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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Funk-Basisstation gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Funkrufanordnung mit mehreren Funk-Basisstationen.
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Hintergrund
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Funkrufanordnungen bzw. Funkrufnetze (Paging-Networks) sind bekannt. Sie dienen hauptsächlich zur Übermittlung von Alarm- bzw. Einsatzmitteilungen an Personen von Einsatzkräften, wie zum Beispiel Feuerwehren. Diese Personen tragen einen digitalen Meldeempfänger DME (Pager) auf sich, an welchen die Mitteilungen per Funk ausgesendet und auf dem Pager angezeigt werden. Bekannte Funkrufanordnungen können nach dem POCSAG-Standard arbeiten. Die Datenrate der Übermittlungen ist standardgemäss beschränkt.
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Bei derartigen Funkrufanordnungen ist es wichtig, dass die Zentrale der Funkrufanordnung über den Aussende-Status der Alarm- bzw. Einsatzmitteilungen informiert ist. Hierzu ist vielfach vorgesehen, dass die Funk-Basisstationen Netzstatus-Rückmeldungen (Broadcast Confirmations) an die Zentrale der Funkrufanordnung übermitteln.
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Bei grossflächigen Funkrufanordnungen benötigt eine solche Netzstatus-Rückmeldung, wenn sie einzeln mit Punkt-zu-Punkt Verbindung durchgeführt wird, eine relativ lange Zeit, bis sie in der Zentrale der Funkrufanordnung verfügbar sind.
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Die
DE 20 2105 103 656 U1 beschreibt eine Funkrufanordnung, die derart konfiguriert ist, dass Netzstatus-Rückmeldungen von mehreren Funk-Basisstationen eines hierarchisch höheren Alarmrings an dieselbe Funk-Basisstation eines tieferen Alarmrings sendbar, dort zwischenspeicherbar und mit der Netzstatus-Rückmeldung dieser Funk-Basisstation zusammen weitersendbar sind. Dadurch ist es möglich, die Netzstatusinformation von allen Funk-Basisstationen sehr rasch bis zur Master-Basisstation zu übermitteln. Die Netzstatus-Rückmeldungen können insbesondere eine Aussendekontrolle umfassen, mittels welcher die Aussendung eines Alarms bestätigt werden kann.
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Bei bekannten Funkrufanordnungen ist die Aussendekontrolle technisch derart implementiert, dass eine Aussendebestätigung aus technischer Sicht äquivalent zu der Aussage ist, dass eine Alarmmeldung von der Funk-Basisstation empfangen und ein Sendebefehl zum Senden eines Alarmsignals an das jeweilige Transmittermodul der Funk-Basisstation übermittelt wurde.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Funk-Basisstation gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei welcher die Aussendekontrolle verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird bei einer Funk-Basisstation der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Insbesondere weist die Basisstation ein Empfängermodul auf, welches dazu konfiguriert ist, ein Streusignal eines ausgesendeten Alarmsignals zu detektieren. Zudem ist die Basisstation dazu konfiguriert, in Abhängigkeit des detektierten Streusignals einen Aussende-Status für die empfangene Alarmmeldung zu bestimmen und zu senden.
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Eine derartige Funk-Basisstation hat den Vorteil, dass mittels des Empfängermoduls überprüft werden kann, ob die Funk-Basisstation das jeweilige Alarmsignal auch tatsächlich ausgesendet hat. Insbesondere kann mittels einer solchen Funk-Basisstation überprüft werden, ob die Basisstation auch tatsächlich eine hochfrequente Sendeleistung ausgestrahlt hat. Zudem kann die Funk-Basisstation gemäss Ausgestaltungen der Erfindung auch die einzelnen Zeichen bzw. Bits des ausgesendeten Alarmsignals detektieren und überprüfen, ob das Alarmsignal korrekt ausgesendet wurde, d.h. ob die Bitfolge des ausgesendeten Alarmsignals mit der Bitfolge der empfangenen Alarmmeldung übereinstimmt.
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Somit ist es gemäss Ausgestaltungen der Erfindung möglich, die Qualität und Zuverlässigkeit der Aussendekontrolle zu verbessern.
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Figurenliste
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Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei zeigt:
- 1 schematisch eine Funkrufanordnung mit drei Alarmringen und einer Punkt-zu-Punkt Abfrage von Netzstatus-Rückmeldungen;
- 2 schematisch einen Teil einer Funkrufanordnung mit drei Alarmringen und einer Multipunkt-zu-Punkt Abfrage von Netzstatus-Rückmeldungen;
- 3 tabellarisch den Datenfluss bei der Aussendung eines generellen Alarms und der Netzstatus-Rückmeldung bei der Funkrufanordnung von 2;
- 4 schematisch den Datenfluss für die Multipunkt-zu-Punkt Netzstatus-Rückmeldung gemäss Ausführungsformen der Erfindung;
- 5 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Funk-Basisstation gemäss Ausführungsformen der Erfindung;
- 6 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Funk-Basisstation gemäss einer weiteren Ausführungsformen der Erfindung;
- 7 eine prinzipielle Querschnittsansicht einer beispielhaften Leiterplattenkonfiguration umfassend ein Transceiver-Modul, ein Empfänger-Modul, ein DekoderModul und eine Koppelspule;
- 8 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Funk-Basisstation gemäss einer weiteren Ausführungsformen der Erfindung mit zwei Dekoder-Modulen; und
- 9 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Funk-Basisstation gemäss einer weiteren Ausführungsformen der Erfindung, bei der ein Umschaltsignal von dem Transceiver-Modul erzeugt wird.
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Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
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1 zeigt eine Funkrufanordnung 100 gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung, welche Funk-Basisstationen gemäss Ausführungsformen der Erfindung aufweisen kann. Eine solche Anordnung weist eine Zentrale bzw. eine zentrale Steuerung PNC (Paging Network Controller) auf, die auch als digitaler Alarmgeber (DAG) bezeichnet wird, womit die Alarmmeldungen in die Anordnung eingegeben werden können. Die zentrale Steuerung kann sich zum Beispiel bei einer Einsatzleitzentrale des Dienstes befinden, dessen Angehörige über die Funkrufanordnung alarmiert werden sollen. Die zentrale Steuerung PNC ist über eine Datenverbindung (in diesem Beispiel über eine Datenverbindung mit dem TCP/IP Protokoll) mit einer Funk-Basisstation 0 verbunden, welche als sogenannter „Master“ konfiguriert ist. Die Datenverbindung kann drahtgebunden ausgestaltet sein, zum Beispiel als Ethernet-Leitung, oder sie kann als drahtlose Datenverbindung ausgeführt sein.
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Die Funk-Basisstationen werden auch als Digitaler Alarmumsetzer (DAU) bezeichnet. Wie dargestellt, kann die Funkrufanordnung mit mehreren Alarmringen gebildet sein, die hier als Alarmringe 1, 2 und 3 bezeichnet sind. In jedem Alarmring sind mehrere Funk-Basisstationen bzw. digitale Alarmumsetzer (DAU) vorgesehen, die als sogenannter „Slave“ konfiguriert sind. In dem gezeigten Beispiel sind dies die DAUs mit der jeweiligen Identifikations-Nummer (DAU-ID) 1 - 14. Ferner gehören zu einer Funkrufanordnung die einzelnen Funkrufempfänger (Pager) die in 1 nicht gezeigt sind. Die Alarmierung kann erfolgen, indem eine Alarmmeldung von der Zentrale PNC übertragen und dann vom „Master“ DAU über Funk gleichzeitig an die Pager innerhalb seiner Funkabdeckung und an die „Slave“ DAUs des ersten Alarmrings gesendet wird. Diese „Slave“ DAUs senden die Alarmmeldung wiederum gleichzeitig über Funk an die Pager innerhalb ihrer Funkabdeckung und an die „Slave“ DAUs des nächsten Alarmrings. So breitet sich der Alarm wellenförmig über die ganze von der Funkrufanordnung abgedeckte Region aus. In einer anderen Ausgestaltung wird die Alarmmeldung zunächst über Mitteilungen im sogenannten Transportlayer an alle Funk-Basisstationen bzw. DAUs gegeben und erst dann erfolgt gleichzeitig und synchron durch alle DAUs die Aussendung der Alarmmeldung als Alarmsignal oder mit anderen Worten als Alarm über Funk an die Pager. Das Format der Alarmmeldungen und deren Ablauf sind durch den genannten POCSAG-Standard bestimmt. Rückmeldungen von den Funk-Basisstationen zur Zentrale PNC erfolgen nach Stand der Technik jeweils per Funk von jeder Funk-Basisstation zum „Master“, wie das in der Figur für die Funk-Basisstationen mit den Nummern 12, 14, 3 und 0 (0 = Master) angedeutet ist. Führt man dies zum Beispiel bei einer Funkrufanordnung mit 70 Basisstationen durch, verteilt auf 3 Alarmringe, so benötigt die Abfrage von drei Informationsbits über den Status der jeweiligen Basisstation für die ganze Funkrufanordnung mehrere Minuten.
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Die 2 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele von anderen Funkrufanordnungen, welche ebenfalls Funk-Basisstationen gemäss Ausführungsformen der Erfindung aufweisen können. Die grundsätzlichen vorgängigen Erläuterungen zu einer Funkrufanordnung gelten auch für die nachfolgend erläuterten Funkrufanordnungen mit Ausnahme, der im Folgenden erläuterten erfindungsgemässen Lösung der Netzstatus-Rückmeldungen.
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2 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines kleinen Teils einer Funkrufanordnung 200 gemäss der Erfindung. Dabei ist mit 20 ein zentraler digitaler Alarmgeber bzw. die zentrale Steuerung PNC (Paging Network Controller) der Funkrufanordnung bezeichnet und symbolhaft als Rechner mit Tastatur und Bildschirm dargestellt. Diese Steuerung PNC 20 ist mittels einer Datenverbindung 21 mit der Funk-Basisstation 30 verbunden. Über die Datenverbindung 21 werden Alarmmeldungen zu den Funk-Basisstationen gegeben und Statusrückmeldungen von den Funk-Basisstationen gelangen zu der Steuerung PNC 20. Die Funk-Basisstation 30, bzw. der digitale Alarmumsetzer (DAU) 30 ist als „Master“ der Funkrufanordnung 200 ausgestaltet. Es kann sich um ein entsprechend ausgestaltetes Gerät ITC2100-BOS der Herstellerin Swissphone, Schweiz, handeln und ist in 2 symbolhaft als ein solches Gerät dargestellt. Ferner ist ebenfalls symbolhaft ein Pager 22 dargestellt, der zum Empfang und zur Darstellung von Meldungen ausgestaltet ist, was hier nicht näher erläutert wird, da dies dem Fachmann bekannt ist. Da es sich vorliegend um eine nach dem POCSAG-Standard arbeitende Funkrufanordnung handelt, ist der Pager 22 entsprechend zum Empfang von Meldungen im POCSAG-Format ausgestaltet.
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Die Funk-Basisstation 30 bildet in diesem Beispiel den ersten Alarmring Rl, der mit unterbrochenen, gerundeten Linien teilweise angedeutet ist. Der Begriff „Alarmring“ bedeutet dabei nicht, dass die dazu gehörenden Funk-Basisstationen geometrisch ring- oder kreisförmig in dem geografischen Gebiet angeordnet sind, welches von der Funkrufanordnung abgedeckt ist. Der Begriff „Alarmring“ wird lediglich im Sinne einer Gruppe verwendet und soll aussagen, dass die zu dem Alarmring gehörenden Funk-Basisstationen eine Gruppe bilden und untereinander zur selben Hierarchie gehören. Dies im Gegensatz zu der Gruppe von Funk-Basisstationen eines anderen Alarmrings, die hierarchisch in der Funkrufanordnung über- oder untergeordnet sind. Die Funk-Basisstation 30 kommuniziert über Funk im POCSAG-Standard mit den Funk-Basisstationen 40 und 41 und weiteren nicht dargestellten Basisstationen, die zusammen den Alarmring R2 bilden, der mit unterbrochenen, gerundeten Linien teilweise angedeutet ist. Die Funk-Basisstationen 40, 41, bzw. die digitalen Alarmumsetzer (DAU) 40, 41 und die nicht dargestellten weiteren Funk-Basisstationen des Alarmrings R2 sind als „Slaves“ der Funkrufanordnung ausgestaltet. Es kann sich dabei ebenfalls um entsprechend ausgestaltete Geräte ITC2100-BOS der Herstellerin Swissphone handeln und die „Slaves“ 40, 41 sind in 2 symbolhaft so dargestellt. Zu diesem Alarmring R2 ist kein Funkrufempfänger bzw. Pager dargestellt aber solche Pager sind natürlich in Vielzahl bei den zu alarmierenden Personen und/oder Fahrzeugen vorhanden.
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Die Funk-Basisstationen 40, 41 und die weiteren nicht dargestellten Funk-Basisstationen des Alarmrings R2 kommunizieren über Funk im POCSAG-Standard mit den Funk-Basisstationen 50, 51, 52 und 53 und weiteren nicht dargestellten Funk-Basisstationen, die zusammen den Alarmring R3 bilden, der mit unterbrochenen, gerundeten Linien teilweise angedeutet ist. Die Funk-Basisstationen 50 - 53, bzw. die digitalen Alarmumsetzer (DAU) 50-53 und die nicht dargestellten weiteren Funk-Basisstationen des Alarmrings R3 sind als „Slaves“ der Funkrufanordnung ausgestaltet. Es kann sich dabei ebenfalls um entsprechend ausgestaltete Geräte ITC2100-BOS der Herstellerin Swissphone handeln und die „Slaves“ 50 - 53 sind in 2 symbolhaft so dargestellt. Zu diesem Alarmring R3 sind nur die beiden Pager 22 dargestellt, solche Pager sind aber bei den zu alarmierenden Personen/Fahrzeugen und somit in Vielzahl vorhanden. Die Funk-Basisstationen 50 und 52 sind bei der gezeigten Funkrufanordnung 200 mit dezentralen digitalen Alarmgebern 60 und 62 verbunden, die die Einspeisung einer Alarmmeldung in die Funkrufanordnung unabhängig von dem zentralen digitalen Alarmgeber 20 erlauben. Dies ist eine spezielle Ausgestaltung. Die meisten der Funk-Basisstationen sind nicht mit solchen dezentralen Alarmgebern verbunden.
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3 zeigt in tabellarischer Form die zeitliche und örtliche Abfolge (getaktet in „Zeitfenstern“ bzw. „slots“, die in der Tabelle von oben her aufeinander folgen) von Datenflüssen sowohl im Alarmlayer des bei der Funkrufanordnung 1 verwendeten Daten-Protokolls als auch im Transportlayer des Daten-Protokolls. Die Aussendung eines Alarms erfolgt bei der Funkrufanordnung nach 2 in diesem Beispiel an alle Pager, wie dies grundsätzlich bekannt ist. Weiter ist in der Tabelle die Ausführung einer Netzstatus-Rückmeldung gemäss der Erfindung dargestellt, ebenfalls für das Beispiel der Funkrufanordnung 200 gemäss 2.
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Ersichtlich ist in der ersten Zeile, dass eine Alarmmeldung „Alarm 1“ an alle Pager von der Zentrale ausgesendet werden soll. Über den digitalen Alarmgeber 20 bzw. den PNC wird die Alarmmeldung eingegeben und als Datensatz >>A1>> an die Basisstation 30 bzw. den „Master“ DAU übermittelt, was über die Daten-Verbindung 21 in 2 erfolgt. Dies kann im TCP/IP Datenprotokoll erfolgen. Von der Basisstation 30 aus erfolgt im nächsten Schritt (bzw. Zeitfenster) die Funkübermittlung des Datensatzes an die Basisstationen 40 und 41 (und an die weiteren Funk-Basisstationen des Alarmrings R2) im POCSAG-Format, wobei dies im Transportlayer und mit einer Baudrate von 4'800 erfolgen kann. Dies ist bei dem Datenfluss als -A1-> dargestellt. Im folgenden „slot“ wird auf dieselbe Weise der Datensatz für den Alarm 1 von den Funk-Basisstationen 40, 41 an die Funk-Basisstationen 50 - 53 und die weiteren Funk-Basisstationen des Alarmrings R3 übermittelt, was beim entsprechenden Datenfluss wieder mit -A1-> dargestellt ist. Somit haben nun alle Funk-Basisstationen 30, 40, 41 sowie 50 - 53 die Alarmmeldung „Alarm 1“ erhalten, die an die Pager 22 ausgesendet werden soll.
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Im folgenden Schritt erfolgt simultan die Aussendung des Alarmsignals bzw. des Funkrufs „Alarm 1“ durch alle Funk-Basisstationen 30, 40, 41, 50 - 53 (und die nicht dargestellten Funk-Basisstationen der Funkrufanordnung) an alle Pager 22. Dies im Alarmlayer des POCSAG-Formats und in der Regel mit einer Baudrate von 1'200. Dies ist im entsprechenden „slot“ mit „_A1_> an Pager 22“ dargestellt. Die Pager 22 empfangen das Alarmsignal mit der enthaltenen Alarmmeldung und stellen sie dar.
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Gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Funkrufanordnung 200 mit ihren Funk-Basisstationen so ausgestaltet, dass durch mehrere Funk-Basisstationen eines jeweils äusseren, bzw. hierarchisch „höheren“ Alarmrings deren Netzstatus-Rückmeldung auf eine gemeinsame Funk-Basisstation des anschliessend inneren Alarmrings bzw. hierarchisch tieferen Alarmrings zurück meldbar ist und dies setzt sich fort, bis zu einem „Master“, der die Netzstatus-Rückmeldungen zur Zentrale meldet. Im Sinne der vorliegenden Terminologie ist also der Alarmring R3 hierarchisch höher als der Alarmring R2 und dieser wieder hierarchisch höher als der Alarmring R1.
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In dem vereinfachten Beispiel der 2 und 3 erfolgt in dem auf die Alarmaussendung an die Pager 22 folgenden „slot“ bzw. Zeitfenster eine Netzstatus-Rückmeldung von der Funk-Basisstation 50 im Alarmring R3 auf die Funk-Basisstation 40 im Alarmring R2 und auch eine Netzstatus-Rückmeldung der Funk-Basisstation 52 im Alarmring R3 auf die Funk-Basisstation 41 im Alarmring R2. Diese Netzstatus-Rückmeldungen sind in der 3 mit <------ dargestellt. Da die Funk-Basisstationen 50 und 52 zu verschiedenen Funk-Basisstationen 40 bzw. 41 zurückmelden, kann dies im selben „slot“ bzw. Zeitfenster der getakteten Datenübertragung erfolgen. Im nächsten Schritt erfolgt die Netzstatus-Rückmeldung der Funk-Basisstation 51 im Alarmring R3 ebenfalls auf die Funk-Basisstation 40 im Alarmring R2 und die Netzstatus-Rückmeldung der Funk-Basisstation 53 im Alarmring R3 zur Funk-Basisstation 41 im Alarmring R2. Die Netzstatusmeldungen erfolgen im Transportlayer des POCSAG-Formats und können mit 4'800 Baud erfolgen. Die Funk-Basisstationen 40 bzw. 41 speichern jeweils die Rückmeldungen <------ bzw. die entsprechenden Datenbits. Diese Rückmeldungen sind auch mit der in der Funkrufanordnung bekannten individuellen Adresse der jeweiligen Basisstation verknüpft.
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Im nächsten „slot“ dieses Beispiels ist durch die Funk-Basisstation 40 die eigene Netzstatusinformation und die zwischengespeicherte zuvor erhaltene Netzstatusinformation der Funk-Basisstationen 50 und 51 an die Funk-Basisstation 30 meldbar und somit zu einer Funk-Basisstation im nächsttieferen Alarmring R1. Dies ist wieder mit <------ dargestellt. Derselbe Vorgang erfolgt im nächsten „slot“ bzw. Zeitfenster des Takts, indem die Funk-Basisstation 41 ihre eigene Netzstatusinformation und die zuvor empfangene, zwischengespeicherte Netzstatusinformation sowohl der Funk-Basisstation 52 als auch der Funk-Basisstation 53 an die Funk-Basisstation 30 meldet. Dies ist ebenfalls mit <------ dargestellt. Da die empfangende Basisstation 30 in diesem Beispiel zugleich der „Master“ ist, ist die Ausbreitung der Netzstatusinformation von den Funk-Basisstationen zum „Master“ abgeschlossen und der „Master“ 30 meldet im nächsten Zeitfenster seine Netzstatusinformation und die Netzstatusinformationen aller anderen Funk-Basisstationen an die Zentrale 20, was mit «Status« dargestellt ist und wieder im TCP/IP Format erfolgen kann. Die Netzstatusinformationen sind jeweils mit der individuellen Adresse der Funk-Basisstationen gekoppelt, so dass in der Zentrale 20 die Zuordnung der einzelnen Netzstatusinformationen zu den Funk-Basisstationen vorhanden ist. Dazu muss die Adresse nicht rückgemeldet werden, da die Zentrale aus der Position der Datenbits und in Kenntnis der Konfiguration der Funkrufanordnung aus der Position der Bits in der Meldung «Status« weiss, welche Netzstatus-Bits zu welcher Basisstation gehören. Es kann aber auch eine Adressinformation übertragen werden.
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Durch so eine Ausgestaltung der Funkrufanordnung bzw. der Funk-Basisstationen kann von einer „Multipunkt zu Punkt“ Rückmeldung der Netzstatusinformation gesprochen werden. Dies kann wesentlich rascher erfolgen als die in der 1 beschriebene Punkt-zu-Punkt Rückmeldung.
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Als Netzstatusinformation können ein oder mehrere Zeichen oder Bits zurückgemeldet werden. Die Netzstatus-Information umfasst insbesondere ein erstes Bit für einen Aussende-Status für die von der jeweiligen Funk-Basisstation empfangene Alarmmeldung. Dieses erste Bit stellt somit eine Aussendekontrolle dar und gibt zum Beispiel mit dem Wert „1“ die Bestätigung, dass die jeweilige Funk-Basisstation die zuvor empfangene Alarmmeldung auch tatsächlich als Alarmsignal ausgesendet hat. Zudem gibt das erste Bit gemäss Ausführungsformen mit dem Wert „0“ an, dass dies entweder nicht erfolgt ist oder dass das ausgesendete Alarmsignal nicht korrekt ausgesendet wurde und beispielsweise fehlerhafte Zeichen oder Bits enthielt. Der gemäss Ausführungsformen der Erfindung verwendete Mechanismus zur Aussendekontrolle und zur Erkennung von fehlerhaften Aussendungen wird später in Bezug auf 5 näher beschrieben.
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Ein zweites Bit kann eine „Alarmanfrage“ (die auch als „Alarmrequest“ bezeichnet wird) sein und angeben, dass die Basisstation eine Anfrage für eine Einspeisung eines Alarms in die Funkrufanordnung von einer der dezentralen digitalen Alarmgeber erhalten hat, wie sie im Beispiel von 2 bei den Funk-Basisstationen 50 und 52 gezeigt sind. Ein drittes Bit kann ein zusammenfassender Status (der ein Hardwarestatus und/oder ein Softwarestatus sein kann) der jeweiligen Funk-Basisstation sein und zum Beispiel mit dem Wert „1“ angeben, dass die Funk-Basisstation fehlerfrei arbeitet und mit dem Wert „0“ angeben, dass ein Fehler vorliegt. Die Anzahl von 3 Bits ist ein bevorzugter Wert. Die Netzstatus-Rückmeldung könnte auch nur ein Bit, zwei Bits oder mehr als drei Bits umfassen.
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Der in der 3 beschriebene Mechanismus stellt einen sogenannten Simultanalarm dar, bei dem alle Funk-Basisstationen die Alarmsignale simultan aussenden.
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Als Alternative zu einem solchen Simultanalarm können die Funk-Basisstationen gemäss anderen Ausführungsformen der Erfindung die Alarmsignale auch direkt aussenden, d.h. z.B. unmittelbar nachdem eine Alarmmeldung von der jeweiligen Funk-Basisstation empfangen wurde. Dies wird auch als Direktalarm bezeichnet.
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4 zeigt die Ausgestaltung einer Funkrufanordnung 400 mit mehr Funk-Basisstationen bzw. DAUs als beim vorhergehenden Beispiel. Der „Master“ DAU 1 und die „Slaves“ DAU sind nur durch Dreiecke und mit einer Identifikations-Nummer (DAU-ID) symbolisiert und die weiteren Elemente der Funkrufanordnung, so insbesondere die Zentrale (PNC) und die Funkrufempfänger (Pager) sind nicht dargestellt. Weiter sind nur die Netzstatus-Rückmeldungen mit Pfeilen angegeben. Auch bei diesem Beispiel sind erfindungsgemäss alle Funk-Basisstationen und die Funkrufanordnung so ausgestaltet, dass die Netzstatusinformation mit einer Multipunkt zu Punkt Ausbreitung in der Funkrufanordnung zurückmeldbar ist. Alle DAU senden hierarchisch geordnet und es ist auf jedem DAU konfigurierbar, zu welchem Zeitpunkt er sendet, damit sich zwei oder mehr Netzstatus-Rückmeldungen nicht überlagern (eine zeitliche Überlagerung wäre nur bei genügender Distanz der Funk-Basisstationen erlaubt). Die Netzstatus-Rückmeldung beginnt mit der äussersten Hierarchiestufe bzw. im äussersten Alarmkreis (in diesem Beispiel Alarmkreis R3) indem jede Funk-Basisstation in den zur Verfügung stehenden Zeitfenstern („slots“) die Netzstatusinformation an eine zugeordnete Funk-Basisstation einer hierarchisch tieferen Stufe (in diesem Beispiel Alarmkreis R2) sendet. Es ist auch möglich, dass eine Funk-Basisstation dabei eine Hierarchiestufe „überspringt“ und direkt auf eine noch tiefere bzw. innere Hierarchiestufe (hier R1) sendet. Die DAU auf der hierarchisch tieferen Stufe sind ausgestaltet um alle von ihnen empfangenen Netzstatusinformationen der höheren Stufe zu sammeln und diese zusammen mit ihrer eigenen Netzstatusinformation in ihrem „slot“ weiter an die tiefere Hierarchiestufe abzugeben bzw. schlussendlich zum „Master“ DAU. In 4 ist ersichtlich, dass die DAU Nr. 11 und Nr. 10 im Alarmkreis R3 ihre Netzstatusinformation an den DAU 6 im Alarmkreis R2 abgeben. Die Basisstation Nr. 16 gibt die Netzstatusinformation an die Funk-Basisstation Nr. 9. Die Funk-Basisstationen Nr. 12 und Nr. 7 senden an die Funk-Basisstation Nr. 3 und die Funk-Basisstationen Nr. 13, Nr. 14 und Nr. 8 an die Funk-Basisstation Nr. 4. Alle Funk-Basisstationen des Alarmkreises R1 geben ihre Netzstatusinformation und die zuvor gesammelte Netzstatusinformation der äusseren Alarmkreise an den „Master“ Nr. 1.
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5 zeigt ein Blockschaltbild einer Funk-Basisstation 500 für eine Funkrufanordnung gemäss Ausführungsformen der Erfindung. Die zuvor beschriebenen Funk-Basisstationen 30, 40, 41, sowie 50-53 können gemäss Ausführungsformen alle wie nachfolgend in Bezug auf die 5 beschrieben ausgestaltet sein. Gemäss anderen Ausführungsformen können auch nur einige der zuvor beschriebenen Funk-Basisstationen 30, 40, 41, sowie 50-53 wie zu der 5 beschrieben ausgestaltet sein.
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Die Funk-Basisstation 500 ist insbesondere dazu konfiguriert, Alarmmeldungen AM zu empfangen und ein zu einer empfangenen Alarmmeldung AM korrespondierendes Alarmsignal AS auszusenden. Als Alarmmeldungen werden somit die Meldungen bezeichnet, die von der Zentrale oder einem dezentralen Alarmgeber in die Funkrufanordnung eingespeist werden. Als Alarmsignal wird insbesondere das hochfrequente (physikalische)Signal bezeichnet, welches von den Funk-Basisstationen nach Erhalt bzw. nach Empfang einer Alarmmeldung an die Pager ausgesendet wird, z.B. in dem Slot „Simultanalarm“ gemäss 3. Das zu einer empfangenen Alarmmeldung korrespondierende Alarmsignal enthält somit, bei fehlerfreiem Betrieb, den Inhalt der Alarmmeldung, d.h. die Zeichenfolge bzw. die Bits der Alarmmeldung.
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Die Funk-Basisstation 500 ist gemäss Ausführungsformen der Erfindung ferner dazu konfiguriert, Netzstatus-Rückmeldungen zu senden. Gemäss weiteren Ausführungsformen kann die Funk-Basisstation 500 auch dazu konfiguriert sein, Netzstatus-Rückmeldungen von anderen Funk-Basisstationen zu empfangen, zwischen zu speichern und weiterzuleiten.
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Die Funk-Basisstation 500 weist ein Transceiver-Modul 501, ein Empfängermodul 502 und ein Dekodermodul 503 auf, welches in einen Mikrocontroller 504 integriert ist.
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Das Transceiver-Modul 501 weist eine Transceiver Schaltung 510 mit z.B. einem Transceiver-IC auf sowie eine Antenne 511. Das Transceiver-Modul 501 ist dazu konfiguriert, die Alarmmeldungen AM über die Antenne 511 zu empfangen und ein zu den Alarmmeldungen AM korrespondierendes Alarmsignal AS auszusenden.
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Das Empfängermodul 502 weist eine Empfänger-Schaltung 512 mit z.B. einem Empfänger-IC auf sowie eine Koppelspule 513. Die Koppelspule 513 kann auch als Koppelantenne bezeichnet wird. Die Koppelspule 513 kann insbesondere als spiralförmige Antenne, insbesondere als spiralförmige Streifenantenne ausgebildet sein. Die Koppelspule 513 kann gemäss Ausführungsformen als Loop-Antenne ausgeführt sein.
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Das Empfängermodul 502 ist dazu konfiguriert, ein Streusignal SS des ausgesendeten Alarmsignals AS über die Koppelspule 513 zu detektieren. Das Streusignal SS wird somit von der Streustrahlung des Alarmsignals AS gebildet, insbesondere von Streustrahlung, welche von hochfrequenten Komponenten des Transceiver-Moduls 501 abgestrahlt wird. Die Koppelspule 513 ist daher vorzugsweise in der Nähe derartiger hochfrequenter Komponenten des Transceiver-Moduls 501 angeordnet, insbesondere in der Nähe der Hochfrequenz-Endstufe.
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Das Alarmsignal AS kann somit auch als Hauptsignal erachtet werden. In der 5 ist das Alarmsignal AS daher mit einem durchgezogenen Pfeil dargestellt, während das Streusignal SS mit einem gestrichelten Pfeil dargestellt ist.
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Mit anderen Worten, das Empfängermodul 502 „horcht“ während dem Sendebetrieb der Basisstation, insbesondere nur während der Sendertastung, ob und was gesendet wurde. Das „Horchen“ erfolgt insbesondere dadurch, dass das Transceiver-Modul 501 immer eine ganz geringe Leckleistung oder mit anderen Worten eine Streuleistung ausstrahlt. Diese Streuleistung oder Leckleistung genügt dem sehr sensitiven Empfängermodul 502 bereits, um das Streusignal SS, welches auch als Lecksignal bezeichnet werden kann, zu empfangen und zu detektieren.
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Die Basisstation 500 ist dann so konfiguriert, dass sie als Netzstatus-Rückmeldung einen Aussende-Status für eine jeweils empfangene Alarmmeldung AM in Abhängigkeit des detektierten Streusignals SS aussendet und somit das Streusignal verwendet, um eine tatsächliche Aussendung des Alarmsignals zu detektieren.
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Gemäss Ausgestaltungen der Erfindung kann die Funk-Basisstation 500 insbesondere so konfiguriert sein, dass sie eine von der Zentrale oder einem dezentralen Alarmgeber empfangene Alarmmeldung AM oder eine von einer anderen Funk-Basisstation weitergeleitete AM bei deren Aussendung als Alarmsignal mit dem dazu empfangenen bzw. detektierten Streusignal SS des jeweils korrespondierenden Alarmsignals vergleicht. Insbesondere kann die Funk-Basisstation 500 dazu konfiguriert sein, eine Zeichenfolge bzw. Bitfolge der empfangenen Alarmmeldungen AM mit den Zeichenfolgen bzw. Bitfolgen des detektierten Streusignals SS und damit des tatsächlich ausgesendeten Alarmsignals AS zu vergleichen.
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Der Zeichenvergleich oder Meldungsvergleich erfolgt insbesondere auf Protokollebene (POCSAG).
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Gemäss Ausgestaltungen der Erfindung kann der Aussende-Status insbesondere ein Zeichen bzw. 1-Bit umfassen. Der Aussende-Status kann auch als AussendeBestätigung bezeichnet werden. Der Aussende-Status kann gemäss Ausgestaltungen der Erfindung als positiv bzw. „OK“ gesetzt werden, wenn der Meldungsvergleich zu 100% übereinstimmt. Bei Zeichenfehlern oder wenn gar keine Leistung detektiert wurde, kann der Aussende-Status als „Fail“ gesetzt werden.
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Sofern gemäss Ausgestaltungen der Erfindung der Aussende-Status nur 1 Bit umfasst, kann die Datenstruktur der Netzstatusrückmeldung rückwärts kompatibel zu bekannten Legacy-Systemen sein, welche für die Aussendekontrolle ebenfalls nur 1 Bit verwenden. Dies hat den weiteren Vorteil, dass die HF-Aussendekontrolle aus Softwaresicht ebenfalls vollständig rückwärtskompatibel für derartige Legacy-Systeme ist.
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Gemäss Ausgestaltungen der Erfindung kann die Funk-Basisstation 500 dazu konfiguriert sein, ein Protokoll mit Zusatzinformationen über den Aussende-Status von empfangenen Alarmmeldungen zu speichern. Eine solche Zusatzinformation (z.B. Aussendung OK, Aussendung mit Zeichenfehlern, Keine Aussendung) kann mittels des oben beschriebenen Meldungsvergleichs festgestellt werden. Die Funk-Basisstation 500 kann somit die Zusatzinformation selbst protokollieren und z.B. in einem Journal speichern. Auf diese Weise ist auch bei Systemen, bei denen der Aussende-Status lediglich ein Bit umfasst, um beispielsweise die Rückwärtskompatibilität mit Legacy-Systemen zu realisieren, die Zusatzinformation auf der jeweiligen Basisstation ersichtlich.
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Das Dekodermodul 503 weist vorzugsweise einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus auf und ist zwischen diesem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus umschaltbar. In dem ersten Betriebsmodus dekodiert das Dekodermodul 503 die empfangenen Alarmmeldungen AM, welche es von dem Transceiver-Modul 501 empfängt. In dem zweiten Betriebsmodus dekodiert das Dekodermodul 503 das Streusignal SS, welches es von dem Empfängermodul 502 empfängt. Das Empfängermodul 502 wiederum empfängt das Streusignal SS über die Koppelspule 513 als Streustrahlung des von dem Transceiver-Modul 501 ausgesendeten Alarmsignals AS.
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Das Empfängermodul 502 kann u.a. ein nicht näher dargestelltes Anpassungsnetzwerk zwischen der Koppelspule 513 und der Empfänger-Schaltung 512 aufweisen. Die Empfänger-Schaltung 512 weist gemäss Ausführungsformen u.a. einen Verstärker, insbesondere einen rauscharmen Verstärker, einen spannungsgesteuerten Oszillator, einen Mischer und einen Demodulator auf. Diese Komponenten und ein geeigneter Aufbau der Empfänger-Schaltung 512 sind dem Fachmann bekannt und werden daher nicht näher beschrieben. Die Empfänger-Schaltung 512 kann sowohl integrierte als auch diskrete Komponenten umfassen. Zudem kann das Empfängermodul 502 auf eine variable Empfangsfrequenz abgestimmt werden, welche an die jeweilige Frequenz des von dem Transceiver-Modul 501 ausgesendeten Alarmsignals AS angepasst werden kann.
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Gemäss Ausgestaltungen der Erfindung ist das Empfänger-Modul 502 dazu konfiguriert, das Streusignal SS zu demodulieren und das Alarmsignal in dem Streusignal SS zu detektieren. Mit anderen Worten, das Empfängermodul 502 überwacht das Streusignal SS dahingehend, ob es zu einem von dem Transceiver-Modul 501 ausgesendeten Alarmsignal AS sowie einer Alarmmeldung AM korrespondiert.
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Nach Detektion eines Alarmsignals AS in dem Streusignal SS generiert das Empfängermodul ein Umschaltsignal US, z.B. einen Umschaltimpuls, und sendet dieses Umschaltsignal US an das Dekodermodul 503.
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Sobald das Dekodermodul 503 das Umschaltsignal US empfängt, schaltet es von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus um und dekodiert den demodulierten Datenstrom des Streusignals SS und damit den Datenstrom des gerade von dem Transceiver-Modul 501 ausgesendeten Alarmsignals AS.
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Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Empfängermodul 502 insbesondere dazu konfiguriert , eine vordefinierte Anzahl von Zeichen, insbesondere eine vordefinierte Anzahl von Bits, einer Präambel des Alarmsignals AS zu detektieren. Wie oben beschrieben kann das Alarmsignal AS gemäss Ausführungsformen nach dem POCSAG-Standard ausgebildet sein. Gemäss dem POCSAG-Standard besteht die Präambel aus mindestens 576 Bits. Gemäss Ausführungsformen kann die vordefinierte Anzahl von Bits nur einem kleinen Teil der Präambel entsprechen, z.B. 10 bis 50 Bits, insbesondere 20 Bits.
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Gemäss einer ersten Ausgestaltung der Erfindung generiert die Empfänger-Schaltung 512 unmittelbar nach Detektion der vordefinierten Anzahl von Bits, d.h. z.B. nach 20 Bits, das Umschaltsignal US und sendet dies an das Dekodermodul 503 bzw. an einen Schalter des Mikrokontrollers 504, der das Dekodermodul 503 umschaltet.
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Gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung misst die Empfänger-Schaltung 512 nach Detektion der vordefinierten Anzahl von Zeichen in der Präambel die Signalstärke des detektierten Streusignals SS. Hierzu kann die Empfänger-Schaltung 512 beispielsweise einen Richtkoppler aufweisen, der einen Teil des empfangenen Streusignals SS auskoppelt und die Signalstärke dieses ausgekoppelten Signals beispielsweise mittels eines A/D-Wandlers bestimmt. Wie eine solche Messung erfolgen kann ist dem Fachmann an sich bekannt und wird daher nicht näher ausgeführt. Als Indikator bzw. Mass für die Signalstärke des empfangenen Streusignals kann insbesondere der Received Signal Strength Indication Wert (RSSI-Wert) verwendet werden. Mit einem geräteabhängigen Skalierungsfaktor kann der RSSI-Wert als Leistungspegel in dBm ausgedrückt werden.
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Gemäss dieser Ausführungsform berücksichtigt die Empfänger-Schaltung 512 die gemessene Signalstärke als zusätzliches Kriterium und generiert das Umschaltsignal nur, wenn die Signalstärke des detektierten Streusignals einen vordefinierten Schwellwert übersteigt. Dieser Schwellwert kann einerseits in Abhängigkeit der jeweiligen Sendeleistung der Funk-Basisstation festgelegt werden. Vorzugsweise kann der Schwellwert mit höherer Sendeleistung der Funk-Basisstation ebenfalls höher gesetzt werden. Mit anderen Worten, je höher die Sendeleistung, je grösser der Schwellwert.
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Andererseits kann der Schwellwert auch in Abhängigkeit der Trägerfrequenz des jeweils gesendeten Alarmsignals festgelegt werden. Dadurch kann der Schwellwert für die jeweilige Sendefrequenz optimiert werden.
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Durch eine derartige Anpassung des Schwellwertes an die Sendeleistung und/oder die Sendefrequenz kann verhindert werden, dass eine im Rauschen dekodierte Präambel einer anderen sich in der Nähe befindlichen Basisstation zum Umschalten des Dekodermoduls 503 führt.
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Die Kombination der Präambel-Detektion mit der Messung der empfangenen Signalstärke hat gegenüber einer reinen Messung der Signalstärke den Vorteil, dass dadurch verhindert werden kann, dass mögliche Oberwellen der Basisstation zu einem permanenten Umschalten des Dekodermoduls 503 führen können.
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Gemäss Ausgestaltungen der Erfindung kann die Funk-Basisstation 500 so konfiguriert werden, dass sie nicht nur ein Aussende-Bit, sondern zusätzlich weitere Zeichen bzw. Bits, insbesondere insgesamt 3 Bits, als Netzstatusinformation zurückmeldet. Bei einer derartigen Ausführungsform stellt das erste Bit den oben beschriebenen Aussendestatus der Funk-Basisstation 500 dar. Ein zweites Bit kann als eine „Alarmanfrage“ ausgestaltet sein, die angibt, ob die Basisstation eine Anfrage für eine Einspeisung eines Alarms in die Funkrufanordnung von einem dezentralen digitalen Alarmgeber (60, 62) erhalten hat (siehe beispielsweise 2). Schliesslich kann ein drittes Bit einen zusammenfassenden Status der Funk-Basisstation 500 darstellen.
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Die Funk Basisstation 500 weist ferner eine zentrale Kontrolleinheit 520 auf, welche zur generellen Steuerung der Basisstation 500 konfiguriert ist. Die zentrale Kontrolleinheit 520 kann auch als Base Station Controller (BSC) bezeichnet werden.
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Die Funk-Basisstation 500 kann ferner weitere nicht näher dargestellte und dem Fachmann bekannte Komponenten umfassen.
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6 zeigt ein Blockschaltbild einer Funk-Basisstation 600 gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Funk-Basisstation 600 entspricht zu grossen Teilen der in der 5 dargestellten Basisstation 500. Die entsprechenden Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen versehen und für deren Funktion wird auf die Beschreibung gemäss 5 verwiesen.
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Im Unterschied zu der Funk-Basisstation 500 wird bei der Funk-Basisstation 600 das Umschaltsignal jedoch nicht von dem Empfängermodul 502 generiert, sondern von der zentralen Kontrolleinheit 520. Da die zentrale Kontrolleinheit 520 die Aussendung der Alarmsignale AS steuert, und somit über deren Aussendung respektive Aussendezeitpunkt informiert ist, wird sie gemäss dieser Ausführungsform dazu verwendet, das Umschaltsignal US zur Umschaltung des Dekodermoduls 503 zu generieren. Dies kann beispielsweise mit einer kurzen Verzögerung nach Beginn der Aussendung des jeweiligen Alarmsignals AS erfolgen.
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7 zeigt eine prinzipielle und vereinfachte Querschnittsansicht bzw. Seitenansicht einer beispielhaften Leiterplattenkonfiguration 700 einer Funk-Basisstation gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die Leiterplattenkonfiguration 700 kann beispielsweise als Einschubmodul in ein Rack einer Funk-Basisstation eingebaut werden. Die Leiterplattenkonfiguration 700 umfasst eine erste Leiterplatte 701 und eine zweite Leiterplatte 702. Die erste Leiterplatte 701 und die zweite Leiterplatte 702 bzw. die einzelnen Komponenten der ersten Leiterplatte 701 und der zweiten Leiterplatte 702 können mittels nicht näher dargestellter Leitungen bzw. Steckverbindungen elektrisch miteinander verbunden sein. Die erste Leiterplatte 701 und die zweite Leiterplatte 702 sind vertikal übereinander angeordnet. Die erste Leiterplatte 701 umfasst unter anderem eine integrierte Transceiver-Schaltung 510a. Ausserdem weist die Leiterplatte 701 eine Hochfrequenz-Endstufe 510b auf. Die integrierte Transceiver-Schaltung 510a und die Hochfrequenz-Endstufe 510b können beispielsweise ein Teil der Transceiver-Schaltung 510 der 5 sein. Ausserdem weist die Leiterplatte 701 ein Dekodermodul 503 auf. Die zweite Leiterplatte 702 weist eine Empfängerschaltung 512 auf, welche beispielsweise auch als integrierte Schaltung ausgebildet sein kann. Zudem umfasst die zweite Leiterplatte 702 eine Koppelspule 513. Wird nun im Betrieb der dazu korrespondierenden Funk-Basisstation ein Alarmsignal AS ausgesendet, so detektiert die Koppelspule 513, welche oberhalb und in der Nähe der Hochfrequenz-Endstufe 510b der ersten Leiterplatte 701 angeordnet ist, das Streusignal SS und leitet dieses an die Empfängerschaltung 512 zur weiteren Auswertung weiter. Die Koppelspule 513 wird bevorzugt in der Nähe der Hochfrequenz-Endstufe 510b angeordnet, da die Streustrahlung des Alarmsignals AS in der Nähe der Hochfrequenz-Endstufe 510b und der diese umgebenden Leiterbahnen am grössten ist. Somit kann die Streustrahlung innerhalb des Racks bzw. Gehäuses der Funk-Basisstation detektiert werden und das tatsächliche Aussenden eines Alarmsignals kann auf sichere und sehr zuverlässige Art und Weise detektiert und rückgemeldet werden.
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8 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Funk-Basisstation 800 gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Die Funk-Basisstation 800 entspricht zu grossen Teilen der in der 5 dargestellten Basisstation 500. Die entsprechenden Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen versehen und für deren Funktion wird auf die Beschreibung gemäss 5 verwiesen.
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Die Funk-Basisstation 800 weist ein erstes Dekodermodul 503a und ein zweites Dekodermodul 503b auf. Das erste Dekodermodul 503a ist dazu konfiguriert, die empfangenen Alarmmeldungen AM sowie Netzstatusrückmeldungen NR zu dekodieren und das zweite Dekodermodul 503b ist dazu konfiguriert ist, das Streusignal SS, welches aus dem ausgesendeten Alarmsignal abgeleitet wurde, zu dekodieren. Somit gibt es gemäss dieser Ausführungsform zwei dezidierte Dekodermodule, welche gemäss Ausführungsformen in der gleichen Hardware, d.h. in dem Mikrokontroller 504 integriert sein können. Gemäss einer solchen Ausführungsform ist somit kein Umschalten erforderlich.
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9 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Funk-Basisstation 900 gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Die Funk-Basisstation 900 entspricht zu grossen Teilen der in der 5 dargestellten Basisstation 500. Die entsprechenden Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen versehen und für deren Funktion wird auf die Beschreibung gemäss 5 verwiesen.
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Im Unterschied zu der Funk-Basisstation 500 wird bei der Funk-Basisstation 900 das Umschaltsignal von dem Transceiver-Modul 501 generiert. Jeweils bei Sendertastung, d.h. bei Senden der Trägerfrequenz, ist ein logisches Signal am Transceiver-Modul 501 aktiv, welches gemäss dieser Ausführungsform das Umschaltsignal triggert bzw. als Umschaltsignal verwendet wird.
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Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202105103656 U1 [0005]
