DE69131715T2

DE69131715T2 - Tdm-kommunikationssystem für einen grossraum und mehrere lokale räume

Info

Publication number: DE69131715T2
Application number: DE69131715T
Authority: DE
Inventors: Kenneth Crisler; Bradley Hiben; Den Heuvel Anthony Van
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1990-12-12
Filing date: 1991-11-07
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2011-11-08
Also published as: EP0561891A4; EP0561891A1; KR970002240B1; CN1062440A; FI932702A0; KR930703762A; MY111873A; US5193091A; MX173828B; CA2093909A1; EP0561891B1; JP2596220B2; MX9102390A; JPH06503453A; FI932702A; CN1024242C; WO1992010889A1; AU9070491A; DE69131715D1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen TDM- Kommunikationssysteme und im besonderen ein TDM-Kommunikationssystem, das eine Kommunikation unter Kommunikationseinheiten ermöglicht, die in einem Großraumbereich und mehreren Ortsbereichen betrieben werden.

Hintergrund

Als Großraum-Kommunikationssystem wird im allgemeinen ein Kommunikationssystem bezeichnet, das eine Versorgung für Teilnehmereinheiten gewährleistet, die sich in einem beträchtlich großen Gebiet bewegen, wie beispielsweise in einem Großstadtgebiet und angrenzenden Vorortgebieten. In einem Großraum-Kommunikationssystem enthalten die Kommunikationseinheiten gewöhnlich leistungsstarke bewegliche Zweiwege-Funkgeräte, die in einem Fahrzeug installiert sind, und untereinander über Großraumverstärker kommunizieren, die im wesentlichen leistungsstarke Sender enthalten, um die notwendige Kommunikationsversorgung zu gewährleisten.
Ein Vor-Ort-Kommunikationssystem bezeichnet im allgemeinen ein Kommunikationssystem, das für tragbare Kommunikationseinheiten eine Kommunikationsversorgung gewährleistet, die sich auf wesentlich kleinere Ortsbereiche beschränkt, wie beispielsweise ein Gebäude. Die Kommunikationseinheiten in einem Vor-Ort-Kommunikationssystem enthalten allgemein kleine und im wesentlichen leistungsschwache tragbare Funkgeräte, die im allgemeinen einen Bereich der Ausgangsleistung zwischen 30 bis 100 Milliwatt aufweisen, der eine verlängerte Batterielebensdauer gewährleistet.
Es ist erwünscht, die Kommunikationsversorgung der leistungsschwachen tragbaren Kommunikationseinheiten, die innerhalb einer Vielzahl von Vor-Ort-Kommunikationssystemen betrieben werden, so zu erweitern, daß sie eine voll duplexfähige Kommunikationsmöglichkeit mit den im Großraum-Kommunikationssystem betriebenen leistungsstarken tragbaren Kommunikationseinheiten gewährleisten. Der leistungsschwache Ausgang der tragbaren Kommunikationseinheiten wird jedoch den Austausch von Nachrichten mit dem Großraumverstärker verhindern. Das heißt, Nachrichten, die von der tragbaren Kommunikationseinheit gesendet werden, können auf Grund einer wesentlich geringeren Senderausgangsleistung der Kommunikationseinheit den Großraumverstärker nicht erreichen. Es ist ebenfalls für ein Vor-Ort-Kommunikationssystem typisch, ein Kommunikationsprotokoll zu verwenden, das sich von dem eines Großraum- Kommunikationssystems unterscheidet, was zur Folge hat, daß die Vor-Ort-Kommunikationseinheiten beim Einsatz im Großraumsystem nicht kompatibel sind. Deswegen muß ein Kommunikationsnutzer nach dem Stand der Technik, der Datenübertragungen sowohl in einem Vor-Ort-Bereich als auch in einem Großraum wünscht, zumindest zwei Kommunikationseinheiten mit sich führen. Diese Erfindung wendet sich dem Problem der Integration von Großraum- und Vor-Ort-Kommunikationssystemen zu, wodurch es möglich gemacht wird, daß eine einzige tragbare Kommunikationseinheit mit annehmbarer Komplexität für alle Kommunikationsansprüche verwendet werden kann.
Die Datenübertragung sowohl in Großraum- als auch in Vor-Ort- Kommunikationssystemen verwendet für den Austausch der Nachrichten Hochfrequenz- (RF) Kommunikationskanäle. Hochfrequenz- (RF) Kommunikationssysteme, die die Zeitmulti plexierung (TDM) benutzen, sind bekannt. In solchen Systemen wird eine Übertragungsfrequenz (oder Frequenzen) zeitlich in Rahmen und Zeitschlitze unterteilt, und zur Unterstützung ihrer Kommunikationsansprüche sind den Zeitschlitzen eine Vielzahl von Kommunikationseinheiten zugewiesen. Die Kommunikationseinheiten übertragen ihre Nachrichten während ihrer entsprechenden zugewiesenen Zeitschlitze über eine Anzahl von Verstärkern in Verbindung mit einer zentralen Kommunikationssteuereinheit. Um den Mechanismus der Kanalzuweisung zu vereinfachen, stellen solche Systeme im allgemeinen einen oder mehrere spezielle Steuerungszeitschlitze bereit, die der Kanalzuweisung und anderen Funktionen dienen. Ein wesentlicher Vorteil eines TDM Funk- Kommunikationssystems besteht in der Möglichkeit der Gewährleistung einer voll duplexfähigen Datenübertragung zwischen zwei Kommunikationseinheiten auf einem einzigen RF- Kommunikationskanal.
Schwendeman u. a. (U. S.-Patent Nr. 4,914,649) offenbart ein Mehrfrequenz-Nachrichtensystem, bei dem ein Empfänger in der Lage ist, Informationen auf einer Vielzahl von Hochfrequenzkanälen zu empfangen. Jeder Hochfrequenzkanal ist in sich wiederholende Rahmen unterteilt, wobei jeder Rahmen acht Zeitschlitze aufweist. Jeder Empfänger ist einem Zeitschlitz zugewiesen, während dessen er eine gesendete kodierte Nachricht empfangen könnte. Die kodierten Nachrichten sind über die Frequenzkanäle zeitlich verschoben und werden während aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen so übertragen, daß Ortsbereich-Kommunikationseinheiten durch Abtastung der Mehrfrequenzkanäle Übertragungen von den zahlreichen Kommunikationsbereichen empfangen können.
Lucas (U. S.-Patent Nr. 4,506,384) gewährleistet Datenübertragungen für einen Großraum/Ortsbereich durch die Verwendung einer Master/Slave-Anordnung, wodurch der Großraumsender nur dann angeschaltet wird, wenn die Ortssender nicht eingeschaltet sind. Demzufolge werden die Ortssender nur dann eingeschaltet, wenn der Großraumsender ausgeschaltet ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Kurz ausgedrückt, in Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein TDM-Kommunikationssystem für den Austausch von Nachrichten zwischen einer Vielzahl in einem Großraumbereich betriebenen Kommunikationseinheiten und in einer Vielzahl von Ortsbereichen betriebenen Kommunikationseinheiten bereitgestellt, wobei die Versorgungsgebiete der Ortsbereiche wesentlich kleiner als das Versorgungsgebiet des Großraumbereichs sind und in diesem enthalten sind. Die Nachrichten innerhalb des Systems werden auf zumindest einem Hochfrequenzkanal übertragen, der in zumindest einen Zeitschlitz und eine Vielzahl von Unterschlitzen unterteilt ist, wobei die Unterschlitze eine wesentlich geringere Dauer als der Zeitschlitz haben. Jeder Ortsbereich ist zumindest einem Unterschlitz zugewiesen, während dessen die Kommunikationssteuernachrichten übertragen werden. Das Kommunikationssystem enthält Zentralstation-Kommunikationsmittel zur Übertragung von Nachrichten zu den Großraum-Kommunikationseinheiten und zu einer Vielzahl von Ortsbereich-Kommunikationsmitteln während des Zeitschlitzes. Die Ortsbereich-Kommunikationsmittel befinden sich in jedem Ortsbereich und kommunizieren mit den Ortsbereich-Kommunikationseinheiten während zumindest eines der Unterschlitze. Das Kommunikationssystem enthält weiterhin eine Vielzahl von Großraum-Kommunikationseinheiten, die innerhalb des Versorgungsgebiets des Großraumbereichs betrieben werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt ein zeitmultiplexiertes Kommunikationssystem dar, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung benutzt.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Zentralstation des Kommunikationssystems von Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Ortsstation des Kommunikationssystems von Fig. 1.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Ortsbereich-Kommunikationseinheit des Kommunikationssystems von Fig. 1.
Die Figurn 5a-5d zeigen Steuerkanalformate des Kommunikationssystems von Fig. 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm der Ortsbereichsteuereinheit der Fig. 3 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 7a-7c zeigen Sprachkanalformate des Kommunikationssystems von Fig. 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm des Kommunikationssystems von Fig. 1.
Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm der Ortsbereich-Kommunikationseinheit der Fig. 4 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung

Bezugnehmend auf Fig. 1, ein zeitmultiplexiertes (TDM) Kommunikationssystem kann man sich so vorstellen, wie allgemein durch die Numerierung 100 gekennzeichnet. Das Kommunikationssystem 100 gewährleistet die Kommunikationsversorgung im wesentlichen für einen Großraumbereich, wie beispielsweise für ein Großstadtgebiet, sowie für eine Vielzahl wesentlich kleinerer Ortsbereiche, wie beispielsweise Gebäude und/oder Betriebsstätten oder Krankenhausbereiche. Wie später erläutert wird, besteht ein Vorteil darin, daß die Vielzahl von Ortsbereichen in eine Vielzahl von Ortsbereichsgruppen aufgeteilt werden. In der bevorzugten Ausführung beträgt die Anzahl der Ortsbereiche in einer Ortsbereichsgruppe sechs. Eine solche Ortsbereichsgruppe L1- L6 wird in Fig. 1 gezeigt. Die Kommunikationsversorgung umfaßt allgemein die Gewährleistung von Sprach- und Steuerungsdatenübertragungen zwischen den Kommunikationseinheiten 103 und den Großraum-Kommunikationseinheiten 104. Wie hierin beschrieben, bezeichnen Ortsbereichs-Kommunikationseinheiten 103 allgemein leistungsarme tragbare Funkgeräte (d. h. tragbare Funkgeräte, die 30 bis 100 mW Leistung aufweisen), die innerhalb der Ortsbereiche L1-L6 betrieben werden, und die Großraum-Kommunikationseinheiten des 104 bezeichnen tragbare leistungsstarke Funkgeräte, die sich durch den Großraumbereich W bewegen und in diesem betrieben werden. Das System 100 enthält eine Zentralstation 101 und eine Vielzahl von Ortsbereichstationen 102 zur Gewährleistung der Übertragungsmöglichkeit zwischen den Kommunikationseinheiten 103 und 104. Die Zentralstation 101 befindet sich im Großraumbereich W und die Ortsbereichstationen 102 befinden sich in den Ortsbereichen L1-L6. Die Nachrichten innerhalb des Kommunikationssystems werden über RF-Kommunikationskanäle übertragen.
Die Nachrichten innerhalb des Systems 100 beinhalten eingehende und ausgehende Sprach- und Steuernachrichten, die jeweils auf Sprach- und Steuerkanälen übertragen werden. Wie in einem TDM-Kommunikationssystem wohlbekannt, sind die RF- Kommunikationskanäle, d. h. RF-Sprach- und Steuerkanäle, in eine Vielzahl von Zeitschlitzen unterteilt, während denen die Zentralstation 101, die Ortsbereichstationen 102 und die Kommunikationseinheiten 103 und 104 Sprach- und Steuernachrichten austauschen können. Die eingehenden und ausgehenden Steuernachrichten können solche Nachrichten enthalten wie eine Kommunikationsanforderung, Kommunikationsgewährung und andere Nachrichten, die die Kommunikation innerhalb des Systems 100 erleichtern. Die Sprachnachrichten enthalten die gesprochenen Nachrichten, die zwischen den Nutzern der Ortsbereich-Kommunikationseinheiten 103 und den Großraum- Kommunikationseinheiten 104 ausgetauscht werden. Die Ortsbereich-Kommunikationseinheiten 103 tauschen mit der zentralen Kommunikationseinheit 101 Sprach- und Steuernachrichten über die Ortsbereichstation 102 aus, während die Großraum-Kommunikationseinheiten 104 Sprach- und Steuernachrichten mit der Zentralstation direkt austauschen. Dementsprechend stellt die zentrale Kommunikationseinheit 101 die Mittel bereit, über die Nachrichten zwischen den Kommunikationseinheiten 103 und 104 ausgetauscht werden.
Die Ortsbereichstationen 102 tauschen Sprach- und Steuernachrichten mit den tragbaren Kommunikationseinheiten 104 in jedem Ortsbereich L1-L6 über eine Kombination aus einem RF- Kanal und einem Zeitschlitz oder Unterschlitz aus, der für diesen Ortsbereich innerhalb der Ortsbereichsgruppe L1-L6 eindeutig ist. Jedoch können, wie in der Technik wohlbekannt ist, die RF-Kanäle und die TDM-Schlitze, die in den Ortsbereichen L1-L6 benutzt werden, wegen der schwachen Leistung der tragbaren Kommunikationseinheiten in anderen Ortsbereichsgruppen wiederverwendet werden, wenn die Ortsbereichsgruppen durch einen ausreichenden Abstand voneinander getrennt sind. Die Anordnungen der RF-Kanäle und der TDM-Zeitschlitze in den Ortsbereichsgruppen definieren deswegen ein geographisches Frequenz- und Zeitschlitzwiederverwendungsmuster. Die Sprach- und Steuernachrichten zwischen der Zentralstation und den Ortsbereichen werden jedoch in der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung auf einer Menge von RF-Kommunikationskanälen und Zeitschlitzen ausgetauscht, die im gesamten System einmalig sind und geographisch nicht wiederverwendet werden können.
In der bevorzugten Ausführung gibt es ebenfalls eine begrenzte Menge RF-Kommunikationskanäle, die im gesamten System zur Nutzung zur Verfügung stehen. Die verfügbaren Kanäle werden in Übereinstimmung mit den jeweiligen Anforderungen nach Großraum- und Ortsbereichübertragungen zwischen der Großraumnutzung und der Ortsbereichnutzung aufgeteilt. Fachmänner werden anerkennen, daß diese Aufteilung statisch festgelegt werden kann, wenn das System aufgebaut wird, oder sie kann in Reaktion auf wechselnde Anforderungen durch eine geeignete Kanalsteuerungsbaugruppe dynamisch verändert werden. In der bevorzugten Ausführung befindet sich diese Kanalsteuerungsbaugruppe in der Zentralstation, und die Steuerungsfunktionen werden ausgeführt, indem zwischen der Zentralstation und den Ortsbereichen Steuernachrichtenübertragungen verwendet werden. Es ist anzumerken, daß dies der Kanalsteuereinheit auch ermöglicht, die spezielle Natur der geographischen Wiederverwendung von Ortsbereichkanälen zu steuern.
Bezugnehmend auf Fig. 2, die Zentralstation 101 wird gezeigt, die eine zentrale Steuereinheit 214 enthält, welche die Gesamtfunktion des Systems 100 steuert. Die Steuereinheit 214 steuert ebenfalls die Funktion eines TDM-Empfängers 201 und eines TDM-Senders 202, einschließlich ihrer Betriebsfrequen zen. Ein Bezugstaktgenerator 203 liefert ein Synchronisationssignal 204, um die Taktsynchronisation zwischen der Zentralstation 101, den Ortsbereichstationen 102 und den Kommunikationseinheiten 103 und 104 aufrechtzuerhalten. Der TDM-Empfänger 201 empfängt unter der Steuerung der zentralen Steuereinheit 214 Kommunikationssignale auf einer geeigneten Frequenz über eine Antenne 206. Der TDM-Empfänger arbeitet in einer bekannten Weise, um Sprach- oder Steuernachrichten wiederherzustellen, die im empfangenen Übertragungssignal enthalten sind, wodurch die RX-Daten 207 bereitgestellt werden. Die Steuernachrichten werden durch einen wohlbekannten Datendetektor 208 erkannt und an die zentrale Steuereinheit 214 bereitgestellt. Die wiederhergestellten Sprachnachrichten können eine verarbeitete Version des originalen Tonsignals sein (zum Beispiel Sprache, die über Unterbandkodierung oder lineare Vorkodierung verarbeitet wurde), die an einen Speicher- und Weiterleitungspuffer 209 angelegt werden kann. Die Sprachnachrichten, die unter der Steuerung der zentralen Steuereinheit 214 im Puffer 209 gespeichert werden, können an den Sender 202 zur Weiterübertragung in einem nachfolgenden TDM-Zeitschlitz weitergeleitet werden. Der Sender 202 empfängt TX-Daten 216 entweder vom Puffer 209 oder von der zentralen Steuereinheit 214 über einen Schalter 213. Die TX-Daten 216 können die Sprachnachrichten vom Empfangsteil 201 und/oder Steuernachrichten von der zentralen Steuereinheit 214 enthalten. Der Sender 202 enthält einen wohlbekannten TDM-Sender, der das Signal in geeigneter Weise verarbeitet, um ein RF-Signal bereitzustellen, das in geeigneter Weise von einer Antenneneinrichtung 220 abgestrahlt werden kann. Die Übertragung des Signals durch den Sender 202 wird über das Hauptsynchronisationssignal 204 synchronisiert, das vom Bezugstaktgenerator 203 bereitgestellt wird. Sprach- und Datennachrichten können weiterhin über eine PSTN-Schnittstelle 211 ausgelöst werden, die an die zentrale Steuereinheit 214 geschaltet ist, wodurch Zugriffe auf das System über Telefonleitungen ermöglicht werden.
Bezugnehmend auf Fig. 3, das Blockschaltbild der Ortsbereichstation 102 wird gezeigt. Die Ortsbereichstation 102 enthält eine Ortsbereichsteuereinheit 310 und eine Vielzahl von TDM- Ortsverstärkern 330. Die Ortsbereich-Kommunikationseinheiten 103 tauschen mit der Ortsbereichsteuereinheit Sprach- und Steuernachrichten über die Ortsverstärker 330 aus, die sich am Ort der Ortsbereichsteuereinheit 310 befinden können oder über den Ortsbereich verteilt sein können. Die Sprach- und Steuernachrichten zwischen der Ortsbereichsteuereinheit 310 und der Zentralstation werden über zumindest einen der Ortsbereichverstärker 330 übertragen. In einer Ausführung der Erfindung sind ein oder mehrere Ortsbereichverstärker vorgesehen, ausschließlich für die Übertragung von Gesprächsnachrichten zwischen der Ortsbereichstation und der Zentralstation benutzt zu werden, während die restlichen Ortsbereichverstärker ausschließlich für die Übertragung von Gesprächsnachrichten zwischen der Ortsbereichstation und den Ortsbereich-Kommunikationseinheiten 103 benutzt werden. In einer weiteren Ausführung kann jeder Ortsverstärker nach Bedarf entweder mit den Ortsbereich-Kommunikationseinheiten 103 oder mit der Zentralstation 101 kommunizieren, um die erwünschten Verbindungen zu realisieren. Die Ortsverstärker 330 enthalten voll duplexfähige Verstärker, die mit der Ortsbereichsteuereinheit über wohlbekannte Drahtverbindungen, wie beispielsweise konventionelle Telefonleitungen, verbunden sind. Der Ortsbereichverstärker 330 enthält einen TDM- Empfänger 323, der die Kommunikationssignale über eine Antenne 325 empfängt und sie zur Ortsbereichsteuereinheit 310 leitet. Ein TDM-Sender 321, der durch einen Bezugstakt 322 synchronisiert ist, empfängt Übertragungssignale von der Ortsbereichsteuereinheit 310 und veranlaßt, daß sie auf einem geeigneten RF-Kanal über eine Antenne 327 ausgestrahlt werden. Die Empfangs- und Sendefrequenzen der Verstärker 330 werden durch die Ortsbereichsteuereinheit 310 gesteuert. Die Ortsbereichsteuereinheit 310 enthält eine Steuereinheit 314 zur Steuerung der Gesamtfunktion der Ortsbereichstation 102. Die von den TDM-Empfängern 323 empfangenen Steuernachrichten werden durch einen wohlbekannten Datendetektor 316 erkannt und werden an die Steuereinheit 310 angelegt. In jedem Ortsverstärker 330 ist ein Datendetektor 316 enthalten. Die wiederhergestellten Sprachnachrichten, die aus digitalen Darstellungen der Sprachsignale bestehen, können an die Speicher- und Weiterleitungspuffer 318 angelegt werden, während auf die Weiterübertragung gewartet wird, es gibt für jeden der Ortsverstärker 330 einen Speicher- und Weiterleitungspuffer. Jeder TDM-Sender 321 empfängt die Gesprächsnachrichten zur Weiterübertragung entweder vorzugsweise einem der Puffer 318 oder von der Steuereinheit 314 über einen Schalter 313, dessen Stellung durch die Steuereinheit 314 gesteuert wird.
Bezugnehmend auf Fig. 4, das Blockschaltbild der Ortsbereich- Kommunikationseinheit 103 wird gezeigt, die einen TDM- Empfänger 410 enthält, der über eine Sender/Empfänger-Weiche 420 an eine geeignete Antenne 402 geschaltet ist, um RF- Übertragungssignale zu empfangen, und um ein RX-Signal 403 bereitzustellen. Die Kommunikationseinheit 103 enthält ein Frequenzsimplex-Zweiwegefunkgerät, in dem Duplexbetrieb durch die Verwendung der Zeitmultiplexierung gewährleistet wird. Das empfangene Signal 403 wird an einen Synchronisationsdetektor 404 angelegt, der ein Synchronisationssignal 405 bereitstellt. Das Synchronisationssignal 405 liefert die Information, die benötigt wird, um Rahmen- und Bitsynchronisation herzustellen. Das Synchronisationssignal 405 wird an einen Demultiplexer 406 angelegt, um die Steuerdaten 407 und die RX-Daten 408 zu gewinnen, die im RX-Signal 403 eingebettet sind. Die Steuerdaten 407 werden an eine Steuereinheit 409 angelegt. Der Empfänger 401 stellt ebenfalls eine Signalgüteanzeige (SQl) 410, die die Empfangsslgnalstärke oder andere Signalgüteanzeigen beinhalten kann, wie beispielsweise die Bitfehlerrate und/oder das Signal-Rausch- Verhältnis (SNR), an die Steuereinheit 409 bereit. Die RX- Daten 408 werden an einen Sprachkodierer (Vocoder) 412 angelegt. Der Sprachkodierer 412 gewährleistet die benötigte Kodierungs-/Dekodierungsfunktion, die in dieser Ausführung benutzt wird, um die Toninformation in eine spezielle Form richtig zu kodieren (oder zu dekodieren). In der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das bevorzugte Kodierungs-/Dekodierungsformat die digitale Mehrpegel- Unterbandkodierung. Der Sprachkodierer 412 leitet die dekodierten Signale zu einem geeigneten Lautsprecher 413, damit sie akustisch wiedergegeben werden.
Ein Sprachanruf kann durch die Aktivierung eines Sprech-(PTT) Knopfs 430 eingeleitet werden. Die Aktivierung des PTT-Knopfs informiert die Steuereinheit 409, daß gerade ein Sprachanruf durch die tragbare Kommunikationseinheit 103 eingeleitet wird. (Der Sprachanruf wird durch eine Reihe von Steuerkanalnachrichten eingeleitet, die eine Dienstanforderung der Kommunikationseinheit und eine nachfolgende. Kanalzuweisung zur Folge haben.) Tonsignale, die übertragen werden sollen, werden von einem Mikrofon 414 zur Verarbeitung zum Sprachkodierer 412 geleitet. Die verarbeiteten Toninformationen TX- Daten 415 sind in der Form digitaler Informationen. Die TX- Daten 415 werden an einen Multiplexer 416 angelegt, der den TX-Daten in geeigneter Weise weitere Steuerinformationen 417 hinzufügt und das TX-Signal 419 bereitstellt. Das TX-Signal 418 wird an einen wohlbekannten TDM-Sender 419 angelegt, der durch das Synchronisationssignal 405 synchronisiert ist. Der TDM-Sender verwendet das Synchronisationssignal 405, das vom RX-Signal 403 abgeleitet ist, um eine konstante Taktbeziehung zwischen dem RX-Signal 403 und dem TX-Signal 418 herzustel len. Als ein Teil eines bestimmten Kommunikationsprotokolls ist diese Taktbeziehung spezifisch und ist deswegen sowohl der Kommunikationseinheit 103 als auch der Ortsbereichstation 102 bekannt. Schließlich werden die richtig kodierten und schlitz- und rahmensynchronisierten Informationssignale über die Sende/Empfangsweiche 420 übertragen und durch die Antenne 402 gesendet.
Die Steuereinheit 409 ist das Herz der Übertragungseinrichtung und arbeitet, um die vielen Schaltungen zu steuern, die die tragbare Übertragungseinrichtung 103 enthält. Die Steuereinheit liefert Frequenzdaten 421 zur Programmierung eines Synthesizers 422. Der Synthesizer 422 erzeugt die Lokaloszillatorsignale 423 und 424 der Sende- und Empfangsfrequenz. Dementsprechend können der TDM-Empfänger 401 und der TDM-Sender 419 benutzt werden, um unter der Steuerung der Steuereinheit 409 auf einer bestimmten Frequenz zu empfangen oder zu senden. Die Steuereinheit 409 kann jede bekannte Mikrosteuereinheit enthalten, wie beispielsweise die MC68HCl1TM, hergestellt durch Motorola, Inc. Alternativ kann die Steuereinheit ein Teil eines digitalen Signalprozessors sein, wie beispielsweise des DSP 56000, hergestellt durch Motorola, der ebenfalls den Sprachkodierer 412 enthält.
Bezugnehmend auf Fig. 5a, das System 100 verwendet einen oder mehrere RF-Steuerkanäle zur Übertragung von Steuernachrichten. Ein beispielhafter RF-Steuerkanal 500 umfaßt eine Empfangsfrequenz 512 für den Empfang von ankommenden Steuernachrichten und eine Sendefrequenz 514 für die Übertragung der abgehenden Steuernachrichten. Der RF- Steuerkanal 500, der die Empfangs- und Sendefrequenzen enthält, ist allgemein in sich wiederholende Zeitrahmen 550 geteilt, die in der bevorzugten Ausführung der Erfindung eine Dauer von 420 ms haben. Jeder Rahmen ist in 4 Zeitschlitze 510, 520, 530 und 540 unterteilt.
Fig. 5b zeigt einen beispielhaften Rahmen 500, der gemäß der Erfindung für die Übertragung von 720 Datenbits in vier Zeitschlitze 510, 520, 530 und 540 geteilt ist, die jeweils eine Dauer von 60 ms haben. Die Zeitschlitze 510 und 530 sind Zentralsteuerungszeitschlitze, während denen die Steuernachrichten zwischen der Zentralstation 101 und den Großraum- Kommunikationseinheiten 104 und den Ortsbereichstationen 102 übertragen werden. Die Zeitschlitze 520 und 540 sind für die Übertragung der Steuernachrichten zwischen den sechs Ortsbereichstationen 102 in jeder Ortsbereichgruppe und den Ortsbereich-Kommunikationseinheiten 103 jeweils weiter in drei 20 ms Lokalsteuerungsunterschlitze 521-523 und 541-543 geteilt. Dementsprechend haben die Lokalsteuerungsunterschlitze 521-523 und 541-543 eine wesentlich kürzere Dauer als die Zeitschlitze 510 und 530. Jeder der Lokalsteuerungsunterschlitze 521, 522, 523, 541, 542 und 543, während denen die Steuernachrichten für die entsprechenden Bereiche übertragen werden, ist einer der sechs Ortsbereichstationen 102 zugewiesen. Die Zentralsteuerungszeitschlitze 510 und 530 und die Ortssteuerungsunterschlitze 521-523 und 541-543 können sich auf einem einzigen RF-Steuerkanal 500 befinden. Alternativ kann auf der Grundlage spezieller Systemanforderungen jede andere Anordnung zur Verfügung stehen, die mehr als einen RF-Kommunikationskanal verwendet. Beispielsweise können die Zentralsteuerungszeitschlitze 510 und 530 auf einem RF-Steuerkanal übertragen werden, während die Ortssteuerungsunterschlitze 521, 522, 523, 541, 542 und 543 auf einem anderen RF-Steuerkanal übertragen werden können. Wie später beschrieben wird, ist es erwünscht, die Unterschlitze des Ortssteuerkanals auf einem einzigen RF- Steuerkanal zu erfassen. Die Zentralsteuerungsschlitze 510 und 530 enthalten jeweils ankommende und abgehende Steuerschlitze und/oder Unterschlitze auf entsprechenden Empfangs- bzw. Sendefrequenzen.
Bezugnehmend auf Fig. 5c, die Konfiguration eines abgehenden Zentralsteuerungszeitschlitzes 516 und eines abgehenden Ortssteuerungsunterschlitzes 518 wird gezeigt. Die Zahlen, die in jedem Schlitz gezeigt werden, bezeichnen die Anzahl der Bits, die jedem Zeitschlitzabschnitt oder Unterschlitz zugewiesen sind. Jeder Zentralsteuerungszeitschlitz 516 kann sechs abgehende Signalisierungsworte (OSWs) 526 übertragen und jeder Ortssteuerungsunterschlitz kann zwei OSWs 527 übertragen. Die abgehenden Steuerungsschlitze 516 und 518 enthalten R/T-Schlitze, die den Übergang vom Empfangs- zum Sendemodus gestatten sowie eine Zwischenschlitz-Beruhigungszeit gewährleisten, um Störungen zwischen benachbarten Zeitschlitzen zu vermeiden. FS-Zeitschlitze dienen zur Herstellung der richtigen Schlitz- und Bittaktung. SLOT ID in der Ausgangsrichtung kennzeichnet die Position des Schlitzes in der Folge jedes Rahmens. Der SYS ID-Schlitz im abgehenden Zentralsteuerungsschlitz 516 kennzeichnet das Großraumsystem, das den Steuerkanal betreibt. Sechs SITE IDs im abgehenden Steuerkanal 516 kennzeichnen den Ortsbereich, zu dem das entsprechende OSW übertragen werden soll. Im Ortssteuerungsunterschlitz 518 kennzeichnet SITE ID den Ortsbereich, der den Ortssteuerungsunterschlitz betreibt.
Bezugnehmend auf Fig. 5d, die Konfiguration eines ankommenden Zentralsteuerungsschlitzes 517 und eines ankommenden Ortssteuerungsschlitzes 519 wird gezeigt. Jeder Zentralsteuerungsschlitz kann sechs ankommende Signalisierungsworte (ISWs) 529 empfangen, und jeder Ortssteuerungsschlitz kann ein ISW 531 empfangen. Die R/T- und FS-Schlitze der ankommenden Steuerungsschlitze 517 und 519 dienen dem gleichen Zweck wie diejenigen, die in Verbindung mit den abgehenden Steuerungsschlitzen 516 und 518 beschrieben wurden.
Bezugnehmend auf Fig. 6, die Funktionsweise einer beispielhaften Ortsbereichsteuereinheit 310 wird in Verbindung mit dem Ablaufdiagramm 600 beschrieben. Die Steuereinheit beginnt im Block 615 mit dem Empfang eines OSW von der Zentralstation. Der SITE ID-Wert, der dem OSW zugehörig ist, wird im Block 620 mit dem SITE ID des Ortsbereichs verglichen. Wenn die SITE IDs gleich sind, wird im Block 625 im Ortsbereich das OSW im Unterschlitz des zugewiesenen Ortsbereichsteuerungskanals wiederholt. Wenn dann das wiederholte OSW im Block 630 eine Anrufzuweisungsnachricht enthält, setzt die Ortsbereichsteuereinheit im Block 635 fort, durch die Auslösung der TDM-Verstärkerfunktion den Anruf zu bedienen. Wenn das im Block 620 überprüfte OSW nicht zur Weiterübertragung aufruft, wird, wenn verfügbar, im Block 640 ein ISW von einer Ortsbereich-Kommunikationseinheit empfangen. Im Block 645 wird die im empfangenen ISW enthaltene SITE ID überprüft, um zu bestimmen, ob sie gleich der SITE ID des Ortsbereichs ist. Wenn die Bereichs-IDs gleich sind, wird im Block 650 das ISW im Großraumsteuerkanalschlitz wiederholt. Wenn die SITE IDs nicht gleich sind, wird das ISW verworfen und der Vorgang kehrt zum Block 615 zurück. Durch die Befolgung der obenstehenden Schritte werden nur diejenigen abgehenden Steuernachrichten, die den Ortsbereich betreffen, im Unterschlitz des Ortsbereichsteuerkanals übertragen, und nur ein Ortsbereich wird eine abgehende Steuernachricht im Zeitschlitz des Großraumsteuerkanals weiterleiten.
Bezugnehmend auf Fig. 7a, das Format des bevorzugten RF- Sprachkanals 700 zur Übertragung von Sprachnachrichten zu den Ortsbereich-Kommunikationseinheiten 103 und zu den Großraum- Kommunikationseinheiten 104 wird gezeigt. Der RF-Sprachkanal 700 hat ein Format mit 4 Zeitschlitzen 710 (240 ms pro Rahmen), ähnlich zum Steuerkanalformat, wie es in Fig. 5 gezeigt wurde. Es können jedoch in Abhängigkeit von den Systemanforderungen andere Zeitschlitzanordnungen, wie beispielsweise ein Zweischlitzformat, ebenfalls verwendet werden.
Bezugnehmend auf Fig. 7b, die Konfiguration eines abgehenden Sprachzeitschlitzes 720 wird gezeigt. Der abgehende Sprachzeitschlitz 720 enthält R/T-, FS- und SLOT ID-Schlitze, die in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben wurden. Außerdem enthält der abgehende Sprachzeitschlitz 720 Überwachungsdaten (SUP DATA) und Prioritätsüberwachungsdaten (PMD), die Verwaltungsinformationen enthalten, Die SUP DATA enthalten eine Sicherheitseigenschaft zur Identifizierung der Kommunikationseinheit oder der Gruppe von Kommunikationseinheiten, die berechtigt sind, den Schlitz zu benutzen. Wie später in der Spezifikation beschrieben wird, wird der PDM- Schlitz verwendet, um eine Steuerfunktion freier Kommunikationseinheiten zu realisieren, wenn der Steuerkanal auf Grund eines Sprachanrufs, der an andere Kommunikationseinheiten gerichtet ist, verschwindet. Die Sprachnachrichten enthalten in der bevorzugten Ausführung der Erfindung digitale Sprachrahmen, die unter Verwendung des Mehrpegel-Unterband- Kodierungsalgorithmus (MSBC) kodiert werden. Der abgehende Sprachzeitschlitz 720 enthält 8 MSBC-Sprachschlitze zur Übertragung der Sprachnachrichten. Ein PROP-Schlitz gleicht Differenzen der Ausbreitungsverzögerung auf Grund von unterschiedlichen Entfernungen der Ortsbereiche von der Zentralstation 101 im gesamten Versorgungsgebiet aus.
Bezugnehmend auf Fig. 7c, das Nachrichtenformat eines ankommenden Sprachzeitschlitzes 730 wird gezeigt. Der ankommende Sprachzeitschlitz 730 enthält einen R/T-Schlitz, einen FS-Schlitz und MSBC-Sprachschlitze. Außerdem wird zur Identifizierung der Einheiten und für Überwachungszwecke ein UID-Schlitz verwendet.
Bezugnehmend auf Fig. 8, ein Diagramm 800 zeigt die Betriebsmodi des Systems 100. Das Diagramm 800 zeigt vier Betriebsmodi des Systems 100 während der Rahmen 810-840. Während des Rahmens 810 ist das System im Leerlaufmodus, während dessen kein Anruf stattfindet. Während des Rahmens 820 fordert eine der tragbaren Kommunikationseinheiten 103 von der Zentralstation 101 einen Anruf. Während des Rahmens 830 gewährt die Zentralstation 101 den geforderten Anruf. Während des Rahmens 840 wird ein Sprachanruf zwischen der tragbaren Kommunikationseinheit und einer mobilen Kommunikationseinheit 104 über die Zentralstation 101 aufgebaut. Das System 100 benutzt wie beschrieben vier Sprachzeitschlitze pro Rahmen und vier Steuerungszeitschlitze pro Rahmen. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung könnten jedoch auch gleichfalls auf andere Sprach- und Steuerungskonfigurationen angewendet werden, wie beispielsweise 2 Schlitz-Sprachkanäle/4-Schlitz-Steuerkanäle oder 4 Schlitz-Sprach-/6 Schlitz-Steuerkanäle oder jede weitere Anordnung in Übereinstimmung mit den Systemanforderungen.
Während des ersten Rahmens 810 überträgt die Zentralstation während des abgehenden Zentralsteuerungszeitschlitzes 811 (und 813) eine Leerlauf-Steuernachricht M1 zur Ortsbereichstation 102. Die Leerlauf-Steuernachricht M1 ist gemäß des Nachrichtenformats des abgehenden Zentralsteuerungsschlitzes 516 von Fig. 5c aufgebaut, das für jeden Bereich die SITE ID und das entsprechende Ortsbereich-OSW enthält. Jede Ortsbereichstation 102 empfängt die Zentralstationsteuernachrichten M1 während des Zeitschlitzes 814 und gewinnt durch Demultiplexierung von deren relevantem Abschnitt das entsprechende Ortsbereich-OSW. Die Ortsbereichstation 102 wiederholt dann während ihres zugewiesenen Ortssteuerungsunterschlitzes 815 eine abgehende Ortsbereichsteuernachricht L1, die das gewonnene OSW enthält. Auf diese Weise wiederholt jede Ortsbereichstation 102 nur diejenigen OSWs, die die geeignete Bereichskennzeichnung enthalten. Alle tragbaren Kommunikationseinheiten 103, die innerhalb des Ortsbereichs betrieben werden, empfangen die abgehende Ortsbereichsteuernachricht L1 während des entsprechenden Ortsbereichunterschlitzes 816. Die abgehende Ortsbereichsteuernachricht L1 ist gemäß des Nachrichtenformats des abgehenden Ortssteuerungsunterschlitzes 518 der Fig. 5c aufgebaut. Die abgehende Ortssteuernachricht enthält in jedem Ortsbereich ebenfalls die SITE ID der Ortsbereichstation. Dies ermöglicht den tragbaren Kommunikationseinheiten 103, nur auf diejenigen Nachrichten zu reagieren, die ihr momentanes Versorgungsgebiet eindeutig identifizieren.
Während des Rahmens 820 wird eine Anrufanforderungsnachricht L2 durch eine tragbare Kommunikationseinheit 103 während einer der sechs ankommenden Ortssteuerungsunterschlitze 817 übertragen. Die Anrufanforderungsnachricht L2 ist gemäß dem Nachrichtenformat des ankommenden Ortssteuerungsschlitzes 519 der Fig. 5d aufgebaut und enthält die SITE ID des Ortsbereichs, in dem die tragbare Kommunikationseinheit betrieben wird. Während des Zeitschlitzes 818 können eine oder mehrere Ortsbereichstationen 102 die Kanalanforderungsnachricht L2 empfangen, und der Bereich, der die entsprechende Bereichskennzeichnung besitzt, überträgt während des nachfolgenden Zentralsteuerungszeitschlitzes 819 die Steuernachricht M2 weiter zur Zentralstation 102. Dieser Vorgang der Bereichsidentifizierung garantiert, daß nur eine Ortsbereichstation eine gegebene Nachricht von den tragbaren Einheiten 102 wiederholen wird, und gewährleistet dadurch gleichzeitig die Bereichsidentifikation an die Zentralstation 101. Es sollte angemerkt werden, daß die Zentralstation 101 weiterhin die Leerlaufnachrichten während des Rahmens 820 sendet, die durch die ferne Bereichsstation 102 empfangen werden. Die Ortsbereichstation 102 wiederholt die Leerlaufnachricht an die tragbaren Einheiten während des gleichen Zeitschlitzes, in dem die Anrufanforderung von der anrufenden Kommunikationseinheit empfangen wird. Dementsprechend arbeitet die Ortsbereichstation 101 in dieser Situation im Duplexbetrieb.
Nach der geeigneten Verarbeitung sendet die Zentrale während des Rahmens 830 eine Gewährungsnachricht M3 zur tragbaren Kommunikationseinheit, indem der identische Nachrichtenweg benutzt wird, wie derjenige, der in Verbindung mit der Leerlaufnachricht während des Rahmens 810 beschrieben wurde.
Nach Empfang der Gewährung beginnen die Sprachübertragungen auf dem zugewiesenen Sprachkanal, wie während des Rahmens 840 gezeigt. Wie erwähnt enthält die Kommunikationseinheit 103 ein Simplex-Zweiwege-Funkgerät. Um einen Duplex-Anruf aufzubauen, überträgt die Kommunikationseinheit 103 während eines Sende-Sprachzeitschlitzes 821 eine Sprachnachricht V1. Die Sende-Sprachnachricht V1 wird durch die Ortsbereichstation 102 auf ihrem Sprachkanal während des Zeitschlitzes 823 empfangen und während des nachfolgenden Zeitschlitzes 824 wiederholt. In der bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Sprachnachrichten, die dem gleichen RF-Kommunikationskanal zugewiesen sind wie die Zentralstationsteuerungsschlitze, in Zeitschlitzen zur Zentralstation übertragen, während denen keine Steuernachrichten übertragen werden. Dieses Schema ermöglicht die Nutzung eines einzigen Kommunikationskanals für den Austausch von sowohl Sprach- als auch Steuernachrichten mit der Zentralstation 101. Die Sprachnachricht V1 wird durch die Zentralstation während des Zeitschlitzes 825 empfangen, und eine abgehende Sprachnachricht V2 wird von der Zentralstation während des nachfolgenden Sprachzeitschlitzes 826 übertragen, dem ein Zentralsteuerungszeitschlitz 827 folgt. Die Sprachnachricht V2 kann ebenfalls von der Zentralstation 101 zu einer Großraum-Kommunikationseinheit 104 übertragen werden, die im Großraumbereich W betrieben wird. Die abgehende Sprachnach richt wird von der Ortsbereichstation 102 während des Zeitschlitzes 828 empfangen und zur tragbaren Kommunikationseinheit 103 weiterübertragen. Die tragbare Kommunikationseinheit empfängt die wiederholte Sprachnachricht V2 während eines Sende-Sprachzeitschlitzes in einem Rahmen, der auf den Rahmen 840 folgt (nicht gezeigt). Dieses Sprachnachrichtübertragungsmuster wird in allen aufeinanderfolgenden Rahmen für die Dauer des Sprachanrufs wiederholt.
In einigen Ausführungen des Sprachkanalformats kann der Steuerkanal der Ortsbereichstation 102 für die tragbaren Kommunikationseinheiten 103 während ein Sprachanruf stattfindet nicht zur Verfügung stehen, wenn der RF-Kanal, der dem Sprachanruf zugewiesen ist, der gleiche Kanal ist, der für Übertragungen der Ortsbereichsteuerungsunterschlitze benutzt wird. Dies ist generell der Fall, wenn die tragbaren Einheiten Zweischlitz-TDM verwenden, wobei die ankommenden und abgehenden Sprachnachrichten zwei Zeitschlitze belegen (in gestrichelten Linien dargestellt). Wie in Fig. 8 gesehen werden kann, erfordert ein Duplex-Anruf einer tragbaren Einheit, der Vierschlitz-TDM verwendet, ebenfalls die teilweise Deaktivierung des Steuerkanals der Ortsbereichstation, um die abgehende Sprachnachricht V1 zur Zentralstation 101 zu übertragen. Für den Fall, wenn der Steuerkanal nicht zur Verfügung steht, wird ein Verfahren der Versorgung von freien Ortsbereich-Kommunikationseinheiten, die nicht am Sprachanruf beteiligt sind, später beschrieben.
Bezugnehmend auf Fig. 9, die Funktionsweise einer beispielhaften Ortsbereich-Kommunikationseinheit 103 wird in Verbindung mit dem Ablaufdiagramm 900 beschrieben. Wenn die Kommunikationseinheit 103 im Block 910 eingeschaltet wird, findet sie einen Ortsbereichsteuerkanal durch die Abtastung der sechs möglichen Steuerungsunterschlitze und durch die Messung der Signalgüteanzeige (SQI) von jedem Ortsbereich im Block 912. Die Hardware der tragbaren Kommunikationseinheit 103 kann dadurch weitestgehend vereinfacht sein, daß die ankommenden Steuernachrichten auf einem einzigen RF-Kanal empfangen werden, da die Notwendigkeit des Wechsels der RF- Frequenz für jeden Ortsbereich entfällt. Der Ortsbereich, der die größte oder die beste durchschnittliche Signalstärke besitzt, wird im Block 914 gewählt. Es wird anerkannt werden, daß andere Kenngrößen der Übertragungsgüte, wie beispielsweise das Signal-Rausch-Verhältnis, durch die Kommunikationseinheit 103 zur Auswahl eines Ortsbereichs gemessen werden können. Demzufolge wird ein Ortsbereich ausgewählt, der einen Wert der Signalgüte hat, der größer als ein Schwellenwert ist. Eine Verbesserung dieses Algorithmus würde veranlassen, daß die tragbare Einheit periodisch neu abtasten würde, wenn kein Steuerkanal mit einer Signalstärke über einem bestimmten Schwellenwert gefunden wird. Wenn ein Steuerkanal und somit ein Ortsbereich ausgewählt ist, überträgt die tragbare Kommunikationseinheit 103 im Block 918 ein Registrierungs- ISW, um die Zentralstation 101 über ihren momentanen Betriebsbereich zu informieren. Wenn sich nachfolgend die tragbare Kommunikationseinheit 103 durch das System 100 bewegt, muß die tragbare Einheit jedesmal neu abtasten und sich neu registrieren, wenn die Signalstärke des Steuerkanals unter den Schwellenwertpegel fällt. Es sollte angemerkt werden, da alle lokalen Steuerkanäle während unterschiedlicher Zeitschlitze die gleiche Frequenz gemeinsam benutzen, kann eine Kommunikationseinheit ihre eigene Bewegung durch die kontinuierliche Überwachung der Signalstärken aller anderer Steuerkanäle in ihrem Bereich erkennen. Auf diese Weise könnte die tragbare Kommunikationseinheit 103 Ortsbereiche wechseln und sich neu registrieren, wenn ein ausreichend starker Kanal gefunden wurde, selbst wenn ihr momentaner Kanal noch über dem Schwellenwert liegt.
Nachdem der Ortsbereich des Einsatzes der Kommunikationseinheit 103 registriert wurde, nimmt sie im Block 920 die von der entsprechenden Ortsbereichstation 102 abgehenden Übertragungsnachrichten auf. Eine Bestimmung erfolgt, ob die abgehende Nachricht eine Anrufzuweisungsnachricht enthält, die an die ID der Kommunikationseinheit 103 gerichtet ist, Blöcke 922 und 924. Wenn der Anruf an die tragbare Kommunikationseinheit 103 gerichtet ist, nimmt sie an dem Anruf teil, Block 926. Nachdem der Anruf beendet wurde, Block 928, nimmt die Kommunikationseinheit 103 wieder die Suche nach einem Ortsbereich auf, indem im Block 912 die Stärke der Signalgüte der Ortsbereiche gelesen wird.
Wie zuvor angemerkt kann ein Sprachanruf das zeitweise Fehlen eines Steuerkanals in dem Ortsbereich, in dem der Anruf abläuft, zur Folge haben. Das Fehlen eines Steuerkanals kann verursachen, daß die freien tragbaren Kommunikationseinheiten 103, die an dem Sprachanruf nicht beteiligt sind, einen an sie gerichteten Sprachanruf verpassen oder sie sind dann nicht in der Lage, selbst einen Anruf auszulösen. Unter diesem Umständen überwachen die freien Kommunikationseinheiten 103 die Verwaltungsschlitze der abgehenden Sprachnachrichten. Wie in Verbindung mit Fig. 7b beschrieben, enthalten die Verwaltungsdaten einen PMD-Schlitz. Die PMD enthalten Informationen zur Benachrichtigung der freien Kommunikationseinheiten über einen an sie gerichteten Anruf. Die Kommunikationseinheiten bestimmen deswegen im Block 932, ob die PMD ihre Einheiten-Kennung (ID) enthalten. Wenn die Einheiten- Kennung einer freien Kommunikationseinheit 103 in den PMD erkannt wird, wählt sie einen freien Ortsbereich aus, der die beste Stärke der Signalgüte bereitstellt, und registriert sich dort. Die Registrierung der Kommunikationseinheit am · freien Ortsbereich wird die Zentralstation veranlassen, den Sprachanruf für die freie Kommunikationseinheit an den neu ausgewählten Ortsbereich zu richten. Wenn die PMD die Einheiten-Kennung der tragbaren Kommunikationseinheit 103 nicht enthält, wird im Block 934 die Aktivierung des PTT- Knopfs erkannt, um zu bestimmen, ob die Kommunikationseinheit wünscht, einen Sprachanruf auszulösen. Wenn eine PTT- Aktivierung erkannt wird, wählt die Kommunikationseinheit wie beschrieben einen freien Ortsbereich. Wenn der PTT-Knopf inaktiv ist, erfolgt im Block 936 eine Bestimmung, ob der laufende Anruf beendet ist. Wenn ja, kehrt die Kommunikationseinheit 103 zum Block 912 zurück, um wenn nötig einen neuen Bereich auszuwählen, und um sich dort zu registrieren. Wenn der Sprachanruf noch läuft, bleibt die Kommunikationseinheit im gegenwärtigen Bereich, so lange wie die Stärke der Signalgüte über dem Schwellenwertpegel liegt. Andernfalls wählt die Kommunikationseinheit einen neuen Ortsbereich aus und registriert sich dort.
Das Kommunikationssystem 100 gewährleistet also eine Übertragungsmöglichkeit zwischen den mobilen und tragbaren Kommunikationseinheiten 103 und 104, die im Großraum W und in der Vielzahl von Ortsbereichen L1-L6 betrieben werden. Die Aufteilung des (der) Steuer-RF-Kanals (Kanäle) in zentrale Steuerungszeitschlitze und lokale Steuerungsunterschlitze stellt eine effektives Verfahren für die Gewährleistung einer Übertragungsmöglichkeit für einen Großraumbereich und eine Vielzahl von Ortsbereichen bereit. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen tatsächlich der effektiven Wiederverwendung von RF-Kanälen zur Bereitstellung von Diensten für ein geographisches Gebiet. Es wird anerkannt werden, daß viele Veränderungen des Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung möglich sein können.

Claims

1. Kommunikationssystem (100), das Nachrichten innerhalb eines Großraumbereichs (W) und einer Vielzahl von Ortsbereichen übertragen kann, wobei die Versorgungsgebiete dieser Ortsbereiche (L1-L6) wesentlich kleiner sind und im Versorgungsgebiet dieses Großraumbereichs (W) enthalten sind, indem zumindest ein Hochfrequenzkanal benutzt wird, der in zumindest einen Zeitschlitz (510, 520, 530, 540) und eine Vielzahl von Unterschlitzen (521-523 und 541-543) aufgeteilt ist, wobei diese Unterschlitze (521- 523 und 541-543) eine wesentlich kürzere Dauer haben als dieser Zeitschlitz (510, 520, 530, 540), und wobei jeder dieser Unterschlitze (521-523 und 541-543) einem Ortsbereich zugewiesen ist, umfassend:

- eine Vielzahl von Ortsbereich-Kommunikationseinheiten, die innerhalb des Versorgungsbereichs dieser Ortsbereiche betrieben werden;

- eine Vielzahl von Großraum-Kommunikationseinheiten (104), die innerhalb des Versorgungsbereichs des Großraumbereichs betrieben werden,

- eine Vielzahl von Ortsbereich-Kommunikationsmitteln (102) zum Austausch von Nachrichten mit zumindest einer Ortsbereich-Kommunikationseinheit (103), während dieser Unterschlitze (521-523 und 541-543); und

- Zentralstation-Kommunikationsmittel (101) zum Austausch von Nachrichten mit diesen Ortsbereich-Kommunikationsmitteln (102) und dieser Großraum-Kommunikationseinheit (104) während zumindest einem dieser Zeitschlitze.

2. Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 1, wobei zumindest einer dieser Zeitschlitze durch die Zentralstation-Kommunikationsmittel für die Übertragung von Nachrichten zumindest innerhalb des Großraumbereichs oder eines Ortsbereichs zugewiesen sein kann.

3. Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 1, wobei diese Ortsbereich-Kommunikationseinheiten (103) Mittel zur Auswahl eines Ortsbereichs enthalten, der während seines zugewiesenen Unterschlitzes eine Kenngröße der Übertragungsgüte über einem Schwellenwertpegel gewährleistet.

4. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, das weiter Mittel zur Nachrichtenübertragung zwischen den Ortsbereich- Kommunikationseinheiten (103) und den Großraumbereich- Kommunikationseinheiten (104) enthält.

5. Kommunikationssystem nach Anspruch 4, wobei diese Ortsbereich-Kommunikationseinheiten (103) Mittel zur Auswahl eines anderen Ortsbereichs enthalten, wenn diese Ortsbereich-Kommunikationseinheit (103) nicht an einem laufenden Anruf beteiligt ist.

6. Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 4 oder 5, das weiter Mittel enthält zur Benachrichtigung der nicht an einem laufenden Anruf beteiligten Ortsbereich-Kommunikationseinheiten (103) über einen an sie gerichteten Anruf.

7. Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese Ortsbereich-Kommunikationseinheit (103) ein im wesentlichen leistungsschwaches tragbares Zweiwegefunkgerät enthält, und wobei diese Großraumbereich-Kommunikationseinheit (106) eine im wesentlichen leistungsstarke tragbare Zweiwegefunkeinheit enthält.

8. Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese Ortsbereich-Kommunikationsmittel eine Vielzahl von Ortsverstärkern und eine Ortsbereichsteuereinheit enthalten.

9. Kommunikationseinheit (103) zur Benutzung in einem Kommunikationssystem (100), das Nachrichtenübertragungen innerhalb eines Großraumbereichs (W) und innerhalb einer Vielzahl von Ortsbereichen (L1-L6) übertragen kann, wobei die Versorgungsgebiete dieser Ortsbereiche wesentlich kleiner sind und innerhalb des Versorgungsgebiets dieses Großraumberelchs enthalten sind, indem zumindest ein Hochfrequenzkanal benutzt wird, der in zumindest einen Zeitschlitz (510, 520, 530, 540) und eine Vielzahl von Unterschlitzen (521-523 und 541-543) aufgeteilt ist, wobei diese Unterschlitze eine wesentlich kürzere Dauer als dieser Zeitschlitz haben, und wobei jeder Ortsbereich Ortsbereich-Kommunikationsmittel (102) enthält zur Übertragung von Nachrichten während eines dieser Unterschlitze, der diesem Ortsbereich zugewiesen ist, und wobei dieser Großraumbereich Zentralstation-Kommunikationsmittel (101) enthält zum Austausch von Nachrichten mit diesen Ortsbereich-Kommunikationsmitteln und mit einer Vielzahl von den Großraum versorgenden Kommunikationseinheiten während dieses Zeitschlitzes, wobei die Kommunikationseinheit innerhalb des Versorgungsgebiets dieses Ortsbereichs betrieben wird und gekennzeichnet ist durch:

- Mittel (401, 402, 419, 420) zur Kommunikation mit den Ortsbereich-Kommunikationsmitteln während ihrer zugewiesenen Unterschlitze;

- Mittel (401, 409, 410) zur Messung einer Kenngröße der Übertragungsgüte während Unterschlitzen, die jedem Ortsbereich zugewiesen sind; und

Mittel (409, 422) zur Auswahl eines Ortsbereichs, der während seines zugewiesenen Unterschlitzes eine Kenngröße der Übertragungsgüte über einem Schwellenwertpegel gewährleistet.

10. Verfahren zur Gewährleistung der Kommunikationsmöglichkeit zwischen einem Großraumbereich und einer Vielzahl Von Ortsbereichen, wobei die Versorgungsgebiete dieser Ortsbereiche wesentlich kleiner sind und innerhalb des Versorgungsgebiets dieses Großraumbereichs enthalten sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Aufteilung zumindest eines Hochfrequenzkanals in zumindest einen Zeitschlitz (510, 520, 530, 540) und eine Vielzahl von Unterschlitzen (521-523 und 541- 543), wobei jeder dieser Unterschlitze (521-523 und 541-543) eine wesentlich kürzere Dauer als dieser Zeitschlitz hat;

(b) Zuweisung dieses Zeitschlitzes (510, 520, 530, 540) zur Übertragung von Nachrichten zwischen diesem Ortsbereich und diesem Großraumbereich; und

(c) Zuweisung zumindest eines dieser Unterschlitze (521- 523 und 541-543) auf jeden dieser Ortsbereiche zur Übertragung von Nachrichten innerhalb dieses Ortsbereichs.