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Die
Erfindung betrifft eine schnurlose Telefonanlage mit den im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
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Eine
Telefonanlage der gattungsgemäßen Art
ist beispielsweise eine nach dem DECT-Standard (Digital European
Cordless Telecommunications) ausgelegte Telefonanlage. Das System
ist durch ETS 300 175 normiert. Mit einer solchen Telefonanlage können Telefongespräche geführt und
Daten übertragen
werden. Durch die festgelegten Sendeleistungen liegen die Reichweiten
zwischen Feststation und Mobilstation innerhalb von Gebäuden zwischen
20 m und 50 m und außerhalb
bis zu 300 m. Der DECT-Standard ist multizellenfähig und unterstützt Verfahren
wie Roaming und Handover. Ebenso sind Übergänge in das ISDN realisiert.
Eine hohe Sprachqualität
wird aufgrund der verwendeten Codierung ADPCM (Adaptive Pulse Code
Modulation) erzielt. Der Frequenzbereich liegt europaweit zwischen 1.880
MHz und 1.900 MHz mit 10 Trägerfrequenzen bei
1,8 MHz Bandbreite pro Träger.
Als Übertragungsverfahren
werden das TDMA-(Time
Division Multiple Access) Verfahren und das TDD-(Time Division Duplex) Verfahren verwendet.
Jede Trägerfrequenz
arbeitet mit 12 Duplex- bzw. 24 Simplex-Übertragungskanälen; insgesamt
also 120 Übertragungskanäle bidirektional.
Durch Zeitmultiplexverfahren können
mehrere Mobilgeräte
gleichzeitig mit einer Basisstation und untereinander kommunizieren. Auch
können
Mobilteile an mehreren Basisstationen angemeldet werden und sind
dann über verschiedene
Rufnummern erreichbar. Die Funktion wird mit „Multilink" bezeichnet und überwiegend bei schnurlosen
Telekommunikationsanlagen verwendet. Die Grundlage für alle Sprachanwendungen
in DECT sind bei GAP (Generic Access Profile) festgelegt. Durch
die verwendeten Zugriffsverfahren ist eine hohe Übertragungssicherheit gegen
Abhören
gegeben. Für
die Datenübertragung
ist die Möglichkeit
von Kanalbündelungen
mit n × 24
kbit/s bis auf max. 552 kbit/s gegeben.
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Die
Basisstation ist mit dem öffentlichen
Telekommunikationsnetz oder einem privaten Telefonnetz, beispielsweise über ISDN,
verbunden. Die Basisstation weist in der Regel ein Ladefach für eine Mobilstation
auf, die zu diesem Zweck in das Ladefach gelegt oder gestellt wird. Über Kontakte
werden die Akkumulatoren in der Mobilstation aufgeladen. Neben dem
schnurlosen Telefon, dem Handy, können bei einigen Basisstationen
auch schnurgebundene weitere Telekommunikationsendgeräte angeschlossen
werden. Die Basisstation verfügt
mindestens über
eine Stromversorgung, ein angeschlossenes oder integriertes Ladegerät für die Akkumulatoren
in der Mobilstation, einen Tonruf, ein DECT-Digitalteil und ein
HF-Teil mit einer Empfängerschaltung und
einer Sendeschaltung, um mit der angeschlossenen oder den angeschlossenen
adressierbaren Mobilstationen korrespondieren zu können. Die
Sendeleistung ist ≤ 250
MWatt, meist 10 MWatt je Mobilstation und Feststation. Die Mobilstationen
weisen in der Regel den gleichen Grundaufbau auf. Sie verfügen darüber hinaus über die
notwendige Tastatur, das Display und den Analogteil, um die Sprachkorrespondenz
durchführen
zu können.
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Nach
einem Telefonat oder einer Datenübertragung
werden die Feststation und das mit der Feststation korrespondierende
Mobilteil in den Standby-Betrieb versetzt. In diesem Zustand ist
dafür Sorge
getragen, dass in definierten Zeitabständen Trägersignale übertragen werden, was zu einer
fortlaufenden Leistungsabgabe führt.
Dies führt
zu einem relativ hohen Stromverbrauch. Des Weiteren wird es als
unangenehm empfunden oder kann auch zu Störungen anderer Geräte führen, wenn
die Basis- und Mobilstationen mit der relativ hohen, nicht benötigten Leistung
gefahren werden, um die Mobilteile in einer größeren Entfernung ansprechen
zu können,
wie dies in der Norm vorgesehen ist.
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Gemäß der Norm
ist festgelegt, dass die Basisstationen mit den Mobilstationen in
festen Zeitabständen
korrespondieren müssen,
um eine Synchronisation aller Stationen mit der Basisstation sicherzustellen.
Hierzu wird in festen Zeitabständen
ein Trägersignal
mit voller Leistung (zugelassen bis zu +25 dBm) an alle Mobilteile
gesendet. Damit wird sichergestellt, dass die Mobilteile frequenzsynchron
mit der Basis sind und somit jederzeit ein Telefongespräch geführt werden
kann, ohne erst auf eine Synchronisation beim Aufbau einer Funkstrecke
zwischen der Basisstation und dem Mobilteil warten zu müssen. Die
Erfindung ist aber nicht auf DECT-Telefonanlagen beschränkt.
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Aus
der
DE 40 01 810 C2 ist
eine Energiesparschaltung in einer mobilen Vorrichtung zur drahtlosen
Kommunikation mit einer festen Empfangs-/Sendestation bekannt, bei
der in der Mobilstation eine elektrische Schalteinrichtung vorgesehen ist,
die beim Einschalten der Vorrichtung diese auf Sendebetrieb schaltet
und die Steuerspannungswelle zunächst
abschaltet, wobei die Steuerspannung auf ein solches Potenzial gelegt
wird, dass der Endverstärker
der Sendeschaltung voll aufsteuert. Die Steuerspannungserzeugungsschaltung
wird erst dann angeschaltet, wenn die Vorrichtung über die Schalteinrichtung
auf Empfangsbetrieb geschaltet ist. Die Stromversorgungsquelle wird
nach dem Einschalten an die Sendeschaltung über einen durch phonetische
Laute steuerbaren Umschalter angeschaltet, der von der Erkennungsschaltung
gesteuert wird, die beim Erfassen eines in die Sprechkapsel oder
das Mikrofon der Vorrichtung eingegebenen bestimmten oder unbestimmten
Lautes ein Schaltsignal abgibt. Das Schaltsignal bleibt während einer
vorbestimmten Zeitdauer aufrecht und ist durch weitere Laute verlängerbar.
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Der
Erfindung liegt ausgehend vom dargestellten Stand der Technik die
Aufgabe zugrunde, die Sendeleistung sowohl in der Fest- als auch
in der Mobilstation wesentlich zu reduzieren, insbesondere dann,
wenn kein Telefonat geführt
wird oder keine Datenübertragung
erfolgt.
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Gelöst wird
die Aufgabe durch Ausgestaltung mindestens der Feststation entsprechend
der im Anspruch 1 angegebenen Lehre.
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Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass dann, wenn beispielsweise
mit einer Feststation nur eine einzelne Mobilstation gekoppelt ist,
die Mobilstation sich in der Regel im näheren Umfeld der Feststation
befindet, da sie ja auch dort zur Aufladung der Akkumulatoren in
ein Ladefach einlegbar ist. Bei geringeren Strecken zwischen der
Feststation und der Mobilstation wird die üblicherweise vorhandene und
abgestrahlte Sendeleistung nicht benötigt, um die Kommunikation
sowohl im Standby-Betrieb als auch im normalen Telefonbetrieb aufrecht
zu erhalten. Die Sendeleistung könnte
also wesentlich reduziert werden. Dies führt nicht nur zu einer Reduzierung
des Energieverbrauchs des Mobilteils, sondern auch zu einer Reduzierung
der Strahlungsintensität der
Sendestufen sowohl in der Feststation als auch in dem Mobilteil.
Stellt also die Feststation fest, dass nur ein einziges Mobilteil
angeschlossen ist, so bewirkt der in der Feststation enthaltene
Mikroprozessor anhand eines eingeschriebenen Programms, dass die
Sendeleistung gegenüber
der normgemäßen wesentlich
herabgesetzt wird. Das Trägersignal, das
in den festen Zeitabständen
gesendet wird, kann dabei im Pegel um 50% bzw. um nahezu 70 dBm
reduziert werden.
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Die
Auswerteschaltung in der Feststation, ermittelt also nach der Erfindung
zunächst,
wie viele Mobilstationen angeschlossen sind, und reduziert dann
beispielsweise anhand einer eingegebenen Tabelle die Sendeleistung
anhand der Anzahl von Mobilstationen auf ein fiktives Minimum. Hierzu
kann als Auswerteschaltung auch der Mikroprozessor der Basisstation
verwendet werden. Mit dieser Sendeleistung wird die Kommunikation
sichergestellt. Die Sendeleistungseinstellung erfolgt also in Abhängigkeit von
der Anzahl der angemeldeten Mobilstationen. Sind mehrere Mobilteile
angemeldet, so wird die Sendeleistung des ausgesendeten Trägersignals
auf bestimmte Werte reduziert, die zwischen der geringsten Sendeleistung
für nur
eine Mobilstation und der maximalen Ausstattung, beispielsweise
mit 6 Mobilstationen, liegt. Ist nur ein Mobilteil angemeldet und
befindet sich das Mobilteil beispielsweise auf der Ladeschale im
Ruhezustand bzw. Standby-Zustand, dann wird die HF-Leistung beispielsweise
um ca. 70 dBm reduziert, wobei die Synchronisierung zwischen Mobilteil
und Basisteil gerade noch funktioniert, um zu einem späteren Zeitpunkt
bei einem Anruf die Kommunikation ohne Zeitverzögerung herzustellen oder einen
Verbindungsaufbau von der Mobilstation aufbauen zu können. Sobald
ein Anruf eingeht und das Mobilteil von der Ladeschale abgenommen
oder eingeschaltet wird, wird die Sendeleistung auf 50% erhöht. Sind
mehrere Mobilteile angemeldet, dann schaltet die Basis automatisch
z.B. auf 50% Sendeleistung des Trägersignals oder einem anderen
Wert aus der Tabelle um, um die Kommunikation des Mobilteils und
der Basisstation sicherzustellen.
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Die
Sendeleistung der Mobilstation kann in gleicher Weise reduziert
oder durch ein Steuersignal gesteuert werden, das von der Basisstation übertragen
wird, wobei dieses Steuersignal in Abhängigkeit von der Anzahl der
Mobilstationen ebenfalls festgelegt sein kann, um zwischen den Mobilstationen
kommunizieren zu können.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch die Sendeleistung
zusätzlich
in Abhängigkeit
von der Entfernung der am weitesten entfernten Mobilstation eingestellt
oder regelbar ausgeführt sein.
Zu diesem Zweck kann in der Feststation eine die Empfangsfeldstärke eines
von einer Mobilstation empfangenen Signals feststellende Feldstärkemesseinrichtung
vorgesehen sein, die die Feldstärke
des Signals misst und den Wert zur Auswertung dem Mikroprozessor
zur Verfügung
stellt, der in Abhängigkeit
von der Anzahl und der Mobilstation und deren Entfernung die Einstellgröße für die Sendestufe
in der Feststation und/oder in den Mobilstationen festlegt, um den
Verstärkungsfaktor
des Endverstärkers zu
bestimmen.
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Es
kann auch in jeder Mobilstation eine Feldstärkemesseinrichtung vorgesehen
sein, um durch Messen der Feldstärke
die Sendeleistung der Mobilstation an die Entfernung zur Basisstation
anpassen zu können,
wobei immer das Bestreben ist, die niedrigsten Sendeleistungen zur
Anwendung zu bringen. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch der Standby-Betrieb
und die normale Nutzungsdauer einer Mobilstation wesentlich verlängert werden
können.
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Die
Feststation kann auch ein Signal an jede adressierte Mobilstation
zur Steuerung der Sendeleistung der Mobilstation in Abhängigkeit
von der Mindestfeldstärke
zur Steuerung der Sendeverstärker
in der Mobilstation abgeben. Diese wird von dem Mikroprozessor der
Mobilstation ausgewertet und zur Steuerung des Sendeverstärkers an
einem entsprechenden Speicher gespeichert, dessen Ausgangswert zur
Regelung der Steuerung des Endverstärkers dient. Es ist darüber hinaus
in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass bei reduzierter Sendeleistung
die Reichweite mindestens während
der übertragung
der Trägersignale
in festen Zeitabständen
sichergestellt ist. Hierzu können
in den Mobilteilen zusätzlich
Low Noise Amplifiers (LNAs) eingesetzt werden, die die Empfindlichkeit
so weit erhöhen,
dass z.B. auch bei 50% Sendeleistung der Endver stärkerschaltung
in der Feststation eine gewünschte
maximale Reichweite erzielt wird. Es ist ersichtlich, dass durch
die Erfindung ein Energiemanagement realisiert ist, das zu einer
langen Nutzungsdauer einer Mobilstation bei einer Akkumulatorenladung
führt und
darüber
hinaus die Strahlungsbelastungen, die von den Mobil- und Feststationen
ausgehen, wesentlich reduziert.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Blockschaltbilder einer Basis-(Fest) und einer Mobilstation einer DECT-Telefonanlage
ergänzend
beschrieben.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild einer Basisstation bzw. Feststation und
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2 ein
Blockschaltbild einer Mobilstation.
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Die
Basisstation in 1 weist eine Sende- und Empfangsantenne 1 auf.
Diese ist zum einen mit der Empfängerschaltung
des DECT-Transceivers 2 und zum anderen mit dem Sendeverstärker 3,
dessen Leistung variabel einstellbar ist, verbunden. Der DECT-Transceiver 2 wird
von einem Basisbandmikroprozessor 7 gesteuert, der Zugriff
auf einen Speicher 4 hat, in welchem die Programme zur
Steuerung der Basisstation abgelegt sind, unter anderem auch eine
Steuertabelle für
die Sendeleistungssteuerung in Abhängigkeit von der Anzahl der
angeschlossenen Basisstationen. Weiterhin kann ergänzend eine
Steuertabelle vorgesehen sein, die anhand von gemessenen Feldstärken korrigierende
Verstärkungsfaktoren enthält. Des
Weiteren weist die Basisstation eine Ladeerkennung 5 auf,
die feststellt, ob eine einzige Mobilstation angeschaltet ist und
ob diese sich in der Nähe
der Basisstation oder auf dieser selbst in einer Ladeschale befindet.
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Die
Sendeleistung des Sendeverstärkers 3 wird
in Abhängigkeit
von den in der oder den Steuertabellen enthaltenen Faktoren erfindungsgemäß gesteuert.
Wenn nur eine Mobilstation vorhanden ist, wird die Sendeleistung
z.B. auf 50% herabgesetzt. Wenn darüber hinaus noch eine Feldstärkemessung durchgeführt wird,
um die Sendeleistung der Mobilstation, die in 2 dargestellt
ist, festzustellen, kann die Sendeleistung nochmals angepasst herabgesetzt
werden. In entsprechender Weise kann aber auch die Sendeleistung
in der Mobilstation herabgesetzt werden, wenn ein Datenaustausch
zwischen den Stationen bezüglich
der festgestellten Feldstärken
erfolgt. Wird einer anderen Station, die auch eine direkt von einer
Mobilstation angerufene andere Mobilstation sein kann, das Ergebnis
der Feldstärkemessung
mitgeteilt, so können
die Sendeleistungen beider Stationen recherchiert werden bis zu
einem Niveau, das für
die Kommunikation noch ausreicht.
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Die
Mobilstation in 2 weist ebenfalls eine Antenne 1 auf.
Mit dieser ist ein Empfangsverstärker (LNA) 6 verbunden,
der wiederum mit dem DECT-Transceiver 2 verbunden ist,
um die Signale empfangen, auswerten und akustisch über eine
nicht dargestellte Hörermuschel
wiedergeben zu können. Ebenfalls
ist nicht dargestellt das Mikrofon, das zur Spracheingabe erforderlich
ist bzw. die Tastatur für die
Dateneingabe. Auch die Mobilstation weist einen Basisbandmikroprozessor 7 auf,
der auf einen Speicher 4 zugreift, in dem die Programme
der Mobilstation abgespeichert sind, unter anderem auch eine Steuertabelle
für die
Sendeleistung in Abhängigkeit von
der gemessenen Feldstärke
und/oder der möglichen
in die Kommunikation einbindbaren Mobilstationen. Durch Feldstärkemessung
ist es möglich,
die Sendeleistung kontinuierlich zusätzlich herabzusetzen bis auf
einen Level, der gerade für
die Korrespondenz zwischen den beiden Geräten ausreicht. Die Sendeleistung
wird über
den Verstärker 3 gesteuert,
der die Steuersignale vom Mikroprozessor 7 erhält.