DE2659638B1

DE2659638B1 - Radio system for connecting stationary subscriber stations to a communications network

Info

Publication number: DE2659638B1
Application number: DE19762659638
Authority: DE
Inventors: Josef Brusch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-30
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1978-05-11
Also published as: JPS5384619A; FR2376569A1; NL7714546A; GB1586260A; IT1089192B; DK585377A; BE862541A

Description

is D ie Erfindung bezieht sich auf ein Funksystem zum Anschluß ortsfester Teilnehmerstationen an ein Nachrichtennetz, insbesondere ein öffentliches Fernsprechnetz, mit wenigstens einem Funkkonzentrator, der organisatorisch einer Wählvermittlungsstelle des Nachrichtennetzes zugeordnet ist.is T he invention relates to a radio system for Connection of fixed subscriber stations to a communications network, in particular a public telephone network, with at least one radio concentrator that is organizationally a switchboard of the Communication network is assigned.

Ein Funksystem dieser Art ist durch die Zeitschrift »Telephony«, September 22, 1975, Seiten 40 bis 42 und 46 bis 47 bekannt. Es dient der Erschließung dünn besiedelter bzw. schwer zugänglicher Gebiete für das öffentliche Fernsprechnetz, also für den Telefonanschluß ortsfester Teilnehmer, für die sich der Aufwand einer Kabelverbindung nicht lohnt. Der Funkkonzentrator, der einer Wählvermittlungsstelle organisatorisch zugeordnet ist, steht mit den ortsfesten Teilneh-A radio system of this type is described by the journal "Telephony", September 22, 1975, pages 40-42 and 46 to 47 known. It serves to develop sparsely populated or difficult to access areas for the public telephone network, so for the telephone connection of fixed subscribers, for which the effort a cable connection is not worth it. The radio concentrator, organizationally that of a telephone exchange is assigned, is associated with the stationary participants

so mern über eine Rundstrahlantenne in Verbindung. Das bekannte System arbeitet im Vollduplexbetrieb und stellt den Teilnehmerstationen gemeinsam für jede Übertragungsrichtung acht Frequenzkanäle zur Verfügung. Die Belegung eines Kanals erfolgt bei Bedarf über einen Informationsaustausch mit dem Funkkonzentrator. Die dynamische Frequenzzuteilung nach Verkehrsaufkommen und geografischer Lage ermöglicht gegenüber einer festen Zuteilung von Kanalfrequenzen an die Teilnehmerstationen eine erhebliche Verbesserung der Frequenzökonomie, da auf diese Weise wesentlich mehr Teilnehmerstationen mit einem Funkkonzentrator zusammenarbeiten können, als vom Funkkonzentrator Frequenzkanäle zur Verfügung stehen. so mern connected via an omnidirectional antenna. The known system works in full duplex mode and provides the subscriber stations with eight frequency channels for each transmission direction. If necessary, a channel is assigned via an information exchange with the radio concentrator. The dynamic frequency allocation according to traffic volume and geographical location enables a considerable improvement in frequency economy compared to a fixed allocation of channel frequencies to the subscriber stations, since in this way significantly more subscriber stations can work together with a radio concentrator than the frequency channels available from the radio concentrator.

♦5 Im Hinblick darauf, daß die für Funk zur Verfügung . stehenden geeigneten Frequenzbänder weitgehend für den öffentlichen und nicht öffentlichen beweglichen Landfunk vergeben sind, reicht auch die verbesserte Frequenzökonomie des geschilderten bekannten♦ 5 With a view to being available for radio . standing suitable frequency bands largely for the public and non-public movable Land radio are awarded, the improved frequency economy of the well-known described is sufficient

ίο Funksystems nicht aus, einen breiteren Kreis von ortsfesten Teilnehmern über Funk an das öffentliche Fernsprechnetz anzuschließen, obwohl in ländlichen Anschlußlagen die Leitungs- und Kabelkosten für die Teilnehmeranschlußleitungen oft erheblich über denίο radio system does not consist of a wider circle of stationary To connect subscribers to the public telephone network via radio, although in rural areas Connection layers the line and cable costs for the subscriber connection lines often considerably above the

■55 Kosten eines Funkgeräts liegen.■ 55 costs of a radio.

Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, für ein Funksystem der einleitend beschriebenen Art eine weitere Lösung anzugeben, die die Frequenzökonomie solcher Systeme weiter erheblich verbessert undThe invention is based on the task of providing a radio system of the type described in the introduction specify another solution that significantly improves the frequency economy of such systems and

bo ι damit deren Anwendung für einen breiteren Teilnehmerkreis erschließt.bo ι thus their application for a broader group of participants opens up.

Ausgehend von einem Funksystem zum Anschluß ortsfester Teilnehmerstationen an ein Nachrichtennetz, insbesondere ein öffentliches Fernsprechnetz,Based on a radio system for connecting fixed subscriber stations to a communications network, in particular a public telephone network,

b5 mit wenigstens einem Funkkonzentrator, der organisatorisch einer Wählvermittlungsstelle des Nachrichtennetzes zugeordnet ist, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Funkbereichb5 with at least one radio concentrator that is organizationally is assigned to a telephone exchange of the communications network, this task is according to the invention solved in that the radio range

des Funkkonzentrators mit den darin angesiedelten Teilnehmerstationen in Funkrichtungssektoren unterteilt ist, denen jeweils ein Funkteilkonzentrator mit einer den zugehörigen Funkrichtungssektor nach Lage und Sektorwinkelgröße festlegenden Richtantenne zugeordnet ist, und daß Funkteilkonzentratoren, deren Funkrichtungssektoren eine ausreichende gegenseitige Entkopplung haben, gleiche Frequenzkanäle aufweisen.of the radio concentrator with the subscriber stations located in it is divided into radio direction sectors is, each of which has a radio part concentrator with a corresponding radio direction sector according to location and sector angle size determining directional antenna is assigned, and that radio part concentrators, their Radio direction sectors have sufficient mutual decoupling, same frequency channels exhibit.

Durch die erfindungsgemäße Unterteilung des Funkbereichs in Funkrichtungssektoren mit gegenseitiger Entkopplung, wenigstens in Form einer Winkelentkopplung, lassen sich die zur Verfügung stehenden Frequenzkanäle mehrfach zur Anwendung bringen und dadurch die Zahl der anschließbaren Teilnehmer an einen Funkkonzentrator vervielfachen. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß von einer dynamischen Frequenzzuteilung nach Verkehrsaufkommen und geografischer Lage für die Teilnehmerstationen Gebrauch gemacht wird. Aber auch dort, wo aufgrund von sehr dünn besiedelten Gebieten von einer dynamischen Frequenzzuteilung aus Kostengründen abgesehen wird, weist der Erfindungsgegenstand durch die Mehrfachverwendung einer Kanalfrequenz gegenüber bekannten Funksystemen dieser Art erhebliche Vorteile auf.The inventive subdivision of the radio area into radio direction sectors with mutual Decoupling, at least in the form of angular decoupling, can be the ones available Apply frequency channels multiple times and thereby the number of subscribers that can be connected multiply to a radio concentrator. This is especially true in the case of a dynamic Frequency allocation according to traffic volume and geographical location for the subscriber stations use is made. But also where dynamic due to very sparsely populated areas Frequency allocation is refrained from for cost reasons, the subject of the invention by the Multiple use of a channel frequency compared to known radio systems of this type is considerable Benefits on.

Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Funkgarnituren der Funkteilkonzentratoren und der Teilnehmerstationen Sende-Empfangseinrichtungen für digitale Signalübertragung, vorzugsweise für binäre digitale Signalübertragung sind. Der für einen störungsfreien Betrieb erforderliche Gleichkanalabstand beträgt bei Anwendung einer digitalen binären Modulation ungefähr 6 dB, so daß die erforderliche Winkelentkopplung zwischen den aneinandergrenzenden Funkrichtungssektoren sich bereits mit einfachen Richtfunkantennen, beispielsweise mit den für den kommerziellen Fernsehempfang verwendeten YAGI-Antennen, verwirklichen lassen. Darüber hinaus hat die digitale Signalübertragung den großen Vorteil, daß sich digitale Signale mit einfachen Mitteln leicht verschlüsseln lassen, was im Hinblick auf die Wahrung des Fernsprechgeheimnisses eine unabdingbare Forderung für Funktelefoniesysteme ist.It proves to be particularly advantageous if the radio sets of the radio partial concentrators and the Subscriber stations Transceiver devices for digital signal transmission, preferably for binary ones digital signal transmission are. The co-channel spacing required for trouble-free operation is approximately 6 dB when using digital binary modulation, so that the required Angular decoupling between the adjoining radio directional sectors can be achieved with simple Directional antennas, such as those used for commercial television reception YAGI antennas. In addition, digital signal transmission has the big one Advantage of digital signals with simple means can be easily encrypted, which is essential in terms of maintaining telephone secrecy Requirement for radio telephony systems is.

Der Vervielfachungsfaktor für die Verwendung des gleichen Frequenzkanals innerhalb eines Funkkonzentrators ist der Anzahl der Funkrichtungssektoren proportional. Bei großer Verkehrskonzentration ist es also sinnvoll, die Funkrichtungssektoren so schmal wie möglich zu wählen. Um in diesem Falle die Anforderungen an die Richtcharakteristik der Richtfunkantennen der Funkteilkonzentratoren in Grenzen zu halten, ist es, gleiche Frequenzkanäle für alle Funkteilkonzentratoren vorausgesetzt, sinnvoll, die durch die Richtantennen gegebene Entkopplung (Winkelentkopplung) zwischen unmittelbar benachbarten Funkrichtungssektoren durch eine zusätzliche Polarisationsentkopplung zu verbessern.The multiplication factor for the use of the same frequency channel within a radio concentrator is proportional to the number of radio direction sectors. When there is a lot of traffic it is so it makes sense to choose the radio direction sectors as narrow as possible. To in this case the requirements to the directional characteristics of the directional radio antennas of the radio concentrators within limits it makes sense, assuming the same frequency channels for all radio sub-concentrators, that run through the directional antennas given decoupling (angular decoupling) between immediately adjacent To improve radio direction sectors by an additional polarization decoupling.

Eine weitere Möglichkeit, bei relativ geringem Aufwand eine größere Anzahl schmaler Funkrichtungssektoren zu erhalten, läßt sich zweckmäßig dadurch herbeiführen, daß der Funkkonzentrator aus zwei Gruppen Funkteilkonzentratoren mit jeweils gleichen Frequenzkanälen besteht und daß die Aufteilung der Funkteilkonzentratoren der beiden Gruppen aui die Fankrichtungssektoren des Funkbereichs so vorgenommen ist, daß die Funkteilkonzentratoren unmittelbar benachbarter Funkrichtungssektoren verschiedene Frequenzkanäle haben. Die beiden letztgenannten Ausführungsformen haben den zusätzlichen Vorteil, daß für Teilnehmerstationen, die im Grenzbereich zwischen zwei benachbarten Funkrichtungssektoren angesiedelt sind, durch die Zuordnung einer vorgegebenen Polarisation oder eines Frequenzkollektivs, zu einem von den beiden benachbarten Funkrichtungssektoren eindeutige funktechnische Verhältnisse geschaffen werden.Another possibility, with relatively little effort, is a larger number of narrow radio directional sectors to obtain, can be brought about expediently that the radio concentrator from two groups of radio component concentrators each with the same frequency channels and that the division the radio concentrators of the two groups to the fan direction sectors of the radio area is made so that the radio part concentrators of immediately adjacent radio direction sectors have different frequency channels. The latter two embodiments have the additional Advantage that for subscriber stations that are in the border area between two adjacent radio direction sectors are located, by assigning a given polarization or frequency spectrum, to one of the two adjacent radio directional sectors that is unique in terms of radio technology Relationships are created.

ίο Der störungsfreie Betrieb eines Funksystems nach der Erfindung wird dadurch in besonderer Weise gefördert, daß die effektiven Empfangspegel der Teilnehmerstationen am Funkkonzentrator, bezogen auf die Richtantennen der ihnen zugehörigen Funkteilkonzentratoren, über ihren Sendepegel für wenigstens annähernd gleiche Werte festgelegt sind.ίο The trouble-free operation of a radio system according to the invention is promoted in a special way that the effective reception level of the subscriber stations at the radio concentrator, based on the directional antennas of the associated radio partial concentrators, are determined by their transmission level for at least approximately the same values.

Bei relativ geringer Anzahl der in einem Funkrichtungssektor angesiedelten Teilnehmerstationen wird der Informationsaustausch zwischen einer Teilnehmerstation und dem Funkkonzentrator in bei mobilen Funksystemen üblicher Art über den der Teilnehmerstation vom Funkkonzentrator zur Verfügung gestellten freien Betriebskanal erfolgen. Bei einer Vielzahl von Teilnehmern ist es dagegen sinnvoll, für den Informationsaustausch, wie Wahl, Ruf und Kanalzuweisung, zwischen den Teilnehmerstationen und dem Funkkonzentrator einen sämtlichen Funkteilkonzentratoren gemeinsamen zentralen Organisationskanal vorzusehen, der von einer Rundstrahlantenne Ge-If the number of subscriber stations located in a radio direction sector is relatively small, the exchange of information between a subscriber station and the radio concentrator in mobile Radio systems of the usual type via the one made available to the subscriber station by the radio concentrator free operating channel. With a large number of participants, on the other hand, it makes sense to exchange information, such as dialing, calling and channel allocation, between the subscriber stations and the radio concentrator all radio concentrators to provide a common central organization channel, which is generated by an omnidirectional antenna

jo brauch macht. Dabei sind die Teilnehmerstationen im nichtbelegten Zustand für den Empfang des Organisationskanals aktiviert.jo need makes. The subscriber stations are in Unoccupied state activated for receiving the organization channel.

Arbeiten in diesem Falle die mit ihren Funkrichtungssektoren unmittelbar aneinandergrenzenden Funkteilkonzentratoren mit unterschiedlicher Polarisation, ist es erforderlich, die dem Organisationskanal zugeordnete Rundstrahlantenne für das Senden und Empfangen elektromagnetischer Energie mit unterschiedlicher Polarisation auszulegen.In this case, work those that are directly adjacent to one another with their radio directional sectors Radio concentrators with different polarization, it is necessary that the organization channel assigned omnidirectional antenna for sending and receiving electromagnetic energy with different To interpret polarization.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. Es zeigtOn the basis of the embodiments shown in the drawing, the invention is intended in the following will be explained in more detail. It shows

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Funkbereichs mit vier Funkrichtungssektoren nach der Erfindung, 1 shows the schematic representation of a radio area with four radio direction sectors according to the invention,

Fig. 2 die schematische Darstellung eines Funkbereichs mit acht Richtungssektoren nach der Erfindung, Fig. 3 die schematische Darstellung eines weiteren Funkbereichs mit acht Funkrichtungssektoren nach der Erfindung,2 shows the schematic representation of a radio area with eight directional sectors according to the invention, 3 shows the schematic representation of a further radio area with eight radio direction sectors according to FIG the invention,

Fig. 4 das Blockschaltbild eines Funkkonzentrators mit dezentraler Organisation nach der Erfindung,4 shows the block diagram of a radio concentrator with decentralized organization according to the invention,

Fig. 5 das Blockschaltbild eines Funkkonzentrators mit zentraler Organisation nach der Erfindung.5 shows the block diagram of a radio concentrator with a central organization according to the invention.

Bei der schematischen Darstellung des in vier Funkrichtungssektoren 51, 52, 53 und 54 unterteilten Funkbereichs für vier in Fig. 1 nicht näher dargestellte Funkteilkonzentratoren sind die lediglich durch Pfeile angedeuteten Richtantennen ^451, ,452, AS3 In the schematic illustration of the radio area, which is subdivided into four radio direction sectors 51, 52, 53 and 54, for four radio partial concentrators (not shown in more detail in FIG. 1), the directional antennas 451, 452, AS3, indicated only by arrows

_bo und ^454 in der Horizontalebene mit ihren Hauptstrahlachsen gegenseitig um 90° versetzt. Jeder Funkteilkonzentrator stellt ein Kollektiv von η Frequenzkanälen Fl... Fn gemeinsam für die im Funkrichtungssektor angesiedelten Teilnehmerstationen zur _b o and ^ 454 in the horizontal plane with their main ray axes mutually offset by 90 °. Each radio component concentrator provides a collective of η frequency channels Fl ... Fn together for the subscriber stations located in the radio direction sector

_b5 Verfügung. Die Frequenzkanäle Fl... Fn sind für alle vier Funkteilkonzentratoren gleich. In einander unmittelbar benachbarten Funkrichtungssektoren wird jedoch zur besseren Entkopplung zusätzlich mit un- _b 5 available. The frequency channels Fl ... Fn are the same for all four radio partial concentrators. In directly adjacent radio direction sectors, however, for better decoupling, un-

teischiedlicher Polarisation gearbeitet, und zwar wird beim Ausführungsbeispiel in den Funkrichtungssektoren 51 und 53 mit senkrechter linearer Polarisation und in den Funkrichtungssektoren 52 und 54 mit waagerechter linearer Polarisation gesendet und empfangen. Die Richtantennen ASl... ^454 der vier Funkteilkonzentratoren können, wie bereits ausgeführt worden ist, übliche YAGI-Fernsehantennen sein mit einem Strahlöffnungswinkel von ca. 90°, einem Gewinn von ca. 7 dB und einer Rückstrahldämpfung von ungefähr 22 dB. Mit üblichen YAGI-Richtantennen läßt sich durch 90° Drehung um ihre Stabachse eine gewünschte Polarisationsentkopplung von 20 bis 30 dB ohne weiteres erreichen.different polarization worked, namely is in the exemplary embodiment in the radio direction sectors 51 and 53 with perpendicular linear polarization and transmitted and received in the radio direction sectors 52 and 54 with horizontal linear polarization. The directional antennas ASl ... ^ 454 of the four Radio concentrators can, as already stated has been, conventional YAGI television antennas with a beam angle of about 90 °, a Gain of approx. 7 dB and a return loss of approx. 22 dB. With standard YAGI directional antennas a desired polarization decoupling of 20 to can be achieved by rotating 90 ° around its rod axis 30 dB can easily be achieved.

Die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vorgesehene zusätzliche Polarisationsentkopplung hat primär den Zweck, Teilnehmerstationen, die im Grenzbereich zwischen zwei einander benachbarten Funkrichtungssektoren angesiedelt sind, über die Polarisation eine eindeutige Zuordnung zum einen oder zum anderen Funkrichtungssektor zu geben. Sind aufgrund der geografischen Gegebenheiten in Grenzbereichen zwischen zwei einander benachbarten Funkrichtungssektoren keine Teilnehmerstationen angesiedelt, so kann von einer solchen zusätzlichen Polarisationsentkopplung abgesehen werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn von einer digitalen Signalübertragung, insbesondere in Form einer binären Frequenzmodulation, Gebrauch gemacht wird, weil in diesem Falle die erforderliche Entkopplung zwischen den einzelnen Sektoren, die gleiche Radiofrequenzkanäle verwenden, für einen störungsfreien Betrieb nur etwa 6 dB betragen muß.The additional polarization decoupling provided in the embodiment according to FIG. 1 primarily has the purpose of subscriber stations operating in the border area between two adjacent radio directional sectors are located, a clear assignment to the one or to the polarization to give another radio direction sector. Are in border areas due to the geographical conditions no subscriber stations are located between two adjacent radio direction sectors, so such an additional polarization decoupling can be dispensed with. This is especially true if from a digital signal transmission, in particular in the form of a binary frequency modulation, Use is made because in this case the necessary decoupling between the individual Sectors that use the same radio frequency channels are only about 6 dB for interference-free operation must be.

Der in Fig. 2 dargestellte Funkbereich weist die gleiche Struktur auf wie der Funkbereich nach Fig. 1, lediglich mit dem Unterschied, daß anstelle von vier Funkrichtungssektoren von acht Funkrichtungssektoren 51', 52'... 58' Gebrauch gemacht wird. Dementsprechend weist dieser Funkkonzentrator acht Funkteilkonzentratoren mit jeweils um 45° in der Horizontalebene gegeneinander versetzten Richtantennen ASl', ASl'... AS8' auf. Auch hier hält sich der Aufwand für die Richtantennen in Grenzen. Der Strahlöffnungswinkel bei 3 dB Abfall ist hier ungefähr 45° groß. Der Gewinn beträgt ca. 10 dB und die Strahlrückwärtsdämpfung ca. 28 dB. Die Polarisationsentkopplung entspricht den Werten, die bereits bei der Beschreibung der Fig. 1 angegeben worden sind.The radio area shown in FIG. 2 has the same structure as the radio area according to FIG. 1, the only difference being that use is made of eight radio direction sectors 51 ', 52' ... 58 'instead of four radio direction sectors. Accordingly, this radio concentrator has eight radio partial concentrators, each with directional antennas AS1 ', AS1' ... AS8 ' offset from one another by 45 ° in the horizontal plane. Here, too, the effort for the directional antennas is limited. The beam opening angle at 3 dB drop is about 45 ° here. The gain is approx. 10 dB and the backward attenuation is approx. 28 dB. The polarization decoupling corresponds to the values which have already been specified in the description of FIG. 1.

Bei der in Fig. 3 angegebenen Variante zu Fig. 2 wird zwischen benachbarten Funkrichtungssektoren neben der Winkelentkopplung von einer frequenzmäßigen Entkopplung dadurch Gebrauch gemacht, daß in den Funkrichtungssektoren 52', 54', 56' und 58' die Frequenzkanäle FL... Fn und in den Funkrichtungssektoren 51', 53', 55' und 57' die Frequenzkanäle Fn +1... Fm verwendet werden. Von der Struktur eines Funkbereichs nach Fig. 3 wird jedoch sinnvoll nur dann Gebrauch gemacht, wenn aufgrund des Bedarfs keine allzu hohen Anforderungen an die Frequenzökonomie gestellt werden müssen.In the variant of FIG. 2 indicated in FIG. 3, in addition to angular decoupling, use is made of frequency decoupling between adjacent radio direction sectors in that the frequency channels FL ... Fn and in the radio direction sectors 51 ', 53', 55 'and 57' the frequency channels Fn + 1 ... Fm are used. The structure of a radio area according to FIG. 3 is, however, only used meaningfully if, due to the need, there are no excessively high demands on frequency economy.

Die durch das Funksystem nach der Erfindung erzielbare hohe Frequenzökonomie sei im folgenden anhand der Aufteilung eines Funkbereichs in acht Funkrichtungssektoren nach Fig. 2 durch eine Rechnung noch verdeutlicht.The high frequency economy that can be achieved by the radio system according to the invention is described below based on the division of a radio area into eight radio direction sectors according to FIG. 2 by means of a calculation still clarified.

Es sei angenommen, daß für die digitale Signalübertragung Deltamodulation mit 32 kbit/s pro Kanal verwendet wird, und zwar soll binäre Frequenzmodulation zur Anwendung kommen. Das Kanalraster für die Radiofrequenzkanäle kann bei der angegebenen Modulationsart für einen Rasterabstand von 50 kHz festgelegt sein und habe eine Gesamtbandbreite von 1 MHz. Die Zahl der verfügbaren RF-Kanäle beträgt demnachIt is assumed that for digital signal transmission, delta modulation with 32 kbit / s per channel is used, namely binary frequency modulation is to be used. The channel grid for The radio frequency channels can be used with the specified type of modulation for a grid spacing of 50 kHz and have a total bandwidth of 1 MHz. The number of available RF channels is therefore

1 MHz:50:2 = 10 Duplexkanäle,1 MHz: 50: 2 = 10 duplex channels,

ίο wenn Signalübertragung zwischen dem Funkkonzentrator und den Teilnehmerstationen im Vollduplexbetrieb vorgesehen ist.ίο if signal transmission between the radio concentrator and the subscriber stations are provided in full duplex mode.

Die Zahl der im Wählvermittlungsbereich benutzbaren Kanäle beträgt bei acht Funkrichtungssektoren 10 ■ 8 = 80 Kanäle.The number of channels that can be used in the switched switching area is eight radio direction sectors 10 ■ 8 = 80 channels.

Dynamische Frequenzzuteilung vorausgesetzt, ergibt sich als Zahl für die im Wählvermittlungsbereich anschließbaren Teilnehmer bei 0,8 Erlang/Funkkanal und 0,05 Erlang/TeilnehmerAssuming dynamic frequency allocation results as a number for the in the switched switching area connectable subscriber at 0.8 Erlang / radio channel and 0.05 Erlang / subscriber

80:0,05 · 0,8 = 1280 Teilnehmer.80: 0.05 * 0.8 = 1280 participants.

Wird weiterhin davon ausgegangen, daß im GebietIs still assumed to be in the area

der Bundesrepublik Deutschland etwa 2000 Wähl-Vermittlungsstellen vorhanden sind, so ergibt sich als Gesamtzahl der anschließbaren Teilnehmerstationenthe Federal Republic of Germany about 2000 dialing exchanges are present, the total number of subscriber stations that can be connected is obtained

1280-2000 = 25600001280-2000 = 2560000

In der Praxis werden die Teilnehmerstationen nicht so gleichmäßig verteilt sein, wie das bei der Rechnung angenommen ist. Auch müssen noch gewisse Abstriche für Gleichkanalstörungen zwischen verschiedenen Wählvermittlungsstellen gemacht werden. Aber auch unter Berücksichtigung dieser Einschränkungen ist die hier erreichbare Frequenzökonomie so hoch, daß, jedenfalls vom Frequenzbedarf her gesehen, praktisch keine Einschränkungen hinsichtlich der Zahl der anzuschließenden Teilnehmerstationen bestehen.
Das Blockschaltbild nach Fig. 4 zeigt einen Funkkonzentrator, der aus vier Funkteilkonzentratoren 1, 2,3 und 4 mit vier gegenseitig um 90° in der Horizontalebene versetzten Richtantennen ^451, ^452, AS3 und AS4 besteht, die gemeinsam einen vier Richtungssektoren 51, 52, 53 und 54 aufweisenden Funkbereich entsprechend Fig. 1 verwirklichen.In practice, the subscriber stations will not be distributed as evenly as assumed in the calculation. Certain cutbacks also have to be made for co-channel interference between different switching exchanges. But even taking these restrictions into account, the frequency economy that can be achieved here is so high that, at least in terms of frequency requirements, there are practically no restrictions with regard to the number of subscriber stations to be connected.
The block diagram according to FIG. 4 shows a radio concentrator, which consists of four radio partial concentrators 1, 2, 3 and 4 with four directional antennas ^ 451, ^ 452, AS3 and AS4 , mutually offset by 90 ° in the horizontal plane, which together have four directional sectors 51, Realize 52, 53 and 54 having radio area according to FIG.

Die unterschiedliche Polarisation der Richtantennen ASl, AS3 einerseits und ^452 und ^454 andererseits ist dadurch realisiert, daß die Richtantennen ASl und AS3 mit ihren Direktorstäben senkrecht zum Erdboden ausgerichtet sind, während die Direktorstäbe der Antennen ASl und AS4 in der Horizontalebene angeordnet sind. Jeder der Funkteilkonzentratoren weist antennenseitig eine Antennenweiche A W auf, die mit den Funkgarnituren S/E für die vom Funkteilkonzentrator zur Verfügung gestellten Frequenzkanäle verbunden ist. Die Sende-Empf angseinrichtungen der Funkgarnituren SIE sind weiterhin mit einem Konzentrator K verbunden, der ausgangsseitig eine der Anzahl der Teilnehmerstationen im zuständigen Funkrichtungssektor entsprechende Anzahl von Teilnehmerleitungen aufweist. Weiterhin ist der Konzentrator K auf der Teilnehmeranschlußleitungsseite mit einem Umwerter U verbunden, dessen Funktion später noch näher erläutert werden soll.The different polarization of the directional antennas AS1, AS3 on the one hand and ^ 452 and ^ 454 on the other hand is realized in that the directional antennas AS1 and AS3 are aligned with their director rods perpendicular to the ground, while the director rods of the antennas AS1 and AS4 are arranged in the horizontal plane. Each of the radio partial concentrators has an antenna splitter AW on the antenna side, which is connected to the radio sets S / E for the frequency channels made available by the radio partial concentrator. The transceiver devices of the radio sets SIE are also connected to a concentrator K , which has on the output side a number of subscriber lines corresponding to the number of subscriber stations in the relevant radio direction sector. Furthermore, the concentrator K is connected on the subscriber line side to a corrector U , the function of which will be explained in more detail later.

65. Der Umwerter U ist seinerseits an das Verteilerschaltfeld VD der Wählvermittlungsstelle WV angeschaltet. Das Verteilerschaltfeld VD ist in ein Anschlußfeld für Funkteilnehmer AS-TF und ein65. The corrector U is in turn connected to the distribution switch panel VD of the switching exchange WV . The distribution panel VD is in a connection panel for radio subscribers AS-TF and a

Anschlußfeld für Leitungsteilnehmer AS-TL unterteilt. Die Anschlüsse sind jeweils fest verdrahtet, so daß seitens der Wählvermittlungsstelle WV für jede Teilnehmerstation den in vier Funkrichtungssektoren innerhalb der Wählvermittlungsstelle eine eindeutige Zuordnung besteht. Bei einem in der Wählvermittlungsstelle WV ankommenden Ruf für eine über Funk erreichbare Teilnehmerstation wird dieser Ruf im Umwerter U in den dieser Teilnehmerstation zugeordneten Selektivruf umgewandelt und über den Konzentrator K und einen freien Kanal zur Teilnehmerstation ausgesendet. Die Teilnehmerstation empfängt diesen Ruf durch ständiges Abfragen der Kanäle des ihr zugeordneten Funkteilkonzentrators, quittiert diesen Ruf über einen ihr vom Funkteilkonzentrator zur Verfügung gestellten freien Kanal in der Gegenrichtung und löst damit in der Wählvermittlung WV die Durchschaltung des vorbereiteten Verbindungsaufbaus aus. In Gegenrichtung hat der Umwerter U die Aufgabe, die Teilnehmerstation zum Zwecke der Gebührenerfassung zu identifizieren. Diese dezentrale Organisation, bei der der Informationsaustausch zwischen den Teilnehmerstationen und den Funkteilkonzentratoren bzw. der Wählvermittlungsstelle, der der Funkkonzentrator organisatorisch zugeordnet ist, über einen freien RF-Betriebskanal erfolgt, ist nur so lange sinnvoll, als die Anzahl der von einem Funkteilkonzentrator zur Verfügung gestellten Kanäle klein ist. Ansonsten ist der Zeitaufwand für das Abfragen der einzelnen Kanäle durch die Teilnehmerstationen im Rahmen eines Verbindungsaufbaus zu groß.Connection panel for line subscribers AS-TL divided. The connections are in each case hard-wired, so that on the part of the telephone exchange WV there is a clear assignment for each subscriber station to the four radio direction sectors within the telephone exchange. In the case of an incoming call in the switching exchange WV for a subscriber station that can be reached by radio, this call is converted in the corrector U into the selective call assigned to this subscriber station and transmitted to the subscriber station via the concentrator K and a free channel. The subscriber station receives this call by constantly polling the channels of the radio concentrator assigned to it, acknowledges this call via a free channel made available to it by the radio concentrator in the opposite direction and thus triggers the connection of the prepared connection in the dialing exchange WV. In the opposite direction, the corrector U has the task of identifying the subscriber station for the purpose of billing. This decentralized organization, in which the exchange of information between the subscriber stations and the radio component concentrators or the switching exchange to which the radio concentrator is organizationally assigned, takes place via a free RF operating channel, only makes sense as long as the number of those made available by a radio component concentrator Channels is small. Otherwise, the time required for querying the individual channels by the subscriber stations when setting up a connection is too great.

Fig. 5 zeigt eine Variante des Blockschaltbildes nach Fig. 4 für einen Funkkonzentrator mit Wählvermittlungsstelle derart, daß hier für den dem Verbindungsaufbau dienenden notwendigen Informationsaustausch zwischen den Teilnehmerstationen und dem Funkkonzentrator ein sämtlichen Funkteilkonzentratoren gemeinsamer zentraler Organisationskanal vorgesehen ist, der im Gegensatz zu den Funkteilkonzentratoren vom Funkkonzentrator über eine Rund-ίο Strahlantenne RA abgestrahlt und empfangen wird. Der zentrale Organisationskanal weist seinerseits eine aus einer Sende-Empfangseinrichtung bestehende Funkgarnitur S/E auf, die ihrerseits wiederum über die Funksteuereinrichtung FS mit den Umwertern U' !5 der Funkteilkonzentratoren 1, 2, 3 und 4 zusammenarbeitet. Die Umwerter U' haben hier im wesentlichen die Aufgabe einer Rufauswertung, sei es, daß dieser Ruf in Richtung zu einer Teilnehmerstation ergeht oder umgekehrt. Im nicht belegten Zustand sind die Teilnehmerstationen innerhalb des gesamten Funkbereichs auf den Organisationskanal geschaltet und fragen diesen ständig nach einem an sie ergehenden Ruf ab. Auch ein von einer Teilnehmerstation ausgesendeter Ruf wird über den zentralen Organisationskanal, der zweckmäßig ein Duplexkanal ist, dem Funkkonzentrator mitgeteilt und gelangt über die Funksteuereinrichtung FS und den Umwerter U' an die Wählvermittlungsstelle, die den gewünschten Verbindungsaufbau im Zusammenhang mit dem der betreffenden Teilnehmerstation zugehörigen Funkteilkonzentrator herstellt.Fig. 5 shows a variant of the block diagram according to Fig. 4 for a radio concentrator with a dial-up exchange such that a central organization channel common to all radio concentrators is provided here for the necessary information exchange between the subscriber stations and the radio concentrator which is used to establish the connection Radio concentrator is emitted and received via a round ίο beam antenna RA. The central organization channel in turn has a radio set S / E consisting of a transceiver, which in turn cooperates with the correctors U ' ! 5 of the radio concentrators 1, 2, 3 and 4 via the radio control device FS. The correctors U ' here essentially have the task of evaluating calls, be it that this call is made in the direction of a subscriber station or vice versa. In the unoccupied state, the subscriber stations within the entire radio range are switched to the organization channel and constantly query it for a call made to them. A call sent by a subscriber station is also communicated to the radio concentrator via the central organization channel, which is expediently a duplex channel, and arrives via the radio control device FS and the corrector U ' to the switching exchange, which sets up the desired connection in connection with the radio part concentrator belonging to the relevant subscriber station manufactures.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

809 519/508809 519/508

Claims

Patent claims:

1. Radio system for connecting fixed subscriber stations to a communication network, in particular a public telephone network, with at least one radio concentrator which is organizationally assigned to a switching exchange of the communication network, characterized in that the radio range of the radio concentrator with the subscriber stations located therein in radio direction sectors (51 ... 54, 51 '... 58'), each of which has a radio component concentrator (1 ... 4) with a directional antenna (ASl ... .454, ASl ' ... / 458 ') is assigned and that radio component concentrators, the radio direction sectors of which have sufficient mutual decoupling, have the same frequency channels (Fl ... Fn, Fn +1 ... Fm) .

2. Radio system according to claim 1, characterized in that the radio sets (S / E) of the radio component concentrators (1 ... 4) and the subscriber stations are transmitting / receiving devices for digital signal transmission, preferably for binary digital signal transmission.

3. Radio system according to claim 1 or 2, characterized in that all radio partial concentrators (1 ... 4) have the same frequency channels (Fl ... Fn) and that the directional antennas (ASl ... AS4, ASl '... AS »') given decoupling (angular decoupling) between immediately adjacent radio direction sectors is improved by an additional polarization decoupling.

4. Radio system according to claim 1 or 2, characterized in that the radio concentrator consists of two groups of radio partial concentrators each with the same frequency channels (Fl ... Fn, Fn + 1 ... Fm) and that the division of the radio partial concentrators of the two groups Radio direction sectors (51 '... 58') of the radio area is made so that the radio concentrators of immediately adjacent radio direction sectors (51 '... 58') have different frequency channels.

5. Radio system according to one of the preceding claims, characterized in that the effective Reception level of the subscriber stations at the radio concentrator, based on the directional antennas (AS1 ... AS4) of the associated radio concentrators (1 ... 4) via their transmission level are set for at least approximately the same values.

6. Radio system according to one of the preceding claims, characterized in that for the exchange of information, such as choice, call and channel allocation, a central organization channel common to all radio sub-concentrators is provided between the subscriber stations and the radio concentrator and makes use of an omnidirectional antenna (RA), and that the subscriber stations are activated in the unoccupied state for receiving the organization channel.

7. Radio system according to claim 6, characterized in that the organization channel

assigned omnidirectional antenna (RA) is designed for the transmission and reception of electromagnetic energy of different polarization.

8. Radio system according to one of the preceding claims, characterized in that for the Subscriber stations a dynamic frequency or Channel allocation according to traffic volume and geographical location is provided.