DE69532854T2

DE69532854T2 - Einrichtung für telekommunikationssysteme

Info

Publication number: DE69532854T2
Application number: DE69532854T
Authority: DE
Inventors: Johan Wickman; Peter Olanders
Original assignee: Telia AB
Current assignee: Telia AB
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: EP0776582B1; AU3357495A; SE9402764L; WO1996007278A3; DE69532854D1; SE9402764D0; WO1996007278A2; SE504721C2; DK0776582T3; EP0776582A2; US6038221A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung soll bei Telekommunikationssystemen, z. B. auf Funk beruhenden Zugangsnetzen verwendet werden, in denen leistungsfähige und einfach konstruierte Netzkomponenten, vorzugsweise Repeater, eingeschlossen sind, und soll deutlicher eine Signalisierung zwischen Netzkomponenten ohne digitales Dekodieren und ohne Hinzufügen von besonderer Kapazität zu den Systemen bewirken, wobei die entsprechenden Sender/Sendeempfänger des Systems die Fähigkeit haben, nur in einen Kanal pro Zeitschlitz hineinzuhören.
STAND DER TECHNIK
WO-A-9414250 offenbart ein Funksystem, das eng beieinander angeordnete Basisstationen aufweist und mit einer kurzen Reichweite, z. B. DECT, zwischen betroffenen Basisstationen und Mobileinheiten arbeitet. Wiederholungsfunktionen werden mit Hilfe einer vereinfachten Abwandlung einer Basisstation bewirkt, die zwischen der normalen Basisstation und der Mobileinheit angeordnet ist. Um den Bereich des Funksystems zu erweitern, empfängt die vereinfachte Abwandlung der Basisstation eine entsprechende Nachricht und leitet die Nachricht zur betreffenden Mobileinheit weiter.
Die vorliegende Erfindung zeigt, wie die Signalisierung existierender DECT-Signalisierung überlagert werden kann. Die Erfindung kann auch bei anderen Systemen mit einem ähnlichen Zugangsverfahren wie DECT verwendet werden.
DECT verwendet TDMA/TDD/MC, d. h. Time Division Multiple Access (Zeitmultiplexzugang)/Time Division Duplex (Zeitteilungsduplex)/multiCarrier (Vielfachträger), was in 1 schematisch gezeigt ist, die die Aufteilung und die Verwendung in Zeit und Frequenz in DECT zeigt. Entlang der x-Achse ist ein Datenblock gezeigt, der aus 12+12 Zeitschlitzen für Abwärtsstrecken- bzw. Aufwärtsstreckenverbindung besteht, und entlang der y-Achse sind die 10 Trägerkanäle gezeigt, d. h. die Frequenzteilung. Bei DECT können diese Schlitze sehr frei benutzt werden, da DECT selbstplanend usw. sein soll, bestehen keine richtigen Hindernisse, alle Schlitze in einem Datenblock für z. B. eine Abwärtsstreckenverbindung zu verwenden.
TDD bei der Klassifizierung in Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenverbindung auf dem "selben" träger und MC bei der Verwendung von mehr als einem Träger.
Von einer TDMA-Struktur kann man sagen, dass sie sich in der Teilung von Zeitschlitzen für Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenverbindung befindet.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG TECHNISCHES PROBLEM
Das technische Problem besteht aus der Tatsache, dass für einige Dienste Notwendigkeiten bestehen, kurze Nachrichten innerhalb eines DECT-Systems zu senden, ohne dass ein be sonderer Zeitschlitz dafür zugeordnet werden muss, und ohne die Notwendigkeit, mehr Frequenzraum zuzuteilen.
Mit einem DECT-System wird in dieser Verbindung auf feste Teile (Fixed Parts FP) Bezug genommen. Ein FP kann aus einem CFP (Central Fixed Part, zentraler fester Teil) und einem oder mehreren RFP bestehen. RFP oder FP können in DECT als "Basisstationen"), Repeater (manchmal FR; feste Repeater genannt) und tragbare Teile (Portable Parts, PP) beschrieben werden. Mit kurzen Nachrichten wird auf einen kurzen Strang von Zeichen Bezug genommen, der z. B. für die Identifizierung (von Basisstationen, Repeatern oder anderen auf Funk beruhenden Netzelementen), usw., oder für spezielle Nachrichten von z. B. Rundfunktyp bestimmt ist. Einiges der Ausrüstung, das diese Nachrichten empfangen oder senden kann, soll einfach sein, und es ist nicht beabsichtigt, dass sie irgendwelche digitale Signalverarbeitung des Inhalts in getrennten Zeitschlitzen enthalten (typische Beispiele hiervon sind Repeater).
DIE LÖSUNG
Dies wird durch eine Vorrichtung derart erreicht, die im Oberbegriff definiert ist und die kennzeichnenden Merkmale aufweist.
VORTEILE
Durch die Erfindung können Anordnungen mit leistungsfähigen und einfachen Netzkomponenten aufgebaut werden, die im Stande sein sollen, ohne digitale Dekodierung zu signalisieren. z. B. sind auf Funk beruhende Zugangsnetze mit Repea tern, die TDMA/TDD/MC verwenden, für die Implentierung der Erfindung geeignet. Die Menge von Informationen, die mit Hilfe der Erfindung übertragen werden kann, ist sehr groß, was mit sich bringt, dass sogar eine allgemeinere Kommunikation möglich sein wird. Durch die Erfindung wird Signalisierung zwischen Netzwerkkomponenten ohne die erwähnte Dekodierung oder zusätzliche besondere Kapazität ermöglicht. Das neue Verfahren der Signalisierung ist nicht vorbekannt. Repeater können in funktioneller und einfacher Weise angeordnet werden, was dem erwähnten System ein sehr großes ökonomisches und funktionelles Potenzial gibt. Die Erfindung kann für gegenwärtige Systeme verwendet werden, die das erwähnte TDMA/TDD/MC verwenden. Durch die Erfindung werden wichtige Probleme gelöst, die sich auf Systeme beziehen, die zu bzw. von Repeatern im TDMA/TDD/MC/System signalisieren, ohne dass die Kommunikation negativ beeinflusst wird.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Eine gegenwärtig vorgeschlagene Ausführungsform einer Vorrichtung, die die wesentlichen Merkmale der Erfindung bietet, wird im folgenden unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 schematisch die Zeit- und Frequenzteilung in DECT,
2 eine grafische Beschreibung der überlagerten Signalisierung,
3 die überlagerte Signalisierung unter Verwendung ganzer und halber Zeitschlitze, und
4 überlagerte Signalisierung unter Verwendung von gleichzeitig zwei Sendeempfängern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Das Muster, das die TDMA/TDD/MC-Signalisierung darstellt, kann als solches für überlagerte Signalisierung verwendet werden. Im Falle von DECT erlaubt dies für einen einfachen Fall 1012 unterschiedliche Möglichkeiten (Nachrichten, die dadurch maximal solang werden), wenn nur Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenverbindungen benutzt werden, 1024, wenn beide benutzt werden. Wie dieses Signalisieren durchgeführt wird, ist in 2 gezeigt.
In jedem Zeitschlitz gibt es 10 verschiedene Möglichkeiten (Trägerkanäle), innerhalb eines Datenblocks (ein Datenblock besteht aus 12 Zeitschlitzen für Aufwärtsstreckenverbindung und 12 Zeitschlitzen für Abwärtsstreckenverbindung) können insgesamt 10¹² (wenn nur Aufwärtsstreckenverbindungen oder Abwärtsstreckenverbindungen verwendet werden) oder 10²⁴ (wenn sowohl Aufwärtsstreckenverbindungen als auch Abwärtsstreckenverbindungen verwenden werden) erzielt werden.
Der Inhalt in einem Zeitschlitz kann Sprache oder Daten sein, der Inhalt kann aber natürlich auch "leer" sein, d. h. der Zeitschlitz wird gesendet, aber es gibt keine nützliche Information im Schlitz selbst. Mit dieser Anordnung wird die Kapazität des Systems überhaupt nicht verringert, es sind keine Änderungen innerhalb des Zeitschlitzes erforderlich, usw.
Es ist möglich, die Signalisierungsmöglichkeiten weiter zu erhöhen:

a) verwende einen "Halbschlitz" (ist im DECT-Standard definiert), was die Möglichkeit ergibt, unterschiedliche Nachrichten voneinander zu trennen (eine Klasse von Nachrichten verwendet z. B. nur Halbschlitze) oder sie können benutzt werden, um die "Wortlänge" (oder die mögliche Anzahl) in der Nachricht zu erhöhen. In 3 ist beschrieben wie gewöhnliche Schlitze mit Halbschlitzen kombiniert werden. In diesem Falle gibt es konsequenterweise drei unterschiedliche Möglichkeiten in einem Zeit- und Trägerschlitz, (ein besonderes Quadrat im Diagramm von 3) leer, voll oder halb. Für jeden Zeitschlitz (eine besondere Spalte von Quadraten im Diagramm) gibt dies 20 unterschiedliche Möglichkeiten für einen Datenblock gibt es konsequenterweise 20¹² oder 20²⁴ unterschiedliche Möglichkeiten (nur Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenverbindung, bzw. sowohl Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenverbindung).
b) Mit mehr als einem Sendeempfänger pro "Partei" wird die Anzahl möglicher Nachrichten (und die Wortlänge in diesen) dramatisch erhöht; mit zwei Sendeempfängern pro Ausrüstung ist die Anzahl von Kombinationen 9012, wenn entweder Aufwärtsstrecken- oder Abwärtsstreckenverbindung verwendet werden, und 9024, wenn sowohl Aufwärtsstrecken- als auch Abwärtsstreckenverbindungen verwendet werden.

In einem speziellen Zeitschlitz (d. h. die Spalte im Diagramm in 4) gibt es 10 unterschiedliche Möglichkeiten für den "ersten" Sendeempfänger und 9 unterschiedliche Möglichkeiten für den zweiten, was insgesamt 90 unterschiedliche Möglichkeiten pro Zeitschlitz gibt (die Sendeempfänger können nicht zur selben Zeit auf derselben Frequenz senden, für das überlagerte Signal als solches sollte dieses kein Problem sein, ist jedoch nicht gemäß DECT-Standard erlaubt und wäre auch zwecklos).
Die Kombination von obigem a) und b) ist natürlich möglich und insbesondere im Falle interessant, wo nur die Basisstationen im DECT-System mehr als einen Sendeempfänger haben; sehr unterschiedliche Nachrichten können gleichzeitig ausgesendet werden, ohne dass sie einander beeinflussen.
Als Schlussfolgerung kann geschlossen werden, dass die vorliegende Erfindung die Möglichkeit gibt, über eine "normale" DECT-Struktur viele unterschiedliche verhältnismäßig lange Nachrichten zu senden, ohne dass die Kapazität beeinflusst wird oder dass es notwendig ist, den Inhalt in irgendeinem Zeitschlitz zu verwenden oder zu analysieren.
Der DECT-Standard ist so ausgebildet, dass für Duplexkommunikation es die tragbaren Geräte sind, die auswählen, welche Basisstation, Trägerfrequenz und Zeitschlitz verwendet werden soll. Die Basisstationen sollen jedoch die Kanalwahl des tragbaren Geräts bestätigen. Andererseits kann für Simplexkommunikation die Basisstation den Kanal sowohl auswählen als auch bestätigen.
Dies bringt mit sich, dass eine Basisstation (fester Teil) Zeitschlitze zuordnen kann, was wiederum mit sich bringt, dass das hier vorgeschlagene Signalisierverfahren im Prinzip durch eine Basisstation gemäß dem gegenwärtigen Standard verwendet werden kann. Die Betriebsleistung für überlagerte Signalisierung wird wahrscheinlich anwachsen, wenn in Basisstationen die Möglichkeit gegeben wird, den Kanal direkt auch für Duplexkommunikation auszuwählen. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass irgendeine Art von Änderung des Standards kommen wird, unter anderem gerechtfertigt durch die Einführung und Standardisierung von Repeatern, die im Stande sein müssen, ihre Identität der fraglichen Basisstation zu beweisen.
Die Detektion von überlagerter Signalisierung wird gemäß dem Folgenden durchgeführt:
Für Systeme, wo jeder Sendeempfänger nur in einen Kanal pro Zeitschlitz hineinhören kann (z. B. DECT) weist die Erfindung die folgenden Zusätze auf, die das Detektieren von überlagerter Signalisierung ermöglicht:
Eine Nachricht soll während soviel aufeinander folgenden Datenblöcke wiederholt werden, wie die Anzahl der Träger, die benötigt sind, um die Nachricht zu erzeugen. Der Empfänger hört den einen und denselben Träger während eines Zeitdatenblocks ab. Beim nächsten Datenblock wird der nächste Träger abgehört. Dies wird wiederholt, bis alle Träger abgehört worden sind.
Für DECT bringt dies mit sich, dass eine Nachricht kontinuierlich während 10 Datenblöcken gesendet werden muss, d. h. 100 ms. Weiter muss der empfangende Sendeempfänger die Träger in zyklischer Weise wie oben abhören. Zyklisches Abhören ist im DECT-Standard definiert und wird "primäre Abtastung" genannt. Das Prinzip kann demgemäß innerhalb des gegenwärtigen DECT-Standards realisiert werden.
Für Systeme (z. B. DECT), wo der Sender einer Nachricht weiß, welchen Zyklus des Abhörens der Empfänger benutzt, muss die gesamte Nachricht nicht während jedes Datenblocks wiederholt werden. Es reicht aus, den Teil der Nachricht zu senden, der auf dem Träger erzeugt ist, der im Moment abgehört wird. Auf diese weise wird die Menge von Signalisierung verringert.
Die Erfindung ist nicht auf das die in dem obigen Beispiel gezeigte Ausführungsform begrenzt, sondern kann innerhalb des Rahmens der folgenden Patentansprüche und der Erfindungsidee Abwandlungen unterworfen werden.

Claims

Vorrichtung in Telekommunikationssystemen, beispielsweise einem auf Funk basierenden Zugangsnetz, zur Bewirkung einer Zeichengabe zwischen Netzkomponenten, beispielsweise Repeatern, ohne digitale Decodierung und ohne Zufügung besonderer Leistungsfähigkeit zu den Systemen, wobei die jeweiligen Sender/Sendeempfänger des Systems die Fähigkeit aufweisen, nur einen Kanal pro Zeitschlitz abzuhören, gekennzeichnet durch ein Wiederholungsmittel zum Wiederholen einer Nachricht während einer gleichen Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeitdatenblöcken wie der Anzahl von Trägern, die zur Erzeugung der Nachricht benötigt werden, und daß der Empfänger zum Abhören eines und desselben Trägers während eines Zeitdatenblocks und des nächsten Trägers während des nächsten Zeitdatenblocks, bis alle Träger abgehört worden sind, eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Funk basierende System aus dem DECT-System besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachricht aus einer kurzen Zeichenkette besteht, die beispielsweise für die Identifizierung von Basisstationen, Verstärkern oder sonstigen auf Funk basierenden Netzelementen oder Netzkomponenten bestimmt ist, oder aus Sondernachrichten der Rundsendeart.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichengabe TDMA/TDD/MC-Zeichengabe umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt eines Zeitschlitzes aus Sprache oder Daten besteht oder daß in dem Schlitz Nutzinformation fehlt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verwendung von halben Schlitzen für die Zeichengabe eingerichtet ist, um es zu ermöglichen, unterschiedliche Nachrichten auseinander zu trennen und die Wortlänge in der Nachricht zu erweitern.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Ausführung von Zeichengabe durch Verwendung von ganzen und halben Zeitschlitzen oder ziemlich leeren, vollen oder halben Zeitschlitzen eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Sender pro Teil angeordnet ist, mit dem Ziel, die Anzahl möglicher Nachrichten und/oder der darin enthaltenen Wortlänge zu steigern, wobei gleichzeitig übertragende Sender auf unterschiedlichen Frequenzen senden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobileinheiten/tragbaren Einheiten des auf Funk basierenden Zugangsnetzes dazu eingerichtet sind, auszuwählen, welche Basisstation, welche Trägerfrequenz und welcher Zeitschlitz im Fall von Duplexkommunikation zu benutzen ist, und daß der stationäre Teil/die Basisstation des Netzes dazu eingerichtet ist, die Kanalwahl der tragbaren Einheit zu genehmigen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Simplexkommunikation die Basisstation des Netzes dazu eingerichtet ist, den Kanal sowohl auszuwählen als auch zu genehmigen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Basisstation oder jeder stationäre Teil des auf Funk basierenden Zugangsnetzes dazu eingerichtet ist, Zeitschlitze zuzuordnen, um Zeichengabe durch eine Basisstation mit dem gegenwärtigen Standard benutzbar zu machen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederholungsmittel dazu eingerichtet ist, eine Nachricht fortlaufend während einer gewissen Anzahl von Datenblöcken, beispielsweise 10 Datenblöcken, entsprechend DECT, d.h. 100 ms, zu senden und daß der empfangende Sendeempfänger dazu eingerichtet ist, den Träger periodisch abzuhören.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sender der Nachricht den Abhörzyklus des Empfän gers kennt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel bereitgestellt wird, den Teil der Nachricht zu senden, der auf dem gegenwärtig abgehörten Träger erzeugt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Telekommunikationssystem mit einer Anzahl von Zeitschlitzen und einer Anzahl von Trägern im jeweiligen Zeitschlitz arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel bereitgestellt wird, um auf Zeitschlitze und Träger für die Zeichengabe hinzuweisen.