DE69220191T2

DE69220191T2 - Funk-Telefonsystem mit Datenübertragungsfähigkeit und Verfahren zur Funkkommunikation

Info

Publication number: DE69220191T2
Application number: DE69220191T
Authority: DE
Inventors: Kohei Nishiyama
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-11-05
Filing date: 1992-11-04
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: DE69220191D1; US5511240A; EP0545088A3; EP0545088B1; JP2746281B2; JPH05130265A; EP0545088A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Funk-Telefonsystem, das zur Datenübertragung über eine Funkschaltung fähig ist, und insbesondere eine Funktelefoneinrichtung mit einer Schnittstelle zu einer Datenübertragungseinrichtung und ein Funk-Telefonsystem mit einer Ladeeinrichtung zum Aufladen einer Speicherbatterie in einer derartigen Funktelefoneinrichtung.
Wie auf dem Fachgebiet gut bekannt ist, können Funk-Telefonsysteme überall dort zu Funkkommunikationen in Gebieten verwendet werden, in denen sich Funkwellen ausbreiten können, d.h. von den Funk-Telefonsystemen empfangen werden können. Mit anderen Worten, die Benutzer der Funk-Telefonsysteme können den Vorteil des Fernsprechdiensts überall annehmen, unabhängig davon, ob sie sich auf Land, auf See oder in der Luft befinden, sobald sich Funkwellen mit Pegeln ausbreiten können, die zur Funkübertragung und zum Funkempfang hoch genug sind.
Primärer Fernsprechdienst und Sprach/Datenaustauschdienst werden im allgemeinen durch das Draht-Fernmeldewesen bereitgestellt. Natürlich kann Draht-Fernsprechdienst nicht bereitgestellt werden, wenn verschiedene Anlagenteile, die für das Draht-Fernmeldewesen erforderlich sind, einschließlich Schaltzentralen, Verstärkerzentralen und Übertragungsleitungen an Teilnehmer nicht vollständig sind. Da die Installation und die Instandhaltung der erforderlichen Anlage äußerst teuer sind, ist das Bereitstellen des Draht-Fernsprechdiensts in Gebieten, in denen Benutzerbedürfnisse gering sind, nicht kosteneffektiv. Außerdem verhindern bestimmte geographische Einschränkungen, die durch Berge, Wüsten oder dergleichen gegeben sein können, daß eine für das Draht-Fernmeldewesen erforderliche Anlage installiert wird, auch wenn es für den Fernsprechdienst Bedarf gibt.
Diejenigen Gebiete, die für den Draht-Fernsprechdienst nicht kosteneffektiv sind und die geographische Einschränkungen besitzen, können durch ein Funk-Telefonsystem mit Fernsprechdienst versorgt werden. Das Funk-Telefonsystem kann den Benutzern ebenso guten Fernsprechdienst wie das Draht-Telefonsystem bieten, ist wesentlich weniger teuer als das Draht-Telefonsystem und ist folglich äußerst kosteneffektiv. Insbesondere ist es bei dem Funk-Telefonsystem möglich, Frequenzen effektiv zu verwenden und Basisfunkstellen effektiv zu betreiben, indem Funkzonen ausgelegt werden und Zonenradien und Einstellungen der Übertragungsleistung gemäß der Benutzeranzahl des Funk- Telefonsystems und das Gebiet ausgewählt werden, das mit dem Funk-Fernsprechdienst versorgt werden soll.
Bei dem Funk-Telefonsystem ist es manchmal erwünscht, daß eine Datenübertragungseinrichtung mit einer Funktelefoneinrichtung verbunden wird, um über eine Funkschaltung Datenübertragung zwischen der Funktelefoneinrichtung und einer anderen Datenübertragungseinrichtung durchzuführen. Früher (z.B. EP-A- 423733) ist es üblich gewesen, die Funktelefoneinrichtung mit einer Verbindungseinrichtung zur Verbindung mit der Datenübertragungseinrichtung zu versehen. Die Verbindungseinrichtung besitzt eine physikalische Größe, die sich abhängig von der Datenschnittstelle der Datenübertragungseinrichtung, die mit der Verbindungseinrichtung verbunden werden soll, ändern kann. Aufgrund der herkömmlichen Ausführung der Verbindungseinrichtung können bei der Funktelefoneinrichtung, die von Natur aus tragbar sein sollte, die Größe und das Gewicht nicht stark verringert werden.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Funk-Telefonsystem bereitzustellen, das zur Datenübertragung fähig und tragbar ist, um eine kleine und leichte Funktelefoneinrichtung zu erreichen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die anhand eines Beispiels eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
FIG. 1 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Funk- Telefonsystems;
FIG. 2 ist ein Blockdiagramm einer Funktelefoneinrichtung in dem in FIG. 1 gezeigten herkömmlichen Funk-Telefonsystem;
FIG. 3 ist ein Blockdiagramm eines Funk-Telefonsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
FIG. 4 ist ein Blockdiagramm einer Funktelefoneinrichtung in dem in FIG. 3 gezeigten Funk-Telefonsystem;
FIG. 5 ist ein Blockdiagramm einer Ladeeinrichtung in dem in FIG. 3 gezeigten Funk-Telefonsystem;
FIG. 6 ist ein der FIG. 5 ähnliches Blockdiagramm, das im Detail eine Schaltungsanordnung einer Impedanzschaltung in der in FIG. 5 gezeigten Ladeeinrichtung zeigt;
FIG. 7 ist ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung jeder der in den FIGN. 4 und 5 gezeigten Datenschnittstellen; und
FIG. 8 ist eine Zeittafel von Signalen, die von dem Funk- Telefonsystem empfangen und von ihm übertragen werden.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die FIGN. 1 und 2 zuerst ein herkömmliches Funk-Telefonsystem beschrieben werden.
Wie in FIG. 1 gezeigt ist, weist das herkömmliche Funk- Telefonsystem eine Funktelefoneinrichtung 400 und eine Ladeeinrichtung 200 auf, um eine Speicherbatterie in der Funktelefoneinrichtung 400 aufzuladen. Die Funktelefoneinrichtung 400 besitzt eine Verbindungseinrichtung 500 zur Verbindung mit einer Datenübertragungseinrichtung 300, um über eine Funkschaltung Datenübertragung mit einer anderen Datenübertragungseinrichtung durchzuführen.
Wie in FIG. 2 gezeigt ist, besitzt die Funktelefoneinrichtung 400 eine Steuereinheit 401 zum Steuern verschiedener Schaltungen in der Funktelefoneinrichtung 400, die eine Funkschaltung 402, eine Basisbandschaltung 403, einen Tastenblock 404, eine Datenschnittstelle 405, eine Leistungszufuhrschaltung 406 aufweist. Die Funkschaltung 402, die mit der Steuereinheit 401 verbunden ist, überträgt und empfängt Funkwellen. Die Basisbandschaltung 403 ist mit der Steuereinheit 401 und der Funkschaltung 402 verbunden und überträgt Steuerbefehlsdaten an die Funkschaltung 402 und empfängt Steuerbefehlsdaten von ihr, um den Betrieb der Funktelefoneinrichtung zu steuern. Die Basisbandschaltung 403 weist Übertragungs-Steuerschaltungen für ein Mikrophon und einen Lautsprecher auf, um Funkdaten zu übertragen und zu empfangen. Der Tastenblock 404 ist mit der Steuereinheit 401 verbunden, um den Betreiber der Funktelefoneinrichtung 400 über eine Schnittstelle anzuschließen. Die Datenschnittstelle 405 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 401 verbunden, um Daten zu einer Datenübertragungseinrichtung 300 zu übertragen und von ihr zu empfangen. Die Leistungszufuhrschaltung 406 dient dazu, eine Speicherbatterie in der Funktelefoneinrichtung 400 aufzuladen, von der Ladeeinrichtung 200 elektrische Ladeenergie aufzunehmen und außerdem den verschiedenen Schaltungen in der Funktelefoneinrichtung 400 elektrische Energie zuzuführen. Die Leistungszufuhrschaltung 406 ist mit Ladeanschlüssen verbunden.
Um die Datenübertragungseinrichtung 300 mit der Funktelefoneinrichtung 400 zur effektiven Datenübertragung zwischen der Funktelefoneinrichtung 400 und einer anderen Datenübertragungseinrichtung über eine Funkschaltung zu verbinden, besitzt die Funktelefoneinrichtung 400 eine Verbindungseinrichtung 500 zur Verbindung mit der Datenübertragungseinrichtung 300. Die Verbindungseinrichtung 500 besitzt eine physikalische Größe, die sich abhängig von der Datenschnittstelle der mit der Verbindungseinrichtung 500 zu verbindenden Datenübertragungseinrichtung 300 ändern kann. Aufgrund der herkömmlichen Ausführung der Verbindungseinrichtung können die Größe und das Gewicht der Funktelefoneinrichtung 400, die von Natur aus tragbar sein sollte, nicht stark verringert werden.
FIG. 3 zeigt ein Funk-Telefonsystem gemäß der vorliegenden Erfindung in Blockdarstellung.
Wie in FIG. 3 gezeigt ist, weist das Funk-Telefonsystem eine Funktelefoneinrichtung 100 und eine Ladeeinrichtung 200 auf, um eine Speicherbatterie in der Funktelefoneinrichtung 100 aufzuladen. Die Ladeeinrichtung 200 besitzt eine Verbindungseinrichtung 600 zur Verbindung mit einer Datenübertragungseinrichtung 300, um über eine Funkschaltung Datenübertragung mit einer anderen Datenübertragungseinrichtung durchzuführen.
Die Funktelefoneinrichtung 100 ist im Detail in FIG. 4 gezeigt. Die Ladeeinrichtung 200 ist im Detail in FIG. 5 gezeigt.
Wie in FIG. 4 gezeigt ist, besitzt die Funktelefoneinrichtung 100 eine Steuereinheit 101, um verschiedene Schaltungen in der Funktelefoneinrichtung 100 zu steuern. Die Funktelefoneinrichtung 100 umfaßt außerdem eine Funkschaltung 102, um unter der Steuerung der Steuereinheit 101 Funkwellen zu übertragen und zu empfangen, sowie eine mit der Steuereinheit 101 und der Funkschaltung 102 verbundene Basisbandschaltung 103 zum Übertragen von Steuerbefehlsdaten an die Funkschaltung 102 und zum Empfangen von Steuerbefehlsdaten von ihr, um den Betrieb der Funktelefoneinrichtung 100 zu steuern, wobei die Basisbandschaltung 103 Ubertragungs-Steuerschaltungen für ein Mikrophon und einen Lautsprecher zum Übertragen und Empfangen von Funkdaten aufweist. Die Funktelefoneinrichtung 100 weist ferner einen mit der Steuereinheit 101 verbundenen Tastenblock 104, um den Betreiber der Funktelefoneinrichtung 100 über eine Schnittstelle anzuschließen, eine mit der Steuereinheit 101 verbundene Datenschnittstelle 105, um durch die Steuereinheit 101 Übertragungsdaten, die von der Funkschaltung 102 und der Basisbandschaltung 103 übertragen und empfangen werden, anzupassen, eine Leistungszufuhrschaltung 108 einschließlich einer Ladeschaltung, um eine Speicherbatterie in der Funktelefoneinrichtung 100 aufzuladen, eine mit der Leistungszufuhrschaltung 108 und der Datenschnittstelle 105 verbundene Impedanzschaltung 107, um bei einer Trägersignalfrequenz für Übertragungsdaten eine ausreichend hohe Impedanz bezüglich der Impedanz der Leistungszufuhrschaltung 108 vorzusehen, und mit der Impedanzschaltung 107 und der Datenschnittstelle 105 verbundene Ladeanschlüsse 106 auf, um elektrische Ladeenergie und Übertragungsdaten in einer überlagerten Form zu übertragen.
Wie in FIG. 5 gezeigt ist, weist die Ladeeinrichtung 200 eine Leistungszufuhrschaltung 201, eine mit der Leistungszufuhrschaltung 201 verbundene Impedanzschaltung 202, um eine ausreichend hohe Impedanz bezüglich der Impedanz der Leistungszufuhrschaltung 201 vorzusehen, eine mit der Impedanzschaltung 202 verbundene Datenschnittstelle 203 und mit der Impedanz schaltung 202 und der Datenschnittstelle 203 verbundene Ladeanschlüsse 204 auf, um elektrische Ladeenergie und Übertragungsdaten in einer überlagerten Form zu übertragen. Die Verbindungseinrichtung 600 ist mit der Datenschnittstelle 203 zur Verbindung mit der Datenübertragungseinrichtung 300 verbunden.
Die Funktelefoneinrichtung 100 und die Ladeeinrichtung 200 können über die Ladeanschlüsse 106, 204 miteinander verbunden werden.
Jede der Impedanzschaltungen 107, 202 weist induktive Elemente und ein kapazitives Element auf, wie in FIG. 6 gezeigt ist.
Da elektrische Ladeenergie und Übertragungsdaten über die Ladeanschlüsse 106, 204 in einer überlagerten Form übertragen werden, dienen die Impedanzschaltungen 107, 202 dazu, den Leistungszufuhrschaltungen 108 bzw. 201 eine ausreichend hohe Impedanz bezüglich der über die Ladeanschlüsse 106, 204 übertragenen Übertragungsdaten zu geben. Deshalb ist, wie in FIG. 6 gezeigt, die Impedanzschaltung 202 mit der Leistungszufuhrschaltung 201 in Reihe geschaltet, so daß die Impedanz der Ladeeinrichtung 200 aus Sicht der Funktelefoneinrichtung 100 ausreichend hoch ist.
Die Datenschnittstellen 105, 203 dienen dazu, Über tragungsdaten umzuwandeln, die von der Datenübertragungseinrichtung 300, die mit der Ladeeinrichtung 200 verbunden ist, übertragen und von ihr empfangen werden. Insbesondere wandeln die Datenschnittstellen 105, 203 ein Schnittstellensignal von einer Schnittstelle V24 eines Personalcomputers, einer Schnittstelle V35 oder X21 eines Bürocomputers oder dergleichen in ein elektrisches Signal eines TTL- oder CMOS-Pegels um.
FIG. 7 zeigt anhand eines Beispiels eine Schaltungsanordnung jeder der Datenschnittstellen 105, 203. In FIG. 7 wandeln die Datenschnittstellen 105, 203 ein Schnittstellensignal von der Schnittstelle V24 um.
Der Betrieb jeder der Datenschnittstellen 105, 203 zum Übertragen und Empfangen eines Datensignals wird nachstehend mit Bezug auf FIG. 8 beschrieben werden. Wenn sie in einem Übertragungsmodus arbeitet, kann sie ein gattergesteuertes Signal (siehe 3 in FIG. 8) von einem Gatter erzeugen, dem ein zu übertragendes Datensignal (siehe 1 in FIG. 8) und ein Hochfrequenzträgersignal (siehe 2 in FIG. 8) zugeführt werden. In jeder der Datenschnittstellen 105, 203 treibt das erzeugte Signal einen Impulsübertrager oder dergleichen, um dabei der elektrischen Ladeenergie das Datensignal zur Übertragung an die Ladeanschlüsse zu überlagern. In einem Empfangsmodus wird ein empfangenes Hochfrequenzsignal (siehe 4 in FIG. 8) durch einen Integrator in ein Signal (siehe 5 FIG. 8) integriert und aus dem integrierten Signal wird ein ursprüngliches Datensignal (siehe 6 FIG. 8) demoduliert.
Die Funktelefoneinrichtung 100 und die Ladeeinrichtung 200 können durch irgendeine der verschiedenen bekannten Einrichtungen einschließlich eines Modems miteinander verbunden sein.
Die Datenübertragungseinrichtung 300, die mit dem Funk- Telefonsystem verbunden ist, bewerkstelligt Datenübertragung mit einer anderen Datenübertragungseinrichtung, die über eine Funkschaltung mit der Datenübertragungseinrichtung 300 verbunden ist, wie folgt:
Es wird angenommen, daß das Funk-Telefonsystem bereits mit einer Funkübertragungsverbindung verbunden worden ist und auf einem bestimmten Funkkanal arbeitet.
Ein von der Funkschaltung empfangenes Datensignal wird über die Funkschaltung 102 der Basisbandschaltung 103 zugeführt, die ein Basisbandsignal erzeugt. Die Datenschnittstelle 105 arbeitet in der vorstehend beschriebenen Weise, um der elektrischen Ladeenergie das Datensignal zu überlagern. Das überlagerte Datensignal wird dann den Ladeanschlüssen 106 zugeführt. Das Datensignal wird von den Ladeanschlüssen 106 an die Ladeanschlüsse 204 der Ladeeinrichtung 200 übertragen, von denen das Datensignal der Datenschnittstelle 203 zugeführt wird. Die Datenschnittstelle 203 arbeitet in der vorstehend beschriebenen Weise, um das zugeführte Datensignal in ein Datensignal zur Übertragung an die Datenübertragungseinrichtung 300 umzuwandeln. Das umgewandelte Datensignal wird dann von der Datenschnittstelle 203 über die Verbindungseinrichtung 600 der Datenübertragungseinrichtung 300 zugeführt.
Auf diese Weise wird das von der Funktelefoneinrichtung 100 empfangene Datensignal über die Ladeeinrichtung 200 zu der Datenübertragungseinrichtung 300 zur Datenübertragung an eine andere Datenübertragungseinrichtung übertragen, die mit der Funktelefoneinrichtung 100 verbunden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt, wie vorstehend beschrieben, die Ladeeinrichtung 200 die Verbindungseinrichtung 600, die mit der Datenübertragungseinrichtung 300 zur Datenübertragung zwischen der Datenübertragungseinrichtung 300 und einer anderen Datenübertragungseinrichtung über eine Funkschaltung verbunden wird. Deshalb können unabhängig von der physikalischen Größe der Verbindungseinrichtung 600 die Größe und das Gewicht der Funktelefoneinrichtung 100 selbst klein gehalten werden, was es ermöglicht, das Funk-Telefonsystem tragbar zu machen.
Das Funk-Telefonsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist darin wirksam, den Benutzern öffentlichen Fernsprechdienst zu bieten, insbesondere Fernsprechdienst und Datenübertragungsdienst in denjenigen geographischen Gebieten, z.B. in Berg- und Wüstengebieten, die bestimmte Einschränkungen besitzen, die verhindern, daß verschiedene Teile der Draht-Telefonanlage einschließlich Schaltzentralen, Verstärkerzentralen und Übertragungsleitungen an Teilnehmer installiert werden.

Claims

1. Funk-Telefonsystem mit

einer Funktelefoneinrichtung (100) zum Übertragen und Empfangen eines Datensignals, wobei die Funktelefoneinrichtung aufweist:

eine erste Leistungszufuhreinrichtung (108) zum Zuführen elektrischer Energie;

eine mit der ersten Leistungszufuhreinrichtung verbundene erste Datenschnittstelle (105) zum Umwandeln des Datensignals;

eine mit der ersten Datenschnittstelle verbundene Steuereinrichtung (101) zum Steuern der Datenschnittstelle;

eine Funkschaltung (102) zum Übertragen und Empfangen des Datensignals;

eine Basisbandschaltung (103) zum Umwandeln des Datensignals in ein Basisbandsignal; und

eine mit der ersten Leistungszufuhreinrichtung und der ersten Datenschnittstelle verbundene erste Ladeanschlußeinrichtung (106);

einer Ladeeinrichtung (200) zum Zuführen der elektrischen Ladeenergie an die erste Leistungszufuhreinrichtung, wobei die Ladeeinrichtung aufweist:

eine zweite Leistungszufuhreinrichtung (201) zum Zuführen elektrischer Ladeenergie an die erste Leistungszufuhreinrichtung;

eine mit der zweiten Leistungszufuhreinrichtung (201) verbundene zweite Datenschnittstelle (203) zum Umwandeln eines Datensignals;

eine mit der Datenschnittstelle verbundene Verbindungseinrichtung (600) zur Verbindung mit einer Datenübertragungseinrichtung; und

eine mit der zweiten Leistungszufuhreinrichtung und der zweiten Datenschnittstelle verbundene zweite Ladeanschlußeinrichtung (204) zum Übertragen der elektrischen Ladeenergie von der zweiten Leistungszufuhreinrichtung über die erste Ladeanschlußeinrichtung an die erste Leistungszufuhreinrichtung.

2. Funk-Telefonsystem nach Anspruch 1, wobei die Funktelefoneinrichtung eine erste Impedanzschaltung aufweist, um der ersten Leistungszufuhreinrichtung eine ausreichend hohe Impedanz bezüglich Frequenzen zu geben, die höher sind als eine bestimmte Frequenz, und die Ladeeinrichtung eine zweite Impedanzschaltung aufweist, um der zweiten Leistungszufuhreinrichtung eine ausreichend hohe Impedanz bezüglich Frequenzen zu geben, die höher sind als eine bestimmte Frequenz.

3. Funk-Telefonsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Funktelefoneinrichtung ferner eine mit der Steuereinrichtung verbundene Tasteneingabeeinrichtung aufweist, um der Steuereinrichtung Befehlssignale zuzuführen.

4. Verfahren zur Funkkommunikation mit den Schritten:

Übertragen und Empfangen eines Datensignals durch eine Funktelefoneinrichtung (100), wobei der Schritt des Übertragens und Empfangens die Schritte aufweist:

Zuführen von elektrischer Energie durch eine erste Leistungszufuhreinrichtung (108);

Umwandeln des Datensignals durch eine mit der ersten Leistungszufuhreinrichtung (108) verbundene erste Datenschnittstelle (105);

Übertragen und Empfangen des Datensignals durch eine Funkschaltung (102);

Umwandeln des Datensignals in ein Basisbandsignal durch eine Basisbandschaltung (103); und

Zuführen elektrischer Ladeenergie an die erste Leistungszufuhreinrichtung (108) durch eine Ladeeinrichtung (200), wobei der Schritt des Zuführens elektrischer Ladeenergie die Schritte aufweist:

Zuführen elektrischer Ladeenergie an die erste Leistungszufuhreinrichtung (108) durch eine zweite Leistungszufuhreinrichtung (201);

Umwandeln eines Datensignals durch eine mit der zweiten Leistungszufuhreinrichtung (201) verbundene zweite Datenschnittstelle (203);

Übertragen der elektrischen Ladeenergie von der zweiten Leistungszufuhreinrichtung zu der ersten Leistungszufuhreinrichtung über die erste Ladeanschlußeinrichtung (106) durch die mit der zweiten Leistungszufuhreinrichtung und der zweiten Datenschnittstelle verbundene zweite Ladeanschlußeinrichtung (204).