DE69919608T2

DE69919608T2 - Lokales drahtloses Fernsprechnetz für Konferenzanrufaufbau mit einem Fernsprechnetz und Terminal für Gebrauch in solchem lokalem Netz

Info

Publication number: DE69919608T2
Application number: DE69919608T
Authority: DE
Inventors: Alain Frederic
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: FR2774250A1; DE69919608D1; EP0933915A1; FR2774250B1; EP0933915B1

Description

Auf dem Gebiet des Fernsprechverkehrs möchten die Benutzer der Apparate heutzutage, wenn sie sich entfernt von einem feststehenden Telefon befinden, telefonieren oder über Telefon verbunden werden. Aus diesem Grund sind außer den Mobilfunknetzen Telefonapparate für die Haustechnik auf den Markt gekommen, die eine Basis umfassen, die einerseits mit einer Leitung des Fernsprechwählnetzes und andererseits über Funk mit Mobilgeräten verbunden werden kann.
Die Basis ermöglicht es, irgendeines der Geräte mit dem Fernsprechnetz zu verbinden, und bietet andernfalls für diese eine Gegensprechfunktion, d.h. eine „Bus"-Funktion oder lokale Funknetzfunktion, in die sich Geräte zu zweit einwählen können.
Mit einer herkömmlichen Verkabelung sind die Geräte physikalisch, also immer, parallelgeschaltet, und wenn ein ankommender Anruf unvorhergesehen eingeht, können mehrere Hörer abgenommen werden, um ihn zu beantworten und mit dem Anrufer ein Zwiegespräch zu führen, auf die Gefahr hin, dass dann manche der Hörer eingehängt werden, deren Benutzer vom Anruf nicht betroffen ist. Genauso kann man bei einem ausgehenden Gespräch eine Konferenz mit drei oder mehr Personen mit dem Gesprächspartner herstellen, der über das Fernmeldenetz angerufen wurde.
Im Falle des lokalen Funknetzes wollte die Anmelderin auch über die Konferenz- oder Gegensprechfunktion mit dem externen Fernsprechnetz verfügen. Ein System, das eine solche Funktion umfasst, ist beispielsweise in der WO 96 04744A beschrieben.
Somit schlägt die Anmelderin ihre Erfindung vor, die vor allem ein mobiles Endgerät für lokalen Sprechfunkverkehr betrifft, das dazu eingerichtet ist, über eine lokale drahtlose Netzverbindung mit einer Verwaltungsbasis für das lokale Netz verbunden zu sein, die an eine Telefonnetzleitung angeschlossen und dazu eingerichtet ist, gleichzeitige Verbindungen zwischen verschiedenen mobilen Handapparaten des lokalen Netzes herzustellen, wobei das Endgerät dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst:

– Verbindungseinrichtungen, die dazu eingerichtet sind, über die Basis eine Vielzahl gleichzeitiger Verbindungen mit der Telefonleitung und mehreren Handapparaten herzustellen, und
– Signalverarbeitungseinrichtungen, die dazu eingerichtet sind, von den Verbindungseinrichtungen Schallsignale zu empfangen, und ein Summensignal der von den anderen Verbindungen empfangenen Schallsignale zu erzeugen und über jede der Vielzahl von Verbindungen zurückzusenden.

Somit, und obwohl diese Lösung auf den ersten Blick wenig vernünftig erscheint, weil sie eine Zunahme der Anzahl von Funkverbindungen mit sich bringt, stellt das Endgerät eine auf Konferenzen abgestellte Basis dar, und die Telefonleitung wird somit gegenüber den diversen Handgeräten belanglos, weil die Verwaltungsbasis des Netzes dann nur als Verbindungsschnittstelle zwischen dieser Leitung und dem Endgerät dient.
Die Erfindung betrifft auch ein drahtloses lokales Telefonnetz, das ein Endgerät, eine Verwaltungsbasis für das Netz, und mindestens einen herkömmlichen mobilen Handapparat umfasst.
Die Erfindung wird mit Hilfe der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung verständlicher:
1 stellt ein lokales Funktelefonnetz mit einer Basis und einem Endgerät nach der Erfindung sowie herkömmliche Funkverbindungstelefonapparate dar,
2 veranschaulicht in Form einer Anschlussmatrix die Verarbeitungsschritte der Schallsignale, die im Endgerät der Erfindung stattfinden,
3 stellt schematisch das Endgerät der Erfindung dar, und
4 stellt Zeitrahmen des Funknetzes dar.
1 stellt ein lokales Funktelefonnetz, hier nach dem DECT-Standard, stark schematisch dar. Eine Basis 4, die an eine Leitung 10 des Fernsprechwählnetzes angeschlossen ist, verwaltet hier die Rahmen von zwölf bidirektionalen Zeitmultiplexkanälen, wodurch ebenso viele Funkendgeräte mit der Basis 4 verbunden werden können. Die Figur stellt hier nur drei Endgeräte dar, und zwar das erfindungsgemäße Endgerät 1 und zwei weitere Endgeräte 2 und 3, die herkömmliche Funktelefonapparate sind. In diesem Beispiel verfügt das erfindungsgemäße Endgerät auch zusätzlich zu seiner Signalverarbeitungs- und Vermittlungsfunktion, die später noch beschrieben wird, die herkömmlichen Funktionen eines Telefonapparats. Es handelt sich hier also um einen verbesserten herkömmlichen Handapparat 2, 3.
Wie die Pfeile von 1 darstellen, ist das Endgerät 1 dazu eingerichtet, über Verbindungen oder Zeitmultiplexkanäle des Rahmens des lokalen Netzes Schallsignale, die von den Handapparaten 2 und 3 ausgesandt werden, und diejenigen, die von einer externen Station des Telefonnetzes 10 ausgesandt werden, zu empfangen. Die Bezugszahl 10 dient im Folgenden auch dazu, diese Station zu bezeichnen. Darüber hinaus erzeugt der Handapparat 1 auch Schallsignale, die von seinem Benutzer hergestellt werden, so dass er somit über die Gesamtheit der erzeugten Schallsignale verfügt.
Beim Senden und mit Bezug auf 2 ist der Handapparat 1 dazu eingerichtet, zu jedem seiner zugeordneten Geräte 2, 3, 10, wie später noch beschrieben wird, ein spezielles Schallsignal zu versenden, das die Summe der Signale aller in Konferenzschaltung befindlichen Telefone 1, 2, 3, 10 darstellt, wobei die Summe hier jedes Mal um das vom betreffenden Gerät 1, 2, 3, 10 gesendete Schallsignal gemindert wird, um zu verhindern, dass es nicht selbst eine Echofilterung durchführen muss. Was den Handapparat 1 selbst anbelangt, wird das Summensignal der Schallsignale selbstverständlich im Handapparat 1 verarbeitet, d.h. ohne ein Senden über das lokale Funknetz zu dessen Lautsprecher 12 geschickt.
2 stellt eine Viereckmatrix des Handapparats 1 dar, die am Eingang horizontale Linien umfassen, wobei die drei Zeitmultiplexkanäle von den zugeordneten Geräten oder Sendern 2, 3, 10 stammen, wobei der letzte mit 1 bezeichnete Eingang zu Zwecken der Homogenität nämlich dem lokalen Ausgang des Mikrofons 11, dem lokalen Sender des Handapparats 1 entspricht.
Am Ausgang sind (in vertikalen Linien) die Rückkanäle eben dieser drei Zeitmultiplexkanäle sowie die (auch mit 1 bezeichnete) Steuerung des Lautsprechers 12 des Handapparats 1 dargestellt. Die Schnittpunkte der vertikalen Ausgangslinien mit den horizontalen Eingangslinien, die eine Markierung umfassen, zeigen an, dass das entsprechende Eingangsschallsignal bei der betreffenden Ausgangssumme berücksichtigt wird. Wie zu sehen ist, ist die Hauptdiagonale frei von solchen Markierungen, weil kein Signal, das von den zugeordneten Sendegeräten gesendet wird, zurückgesendet wird, um ein Echo oder einen Larsen-Effekt zu vermeiden. Anders ausgedrückt ist diese Matrix eine Art von Weichensteller, der N Signale von N Telefonen empfängt und die N – 1 Signale, die von den anderen Telefonen kommen, zu jedem der N Ausgänge leitet.
Bei der Verarbeitung erkennt die Basis 4 die Betätigungen der mehreren Handapparate wie 1, 2, 3 und stellt eine Konferenzschaltung mit der Netzleitung her. Selbst bei einem Nichtvorhandensein einer speziellen telefonischen Aktivität am Handapparat 1, stellt er dennoch die Konferenzfunktion für die herkömmlichen Apparate sicher, die somit nicht abgeändert werden müssen: Die Konferenzfunktion ist vom Gesichtspunkt der Verarbeitung her eine „zentrale" Funktion.
3 stellt in Form von Funktionsblöcken den Aufbau der Schaltungen des Handapparats 1 dar.
Dieser umfasst einen Mikroprozessor 35, der unter anderem die Rahmen der Zeitmultiplexkanäle des lokalen Netzes verwaltet, d.h. der die mit der Basis 4 ausgetauschte Zeichengabe verwaltet, um Verbindungen mit dieser oder über diese mittels eines Funksenders 19 und eines zugeordneten Empfängers 20 herzustellen oder zu unterbrechen. Der Mikroprozessor 35 ist dazu eingerichtet, um gegenüber der Basis 4 mehrere Handapparate 2 und 3 zu simulieren, d.h. er kann mehrere bidirektionale Zeitkanäle zuweisen. Dazu wird das Endgerät 1 von der Basis 4 als aus mehreren unterschiedlichen Einheiten mit somit unterschiedlichen Identitäten bestehend wahrgenommen, und somit ist keine Veränderung der Basis 4 notwendig.
Die Bezugszeichen 21, 22, 23, 24 geben Speicher für digitalisierte Schallsignale an, die jeweils vom Mikrofon 11 über einen hier linearen A/D-Umsetzer 31 und drei zugeordnete Geräten 2, 3, 4, über drei Zeitkanäle empfangen werden. Ein Taktgeber 30 versorgt den Mikroprozessor 35 und eine Folgeschaltung 13, die von diesem gesteuert wird, wobei die Schaltung 13 zum angemessenen Zeitpunkt die Speicherung der digitalen Daten in den Speichern 21 bis 24 ansteuert. Da die Speicher 22, 23, 24 Signale empfangen, die für ihre Funkübertragung ADPCM-codiert wurden (ADPCM – Adaptive Delta Pulse Code Modulation – adaptive differentielle Pulscodemodulation), folgen ihnen jeweilige Wandlerschaltungen 32, 33, 34, welche die Abfolge der Entstehungen des betreffenden Signals speichern und somit die vollständige Amplitude des Signals liefern können, die bei jedem Empfang eines ADPCM-Differenzsignals aktualisiert wird. Die Verwendung einer Schaltung 31, die von der Art ADPCM wäre, würde ebenso auf das Vorhandensein eines Umsetzers wie 32, 33, 34 am Ausgang des Speichers 21 hinauslaufen. Diese Linearisierung der Codierung ermöglicht es dann, hier digitale Summenbildungen an den verschiedenen Signalen vorzunehmen.
Dazu besteht ein Addiererblock, der hier vier Wege aufweist, aus einer baumartigen Anordnung von drei Addierern (nämlich Addierern/Subtrahierern) 14, 15, 16 mit zwei Wegen. Der Addierer 14 empfängt die mit A und B bezeichneten Ausgänge der Schaltungen 21 und 32, und der Addierer 15 empfängt die Ausgänge C und D der jeweiligen Schaltungen 33 und 34, während der nachgeordnete Addierer 16 die Summe der aus den Addierern 14 und 15 kommenden Signale herstellt.
Die Folgeschaltung 13 steuert den Addiererblock 14 bis 16 im Timesharingbetrieb an, also hier mit N = 4 Zyklen innerhalb eines DECT-Rahmens des lokalen Netzes. Genauer ausgedrückt steuert die Folgeschaltung 13 die Addierer 14 und 15 im Timesharingbetrieb an, damit einer von ihnen bei jedem der N = 4 Zyklen für einen seiner Eingänge A, B; C, D transparent ist, was einem zwangsläufigen auf Null Setzen des zugeordneten Eingangs gleichkommt und er somit aus der Addition entfernt wird. Der betreffende Addierer 14, 15 arbeitet dann als Zweiwege-Multiplexer.
Auf diese Weise liefern die Addierer 14 und 15 nacheinander:
0 + B und C + D
A + 0 und C + D
A + B und 0 + D
A + B und C + 0
Der Addierer 16 liefert so das Signal als N – 1 Eingänge, mit einem „umkehrenden" Eingang bei Null nach der vorstehend dargelegten Weichenstellerfunktion.
Als Variante könnte vorgesehen werden, dass die umkehrende Entfernung eines Eingangs A, B, C, D durch N – 1 Multiplexer bewerkstelligt wird, die einen Addiererblock mit N – 1 Eingängen versorgen. Noch genauer ausgedrückt würde hier der Addierer 15 verschwinden und die drei bestehenden freien Additionseingänge (zwei für den Addierer 14 und einer für den Addierer 16) würden über zwei jeweilige Zweiwege-Multiplexer versorgt, die jeweils an die Speicher 21, 22 und 22, 23 sowie 23, 24 angeschlossen sind, wodurch somit immer jeder entsprechende Additionseingang versorgt werden könnte, wobei aber gleichzeitig eines der vier aus den Speichern 21 bis 24 kommenden Signale auf umkehrende Weise verworfen wird.
Der Klarheit der Darstellung halber, und obwohl die Addition von „0" fiktiv sein soll, wird diese dennoch weiterhin in den Formeln erscheinen, um die Position des Signals anzugeben, das nicht in jeder Teilsumme berücksichtigt wurde.
Der Addierer 16 liefert über einen von der Folgeschaltung 13 gesteuerten Demultiplexer 17 zyklisch das Summensignal der von den anderen Geräten 2, 3, 4 empfangenen Signale 22, 23, 24 an den Lautsprecher 12. Während der N – 1 Zeitkanäle, die zum Senden zu den anderen Geräten 2, 3, 4 (und somit 10) reserviert sind, versorgt der Demultiplexer 17 einen ADPCM-Codierer 18, der von der Folgeschaltung 13 synchronisiert wird, um die Summen:
A + 0 + C + D
A + B + 0 + D
A + B + C + 0
über einen Funksender 19 an die jeweiligen Geräte 2, 3, 4 zu senden.
Das Endgerät 1 stellt somit eine Basis dar, die auf eine verstärkte Funktionalität abgestellt ist, weil es die Basis 4 ersetzt, um eine Konferenzschaltung unter Einschluss der Leitung 10 herzustellen. Wie anfangs angegeben, stellt das Endgerät auch eine zentrale Basis des lokalen Netzes dar, wobei die Basis 4 einfach als Relaisschnittstelle dient, um es über Funk 2, 3 oder Draht 10 mit verschiedenen anderen zugeordneten Geräten mit der Basis 4 zu verbinden. Die Basis 4 muss somit nur mehrere lokale, getrennte Verbindungen auf herkömmliche Weise verwalten. Der Apparat 1 kann wie hier seine eigene telefonische Aktivität haben oder einfach nur ein Endgerät sein, um die Basis 4 für die Konferenzschaltung auf den technischen Stand zu bringen.
Das Zeitablaufdiagramm von 4 stellt die Signalaustauschabläufe zwischen den N Geräten dar, wobei sich die Zeit t in der Abszisse und die Geräte 1, 2, 3, 4 in den Ordinaten befinden. Es sind zwei aufeinanderfolgende Zeitrahmen T_i, T_i+1 dargestellt, wovon jeder beim Senden der Basis 4 zu den Geräten 1, 2, 3 12 Zeitkanäle umfasst, die mit T_iA, T_i+1A bezeichnet sind, gefolgt von ebenso vielen Zeitkanälen T_iB, T_i+1B in der anderen Richtung. Der Übersichtlichkeit halber wurden hier nur die Kanäle dargestellt, die belegt werden, d.h. N – 1 + N – 2 = 5 Kanäle in jeder Richtung mit Rangordnungen, die beim Senden (T_iA) willkürlich paarig und beim Empfangen (T_iB) willkürlich unpaarig sind.
Im Senderahmen T_iA der Basis 4 sendet diese in den Zeitkanälen, die hier die Rangordnungen 0, 4, 8 haben, die jeweiligen aus der Leitung 10, dem Apparat 2 und dem Apparat 3 kommenden Signale. Die Kanäle 2 und 6 dienen dazu, die Apparate 2 und 3 mit den Signalen A_i + 0 + C_i + D_i bzw. A_i + B_i + 0 + D_i zu versorgen. Die Art, auf die diese Signale gesendet wurden, wird später noch beschrieben.
Die Empfangsvorgänge durch den Apparat 1 entsprechen den Pfeilen von 1. Das lokale Mikrofon 11 des Apparats 1 liefert ebenfalls lokal ein Schallsignal A_i in den Apparat 1.
Im Umkehrrahmen T_iB sendet der Apparat 1 die drei Summen:
A_i + B_i + C_i + 0
A_i + B_i + 0 + D_i
A_i + O + C_i + D_i
über die Zeitkanäle 1, 5, 9 zur Basis 4, die jeweils für die Leitung 10, den Apparat 3 und den Apparat 2 bestimmt sind.
In den Umkehrzeitkanälen 3 und 7 des Rahmens T_iB, die den Endgeräten 2 und 3 zugewiesen sind, senden diese ihre eigenen Schallsignale B_i+1 und C_i+1 zur Basis 4, und versorgen somit die Basis 4 für den folgenden Senderahmen T_i+1A, ähnlich dem weiter vorn angegebenen Rahmen T_iA.
Auf diese Weise erfasst die Basis 4 im Gegensatz zum Apparat 1 die Schallsignale der Geräte 2, 3, 10, und überträgt diese Signale an den Apparat 1. Der Rahmen T_i+1 reproduziert die Abfolge des Rahmens T_i.
Es wird klar, dass es genügt, den Rechenblock 14 bis 16 zu vergrößern, um N zu erhöhen. Ein „statischer" Funktionsablauf dieses Blocks mit Addierern, die den verschiedenen Kanälen speziell zugewiesen sind, ist ebenfalls nicht auszuschließen.

Claims

Mobiles Endgerät für lokalen Sprechfunkverkehr (1), das dazu eingerichtet ist, über eine lokale drahtlose Netzverbindung mit einer Verwaltungsbasis (4) für das lokale Netz verbunden zu sein, die an eine Telefonnetzleitung (10) angeschlossen und dazu eingerichtet ist, gleichzeitige Verbindungen zwischen verschiedenen mobilen Handapparaten (2, 3) des lokalen Netzes herzustellen, wobei das Endgerät dadurch gekennzeichnet, ist, dass es folgendes umfasst: – Verbindungseinrichtungen (19, 20, 35), die dazu eingerichtet sind, über die Basis (4) eine Vielzahl gleichzeitiger Verbindungen mit der Telefonleitung (10) und mehreren Handapparaten (2, 3) herzustellen, und – Signalverarbeitungseinrichtungen (14–17), die dazu eingerichtet sind, von den Verbindungseinrichtungen (19, 20, 35) Schallsignale zu empfangen, und ein Summensignal der von den anderen Verbindungen empfangenen Schallsignale zu erzeugen und über jede der Vielzahl von Verbindungen zurückzusenden.
Endgerät nach Anspruch 1, wobei die Signalverarbeitungseinrichtungen (14–17) dazu eingerichtet sind, zu den speziellen abgegebenen Signalen ein vom Endgerät erzeugtes Schallsignal (11) zu addieren.
Endgerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Signalverarbeitungseinrichtungen (14–17) dazu eingerichtet sind, ein Gesamtsummensignal der empfangenen Schallsignale zu berechnen und dieses an einen Lautsprecher (12) anzulegen.
Endgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Signalverarbeitungseinrichtungen (14–17) am Eingang mit Einrichtungen (32, 33, 34) zur Linearisierung der empfangenen Schallsignale verbunden sind.
Endgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Signalverarbeitungseinrichtungen einen Rechenblock (14–17) umfassen, der dazu eingerichtet ist, im Timesharingbetrieb die verschiedenen Schallsignale zu addieren, indem unter der Steuerung von Befehlsgebern (13), zyklisch eines dieser Signale aus der Addition entfernt wird.
Endgerät nach Anspruch 5, wobei die Signalverarbeitungseinrichtungen (14–17) Zweiwegaddierer umfassen, die dazu eingerichtet sind, zyklisch als Multiplexer zur Beseitigung eines der Schallsignale zu arbeiten.
Endgerät nach Anspruch 3 mit einem der Ansprüche 5 und 6, wobei die Bearbeitungseinrichtungen (14–17) Verzweigungseinrichtungen (17) umfassen, die dazu eingerichtet sind, das Gesamtsummensignal abwechselnd zum Lautsprecher (12) und die anderen Summensignale zu einem Funksender (19) zur Verbindung mit der Basis (4) zu leiten.
Lokales drahtloses Telefonnetz, das ein Endgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, eine Verwaltungsbasis (4) für das Netz und mindestens einen herkömmlichen mobilen Handapparat (2; 3) umfasst.