána potřebná konfigurační data, pak ve výhodných provedeních vynálezu je proveden kalibrační krok ST vzhledem k signálovým ztrátám způsobovaným spojovacím kabelem. Technika, použitá ve výhodných provedeních pro provedení této kalibrace, bude nyní popsána ve spojení s odkazy na obr. 5, obr. 7A a obr. 7B.

Za prvé pro kalibraci sestupné cesty pro kompenzaci ztrát zavedených spojovacím kabelem vyváří DSP 855 řídící signál C3 přijetí kalibrace na kanálu SCC_DAT, který je potom θ předán řídící jednotkou 830 sériové komunikace přes spojovací kabel 120 do řídící jednotky 410 sériové komunikace v RF bloku 110. To způsobí, že řídící jednotka 410 sériové komunikace vydá tento signál C3 do přepínače 240, aby na sestupnou cestu byl připojen zdroj 245 kalibrovaného šumu, zajištěný v RF bloku 110. Výhodně tento zdroj kalibrovaného šumu vytváří aditivní bílý Gaussův šum na předem stanovené výkonové úrovni. Tento šumový signál je potom veden skrz obvody přijímací cesty podle obr. 5, přes spojovací kabel 120 a skrz obvody přijímací cesty podle obr. 7A pro vytvoření RXI θ a RXQ složek, které jsou vedeny do CDMA demodulátoru 860 CDMA modemu ilustrovaného na obr. 7B.

Zde jsou uložena předem stanovená kritéria, která by zdroj kalibrovaného šumu měl vykazovat při přijetí CDMA demodulátorem 860, pokud ztráty spojovacího kabely byly vykompenzovány. Prostřednictvím porovnání skutečně přijatého šumového signálu s těmito předem stanovenými kritérii může CDMA demodulátor určit, zda nastavení proměnného útlumového článku 640 by mělo být zvýšeno nebo sníženo. Jedním příkladem předem stanoveného kritéria, které může být uloženo, je frekvence, se kterou by měly být přijaty signály vně určitého ···· ···· ·*·. ·· · · · 9 9··* • · 9·· · 9 9 9 ·· 9999 99· 9· · «» počtu standardních odchylek od špičky Gaussova signálu. Protože šumový signál je digitalizován před přijetím CDMA demodulátorem 860, může být CDMA demodulátor uspořádán pro uchování počtu kolikrát je signál vně předem určeného počtu standardních odchylek a může upozornit DSP 855, pokud tento počet překročí určitou prahovou hodnotu, čímž indikuje, že nastavení proměnného útlumového článku 640 by mělo být změněno.

Když DSP 855 přijímá signál z CDMA demodulátoru 860, θ identifikující, že nastavení proměnného útlumového článku 640 by mělo být změněno, vytváří signál RX_COMP pro předání do proměnného útlumového článku 640 pro změnu jeho nastavení. Prostřednictvím vhodného nastavení proměnného útlumového článku 640 mohou být vykompenzovány ztráty zaváděné spojovacím kabelem do přijímací cesty.

Pro kalibraci vzestupné cesty pro kompenzaci ztrát zaváděných spojovacím kabelem je DSP 855 uspořádán pro instruování CDMA modulátoru 850, aby generoval, ve výhodných provedeních vynálezu, kalibrovaný šumový signál pro vysílání skrz obvody vysílací cesty podle obr. 7A a podle obr. 5. Pro zabránění tomu, aby šumový signál byl vysílán z antény 202 DSP 855 rovněž generuje řídící signál C4 na výstupu SCC_DATA, který je veden přes řídící jednotku 830 sériové komunikace rádiové modemové karty 500 přes spojovací kabel 120 do řídící jednotky 410 sériové komunikace v RF bloku 110, což způsobí, že tato řídící jednotka 410 sériové komunikace vydá tento řídící signál C4 do přepínače 370, aby uzemnil vysílaný signál.

Konektor 385 RF bloku 110 ale stále přijímá vysílaný šumový signál a tudíž poskytuje indikaci P výkonové úrovně • · • 4 4444 • 4 4 4 4 44 4 • * · 4 4 4 4 «44 44 4· 44 vysílaného signálu. Tato indikace P je přivedena do řídící jednotky 410 sériové komunikace v RF bloku 110, která potom předá tuto informaci přes spojovací kabel 120 do řídící jednotky 830 sériového rozhraní v rádiové modemové kartě 500.

Tato data jsou potom vedena do DSP 855 přes kanál SCC_DATA, a DSP 855 porovnává indikaci £ s předem stanovenou hodnotou pro zjištění, zda nastavení proměnného útlumového článku 815 by mělo být změněno. Pokud je změna nastavení potřebná, pak DSP vydává vhodný signál TX_COMP do proměnného útlumového článku

815, aby změnil jeho nastavení. Prostřednictvím tohoto přístupu mohou být vykompenzovány ztráty zavedené spojovacím kabelem do vysílací cesty.

Jakmile již byly provedeny potřebné kalibrační kroky, pak anténa 100 účastnického terminálu je ve výhodných ¹⁵ provedeních nasměrována tak, že směřuje směrem k ústřednímu terminálu, se kterým má komunikovat. Protože anténa je obvykle namontována ve vyvýšené poloze na vnějšku zákaznické budovy, bude muset montážní pracovník obvykle vylézt nahoru k místu montáže antény a manuálně nasměrovat tuto jednotku antény.

Tak, kde je k účastnickému terminálu osazen LAT port, může být pro monitorování síly přijímaného signálu připojen externí terminál, který tak může působit jako průvodce pro nastavení antény. Protože ale LAT port, pokud vůbec, bude ²⁵ obvykle vytvořen v zákaznické modemové jednotce 130 umístěné uvnitř zákaznické budovy, je takový přístup potom velmi nešikovný, pokud má být prováděn jedním montážním pracovníkem a tak obvykle bude prováděn dvěma montážními pracovníky, jedním pro nastavení antény a jedním pro monitorování síly 30 přijímaného signálu.

• Φ · Φ ··♦· «φφφ • · 9 · · Φ » · · · •Φ Φ·* ·Φ· ·· ·ΦΦ· ·Φ· ·· ·*

Podle výhodných provedení předkládaného vynálezu je dostupných množství zjednodušených možností pro pomoc při nasměrování antény. Všechny tyto možnosti vyžadují, aby účastnický terminál byl uveden do speciálního režimu provozu, který brání normálnímu provozu. To by mohlo být například dosaženo zadáním speciálního kódu do účastnického terminálu následně po resetování jednotky. Jednotka by potom zůstala v režimu nasměrovávání antény pro umožnění dokončení instalace zařízení.

θ Síla přijímaného signálu je měřena na nerozptýlených datech v CDMA demodulátoru 860 uvnitř zákaznické modemové jednotky 13Q, kde skutečný signálový výkon může být odlišen do vstupního šumu. Jednou možností pro odstranění požadavku na osazení externího terminálu přes LAT port je použití

LED/LCD panelu na zákaznické modemové jednotce pro indikaci síly přijímaného signálu. To by ale stále vyžadovalo obvykle dva montážní pracovníky pro provedení instalace.

Tudíž alternativní možností je začlenit diody LED do

RF bloku 110 pro indikaci síly přijímaného signálu, jak bylo diskutováno v předcházejícím popisu ve spojení s odkazy na obr. 5. Protože RF blok 110 pravděpodobně musí být umístěn velmi blízko jednotky antény 100 a navíc v některých realizacích jak RF blok 110 tak i jednotka antény 100 budou začleněny do stejného fyzického zařízení, pak montážní 5 pracovník nastavující anténu může rovněž sledovat indikaci LED diod na RF bloku 100. Jak ale bylo zmiňováno v předcházejícím popisu, je síla přijímaného signálu výhodně měřena v CDMA demodulátoru 860 uvnitř zákaznické modemové θ jednotky 130. Ve výhodných provedeních tedy síla přijímaného signálu, jak byla určena CDMA demodulátorem 860, je potom • · ·9* » fr 9 4» » 9 9 9 ► * · * · 9 9 ·· 9« vedena prostřednictvím DSP 855 na výstup SCC_DATA a vysílána zpět přes spojovací kabel 120 přes sériovou komunikační linku a následně je zobrazena na diodách LED na RF bloku 110.

Jak je ilustrováno na obr. 5, jako alternativa nebo navíc k diodám LED může být v RF bloku 110 vytvořen DAC 440 pro vytváření na výstupním portu RF bloku 110 analogové indikace (RSSI) síly přijímaného signálu. Potom zařízení, jako je voltmetr, může být připojeno instalačním montážním pracovníkem pro zajištění indikace o síle přijímaného signálu.

Navíc, protože ve výhodných provedeních předkládaného vynálezu ST již byl kalibrován před prováděním procesu nasměrování antény, pro kompenzaci ztrát zaváděných spojovacím kabelem, mohou být LED diody nebo voltmetr kalibrovány pro zajištění přímé hodnoty síly přijímaného signálu pro instalačního montážního pracovníka.

Ještě jedním dalším alternativním přístupem, znázorněným na obr. 11, je umístit do vedení se spojovacím kabelem 120 měřící zařízení 960 síly přijímaného signálu.

Jako předtím je úroveň přijímaného signálu vysílána k RF bloku 110 přes spojovací kabel s využitím sériové komunikační linky, ale v tomto případě je přijímána měřícím zařízením 960. Úroveň síly signálu je potom zobrazena na LED nebo LCD panelu vytvořeným na měřícím zařízení 960 síly přijímaného signálu. Když je nasměrování dokončeno, je měřící zařízení 960 síly přijímaného signálu vyjmuto a spojovací kabel je nasazen k RF bloku 110.

Hlavní výhodou vytvoření kteréhokoliv z indikačních mechanismů v RF bloku nebo samostatného měřícího přístroje • · · • · • · ·· «··· ··· spojeného s kabelem v blízkosti RF bloku je to, že síla signálu může být vyhodnocena v blízkosti tohoto RF bloku, což umožňuje, aby ST (ústřední terminál) byl instalován jednou osobou. Navíc ve výhodných provedeních předkládaného vynálezu může být indikace kalibrována pro poskytnutí přímé indikace slábnoucích okrajů, to jest velikost odchylky v dB před ztrátou komunikační cesty.

Osobám v oboru znalým by mělo být zcela zřejmé, že vlastní zařízení, použité pro zajištění indikace o síle přijímaného signálu, není pro předkládaný vynález důležité. Jakýkoliv typ vizuální nebo zvukové indikace by mohl být použit jako vhodný.

Ačkoliv v tomto popisu bylo popsáno určité provedení ^5 předkládaného vynálezu, mělo by být zcela zřejmé, že tento vynález není omezen na toto příkladné provedení a že v rozsahu předkládaného vynálezu může být provedeno mnoho modifikací a doplňků. Například by mohly být provedeny různé kombinace znaků z následujících závislých patentových nároků

2Q se znaky nezávislých patentových nároků, aniž by byl překročen rozsah předkládaného vynálezu.

Claims (15)

1. Účastnický terminál pro komunikaci přes bezdrátový spoj s ústředním terminálem bezdrátového telekomunikačního systému, vyznačující se tím, že zahrnuje:

první jednotku pro zpracování signálu, spojitelnou s anténou pro vysílání a příjem signálů přes bezdrátový spoj na prvních frekvencích uvnitř pracovního frekvenčního pásma, tato první jednotka pro zpracování signálu zahrnuje měnič frekvence pro konverzi signálů mezi uvedenými prvními frekvencemi a druhou frekvenci;

druhou jednotku pro zpracování signálu, vzdálenou od první jednotky pro zpracování signálu a spojitelnou s prvkem telekomunikačního vybavení pro předávání signálů mezi uvedeným prvkem telekomunikačního vybavení a první jednotkou 15 pro zpracování signálu, tato druha jednotka pro zpracovaní signálu je vytvořena z obvodu pro zpracování signálu, který je nezávislý na pracovním frekvenčním pásmu, přičemž signál je předáván mezí první jednotkou pro zpracování signálu a druhou jednotkou pro zpracování signálu na druhé frekvenci přes spojovací médium spojující první a druhou jednotku pro zpracování signálu; a komunikační linku pro umožnění předávání řídících signálů mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu, přičemž tato komunikační linka je vytvořena přes spojovací 25 médium a řídící signály jsou vydávány na předem stanovené frekvenci odlišné od uvedené druhé frekvence.

2. Účastnický terminál podle nároku 1, vyznačující se tím, že první jednotka pro zpracování signálu je uspořádána pro montáž na vnějšku zákaznické budovy, zatímco druhá jednotka • 9 • 99

9 · •9 9999

9 9 9 9 9 9 9

999 99 9· *· pro zpracování signálu je uspořádána pro umístění uvnitř zákaznické budovy.

3. Účastnický terminál podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že spojovacím médiem je kabel, přes který jsou předávány signály na uvedené druhé frekvenci.

4. Účastnický terminál podle nároku 3, vyznačující se tím, že uvedeným kabelem je koaxiální kabel.

5. Účastnický terminál podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhá frekvence zahrnuje sestupnou druhou frekvenci pro signály předávané od první jednotky pro zpracování signálu do druhé jednotky pro zpracování signálu a vzestupnou druhou frekvenci pro signály předávané od druhé jednotky pro zpracování signálu do první jednotky pro zpracování signálu.

6. Účastnický terminál podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhá frekvence je mezilehlou frekvencí, přičemž druhá jednotka pro zpracování signálu zahrnuje obvod rádiového modemu, uspořádaný pro zpracování signálu přijímaného přes spojovací médium na mezilehlé frekvenci pro vytváření signálu základního pásma pro předání do prvku telekomunikačního vybavení a pro zpracování signálu základního pásma z prvku telekomunikačního vybavení pro vytváření signálu na mezilehlé frekvenci pro předání do první jednotky pro zpracování signálu přes spojovací médium.

7. Účastnická jednotka podle nároku 6, vyznačující se tím, že druhá jednotka pro zpracování signálu dále zahrnuje _ . ί * · * 4 4··

4·· ·· φ· ·« zákaznickou propojovací jednotku pro propojení mezi obvodem rádiového modemu a prvkem telekomunikačního vybavení.

8. Účastnický terminál podle nároku 7, vyznačující se tím, že uspořádání zákaznické propojovací jednotky je závislé na 5 prvku telekomunikačního vybavení, podporovaného druhou jednotkou pro zpracování signálu, zatímco uspořádání obvodu rádiového modemu je nezávislé na prvku telekomunikačního vybavení, podporovaného druhou jednotkou pro zpracování signálu.

9. Účastnický terminál podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že energie požadovaná pro provoz první jednotky pro zpracování signálu je dodávána prostřednictvím druhé jednotky pro zpracování signálu.

10. Účastnický terminál podle nároku 9, vyznačující se tím, že energie je dodávána do první jednotky pro zpracování signálu přes spojovací médium,

11. Účastnický terminál podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že první jednotka pro zpracování signálu a anténa jsou integrovány do jednoho pouzdra.

12. Účastnický terminál podle kteréhokoliv z

25 předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhá jednotka pro zpracování signálu je sdružena s více než jen jedním prvkem telekomunikačního vybavení.

13. První jednotka pro zpracovaní signálu pro účastnický terminál podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tato první jednotka pro zpracování e · · · · e * • · · · · · · • ·· ·· ·» ee signálu je spojitelná s anténou pro vysílání a příjem signálů přes bezdrátový spoj na prvních frekvencích uvnitř pracovního frekvenčního pásma, a tato první jednotka pro zpracování signálu zahrnuje měnič frekvence pro konverzi signálů mezi

5 uvedenými prvními frekvencemi a druhou frekvencí a řídící jednotku sériové komunikace pro řízení komunikační linky mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu.

14. Druhá jednotka pro zpracování signálu pro účastnický terminál podle kteréhokoliv z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že tato druha jednotka pro zpracování signálu je spojitelná s prvkem telekomunikačního vybavení pro předávání signálů mezi prvkem telekomunikačního vybavení a první jednotkou pro zpracování signálu, a přičemž tato druhá jednotka pro zpracování signálu je vytvořena z obvodu pro

5 , ...

zpracování signálu, který je nezávislý na pracovním frekvenčním pásmu, a zahrnuje řídící jednotku sériové komunikace pro řízení komunikační linky mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu.

q 15. Způsob komunikace přes bezdrátový spoj mezi ústředním terminálem a účastnickým terminálem bezdrátového telekomunikačního systému, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

zajištění, v účastnickém terminálu, první jednotky pro

5 zpracování signálu, spojitelné s anténou, pro vysílání a příjem signálů přes bezdrátový spoj na prvních frekvencích uvnitř pracovního frekvenčního pásma;

konverzi, uvnitř první jednotky pro zpracování signálu, signálů mezi uvedenými prvními frekvencemi a druhou

0 frekvencí;

zajištění, v účastnickém terminálu, druhé jednotky pro • · * · » j · i • ·» ♦·· ·» * • · · · * * «»«« ·· «··· «9· ·· «« >· zpracování signálu, vzdálené od první jednotky pro zpracování signálu a spojitelné s prvkem telekomunikačního vybavení, pro předávání signálů mezí uvedeným prvkem telekomunikačního vybavení a první jednotkou pro zpracování signálu;

5 vytvoření této druhé jednotky pro zpracování signálu z obvodu pro zpracování signálu, který je nezávislý na pracovním frekvenčním pásmu;

předávání signálů mezi první jednotkou pro zpracování signálu a druhou jednotkou pro zpracování signálu na druhé

10 frekvenci přes spojovací médium spojující první a druhou jednotkou pro zpracování signálu; a předávání řídících signálů mezi první a druhou jednotkou pro zpracování signálu přes spojovací médium na předem stanovené frekvenci, odlišné od uvedené druhé

15 frekvence.