DE69934931T2

DE69934931T2 - Verfahren zur Funkreichweiteregelung, drahtloses Funkkommunikationsgerät unter Verwendung von diesem Verfahren, Basisstation und Handgerät dafür

Info

Publication number: DE69934931T2
Application number: DE69934931T
Authority: DE
Inventors: Olivier Bozzetto; Jean-Pascal Bordeau
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: EP0948179B1; CN1155270C; EP0948179A1; JPH11313023A; KR19990078353A; CN1241879A; US6330437B1; DE69934931D1; KR100623400B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reichweitenkontrolle in einem schnurlosen Telekommunikationssystem, umfassend mindestens zwei Teile, die geeignet sind, innerhalb eines Funkbereichs per Funk miteinander zu kommunizieren, wobei das Verfahren einen Schritt des Lesens eines elektrischen Feldstärkepegels umfasst, der vom zweiten Teil empfangen und vom ersten Teil gesendet wird, um ein elektrisches Bereichsgrenzensignal zu erkennen.
Sie betrifft auch eine schnurlose Telekommunikationsvorrichtung, umfassend mindestens einen ersten und einen zweiten Teil, die innerhalb eines Funkbereichs per Funk miteinander kommunizieren können, wobei diese Vorrichtung Mittel zum Erkennen eines elektrischen Feldstärkepegels umfasst, der vom zweiten Teil empfangen wird und vom ersten Teil gesendet wird, um ein Bereichsgrenzensignal zu erkennen.
Sie betrifft schließlich eine Basisstation und ein Handgerät, die für solch eine Vorrichtung geeignet sind.
Sie ist insbesondere auf schnurlose Telefone anwendbar, die einer Norm des Typs CT0 entsprechen.
Die Veröffentlichung der ICC Konferenz 1983, Band 1, Seiten 64 bis 67, deren Konferenztitel lautet: "Integrating Communication for World Progress", in Boston, Massachussetts (USA), vom 19. bis 22. Juni 1983, beschreibt ein Verfahren zur Vorhersage der Funkreichweite einer Telekommunikationsvorrichtung auf der Basis der Messung eines elektrischen Feldstärkeindikators, der lokal empfangen wird, und unter Berücksichtigung von Umweltfaktoren wie die Gebäudehöhe und -dichte. Dieses Verfahren verwendet Datenbanken, die es erlauben, die Topographie des Geländes zwischen einer Basisstation und einem mobilen Handgerät zu bestimmen. Ein solches Verfahren ist auch aus der Patentschrift US-A-5373548 bekannt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von einfachen Mitteln, um zu verhindern, dass eine Funkverbindung zwischen zwei Teilen einer Telekommunikationsvorrichtung aufgrund von Umweltbedingungen getrennt wird, die das von einem der Teile empfangene lokale elektrische Feld stören. Zu diesem Zweck wird ein Verfahren vorgeschlagen, wie im Oberbegriff genannt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Erkennung des Bereichsgrenzensignals einen Schritt der Anwesenheitsprüfung auslöst, um die Anwesenheit des ersten Teils innerhalb des Funkbereichs zu überprüfen, umfassend das Senden einer Funkmeldung zur Anforderung einer Anwesenheitsbestätigung an diesen ersten Teil.
Einem wichtigen Merkmal des Verfahrens zufolge umfasst dieser Schritt der Anwesenheitsprüfung:

• einen Wiederholungsschritt, um: – die Funkmeldung zur Anforderung einer Anwesenheitsbestätigung an den ersten Teil zu senden und – eine Anwesenheitsbestätigungsmeldung zu empfangen, wobei dieser Schritt wiederholt wird, so lange die Bestätigungsmeldung vom zweiten Teil in einem vorbestimmten Zeitraum empfangen wird, und
• einen Schritt des Trennens von Funkverbindungen zwischen diesen Teilen, der ausgelöst wird, wenn die Bestätigung nicht in diesem Zeitraum empfangen wird.

Einem anderen wichtigen Merkmal des Verfahrens zufolge wird dieser Wiederholungsschritt gestoppt, wenn während des Schritts des Lesens ein empfangender Feldstärkepegel erkannt wird, der größer ist als eine vorbestimmte Erkennungsschwelle.
Des weiteren stellt die Erfindung eine Vorrichtung wie die im Oberbegriff genannte bereit, die sich dadurch auszeichnet, dass sie Mittel zur Anwesenheitsprüfung umfasst, um die Anwesenheit des ersten Teils innerhalb des Bereichs zu prüfen, wobei diese Mittel durch die Erkennung des Bereichsgrenzensignals ausgelöst werden.
Einem wichtigen Merkmal der Erfindung zufolge werden diese Mittel zur Anwesenheitsprüfung deaktiviert durch das Erkennen eines empfangenen Feldstärkepegels, der größer ist als eine vorbestimmte Schwelle.
Einem anderen Merkmal der Erfindung zufolge umfassen diese Mittel zur Anwesenheitsprüfung:

• Sendemittel, um in vorbestimmten Zeitintervallen eine Anwesenheitsbestätigungsanforderungsmeldung an den ersten Teil zu senden,
• Verzögerungsmittel, um eine Verzögerung auszulösen, die diesen Zeitintervallen entspricht,
• Empfangsmittel, um die Anwesenheitsbestätigungsmeldung zu empfangen,
• Mittel zum Trennen von Funkverbindungen, die ausgelöst werden, wenn die Anwesenheitsbestätigungsmeldung nicht in einem vorbestimmten Zeitraum vom zweiten Teil empfangen wird.

Aus der folgenden Beschreibung, die sich auf die Zeichnungen im Anhang bezieht, die zusammen als nicht einschränkendes Beispiel angeführt werden, geht hervor, wie die Erfindung ausgeführt werden kann.
1 stellt ein erfindungsgemäßes Verfahren dar.
2 ist ein Prinzipschaltbild eines der Teile einer erfindungsgemäßen Telekommunikationsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens von 1.
3 stellt ein erfindungsgemäßes Telefongerät dar.
Auch wenn die Arbeitsweise der Erfindung in der Richtung von der Basis zum Mobiltelefon beschrieben wird, ist die Verwaltung in der anderen Richtung identisch.
Ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reichweitenkontrolle ist in 1 in Form eines Blockdiagramms dargestellt, dessen Blöcke K0 bis K8 die Hauptschritte darstellen. Dieses Verfahren kann auf vorteilhafte Weise in einer schnurlosen Telefonvorrichtung angewandt werden, die aus einem mobilen Gerät, Handgerät genannt, und einem mit dem öffentlichen Telefonnetz verbundenen stationären Gerät besteht, Basis genannt, um die maximale Funkreichweite zwischen den beiden Geräten zu kontrollieren. Seine Arbeitsweise wird beispielhaft für den Fall beschrieben, in dem es in der Basis implementiert ist.
In Block K0 startet das Verfahren mit einem Schritt des Lesens des Feldstärkepegels, der vom Handapparat gesendet wird und von der Basis empfangen wird. Es kann sich zum Beispiel um das Lesen eines Indikators vom Typ RSSI (vom Englischen "Received Signal Strength Indicator") handeln, der in meisten drahtlosen Telefonen benutzt wird, die insbesondere der CT0-Norm entsprechen, um den Stärkepegel des empfangenen Felds anzuzeigen.
Der Block K1 stellt einen Prüfschritt der Erkennung eines Bereichsgrenzensignals dar, der darin besteht, den Feldstärkepegel RSSI zu prüfen. Dieser Feldstärkepegel wird ständig geprüft, um ein Bereichsgrenzensignal zu erkennen (V_RSSI < V_ref) und den Schritt der Reichweitenkontrolle auszulösen. Solange der Feldstärkepegel RSSI größer ist als eine vorbestimmte Erkennungsschwelle, das heißt, so lange das Bereichsgrenzensignal nicht erkannt wird, wird der Schritt der Reichweitenkontrolle nicht ausgelöst. Die Bestimmung der Erkennungsschwelle ist von den Funkqualitätsanforderungen abhängig, die vom Hersteller oder von der betreffenden Telefonienorm auferlegt werden. Die Erkennung des Bereichsgrenzensignals (V_RSSI < V_ref) löst den Schritt der Anwesenheitsprüfung aus, der in Block K2 beginnt.
Eine erste Iteration (i) dieses Schritts löst eine Verzögerung (t = τ) aus. Das Lesen des Indikators RSSI wird in Block K3 weiterhin durchgeführt. Wenn der Feldstärkepegel RSSI in Block K4 wieder über der Erkennungsschwelle liegt, wird die Verzögerung τ beendet und das Verfahren springt zu Block K0 zurück, um den Feldstärkepegel RSSI zu überwachen.
Wenn der Feldstärkepegel RSSI aber unter der Erkennungsschwelle (V_RSSI < Vref) bleibt, wird zu Schritt K5 übergegangen, um den Wert der Verzögerung τ zu prüfen. Wenn die Verzögerung abläuft (τ = 0), obwohl das Bereichsgrenzenerkennungssignal in Schritt K1 erkannt wurde und die Prüfung in Schritt K4 positiv (V_RSSI < V_ref) ist, sendet die Basis in Schritt K6 eine Meldung an das mobile Handgerät, um eine Anwesenheitsbestätigung von ihm anzufordern.
Wenn das Handgerät sich tatsächlich in Funkreichweite der Basis befindet, empfängt es diese Meldung und sendet eine Bestätigungsmeldung an die Basis zurück. Wenn diese Bestätigung in Block K7 empfangen wird, wiederholt das Verfahren in einer bestimmten Zeit in der Größenordnung von 100 Millisekunden, die zum Senden und Empfangen eines Funkübertragungsblocks erforderlich ist, die Schritte K2 bis K7, bis die in Schritt K7 erwartete Bestätigungsmeldung nicht von der Basis empfangen wird, die dann in Block 8 die Funkverbindung trennt.
2 veranschaulicht die Arbeitsweise eines der Teile einer erfindungsgemäßen Telekommunikationsvorrichtung. Es handelt sich zum Beispiel um die Basis eines schnurlosen Telefons oder um das Handgerät, deren Rollen für die Erfindung zueinander symmetrisch sind.
Das Blockschaltbild ist ein Typschaltbild eines Funkempfängers mit Frequenzmodulation. Er umfasst eine Sende/Empfangsantenne 21, ein Bandpassfilter 22, einen rauscharmen Verstärker LNA, einen ersten lokalen Oszillator LO1, ein erstes Tiefpassfilter 23, einen zweiten lokalen Oszillator LO2, ein zweites Tiefpassfilter 24, einen Demodulator DEMOD, einen Felddetektor RSSI, einen programmierbaren Komparator COMP und einen Mikroprozessor μP.
Ein Ausgang des Demodulators DEMOD ist mit der Audioschaltung der Basis oder des Handgeräts verbunden, und ein anderer Ausgang ist mit dem Felddetektor RSSI verbunden. Der Detektor RSSI misst das empfangene elektrische Feld und gibt eine Spannung V_RSSI aus, die vom gemessenen Feld abhängig ist. Die Spannung V_RSSI wird dann in den Komparator COMP eingegeben und mit einer Bezugsspannung V_ref verglichen, die vom Mikroprozessor μP programmiert wird. Das Vergleichsergebnis S ist eine Binärinformation, die angibt, ob der Kanal frei (zum Beispiel S = 0) oder belegt (zum Beispiel S = 1) ist. Dieses Ergebnis wird an den Prozessor übergeben, um verarbeitet zu werden. Eine im Prozessor eingebettete Software analysiert ständig die Information S am Ausgang des Komparators. In diesem Beispiel gibt S = 1 an, dass die Basis oder das Handgerät die Anwesenheit des anderen Teils erkennt, und S = 0 ist das Bereichsgrenzensignal, das angibt, dass die Basis oder das Handgerät die Anwesenheit des anderen Teils nicht erkennt.
Der Prozessor umfasst außerdem:

• einen eigenen internen Taktgeber, der mit Verzögerungsmitteln gekoppelt ist, um eine Verzögerung auszulösen, wenn das Bereichsgrenzensignal S = 0 erkannt wird,
• Sendemittel, um bei Ablauf der Verzögerung über die Antenne 21 eine Anwesenheitsbestätigungsanforderung an den anderen Teil zu senden.
• Empfangsmittel, um die Anwesenheitsbestätigungsmeldung zu empfangen und zu verarbeiten, und
• Mittel, um die Verbindung zwischen den zwei Teilen zu trennen, wenn die Anwesenheitsbestätigungsmeldung nicht vor Ablauf der Verzögerung empfangen wird.

3 stellt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen schnurlosen Telefonvorrichtung dar. Sie besteht aus einer Basis 32, die mit dem öffentlichen Telefonnetz PSTN verbunden ist, und einem schnurlosen Handgerät 34, die in der Lage sind, innerhalb eines Funkbereichs 35 mit Hilfe von Sende/Empfangsantennen 36 und 38 per Funk miteinander zu kommunizieren.
Während der Funkverbindung prüft die Basis das Vorhandensein des Handgeräts innerhalb eines Erkennungsbereichs 39 durch Lesen des Felds RSSI. Im freien Feld, das heißt, wenn kein Hindernis (Wand oder in Betrieb befindliches Elektrogerät) das vom mobilen Handgerät gesendete elektrische Feld stört, deckt sich der Funkbereich 35 mit dem Erkennungsbereich 39. Da die Idealsituation selten eingehalten wird, kommt es häufig vor, dass das Handgerät dem RSSI-Feld zufolge außerhalb des Erkennungsbereichs 39 liegt, auch wenn es sich tatsächlich innerhalb des Funkbereichs 35 befindet, wie in 3 gezeigt. In dieser Situation kann die Verbindung getrennt werden, wie bestimmte Normen und insbesondere die analogen Normen CT0 und CT1 dies fordern. Um diesen Nachteil zu beheben, löst die Basis dann das in 1 dargestellte Anwesenheitsprüfprotokoll aus, um die Trennung der Verbindung bei ausreichender Funkqualität zu verhindern.
Es versteht sich, dass die beschriebenen und dargestellten Beispiele nicht einschränkend sind, und dass es zahlreiche Ausführungsvarianten der Erfindung gibt, die aus der vorliegendenden Erfindung abgeleitet werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Reichweitenkontrolle in einem schnurlosen Telekommunikationssystem, umfassend mindestens zwei Teile, die geeignet sind, innerhalb eines Funkbereichs per Funk miteinander zu kommunizieren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – des Lesens eines elektrischen Feldstärkepegels, der vom zweiten Teil empfangen und vom ersten Teil gesendet wird – des Erkennens eines elektrischen Bereichsgrenzensignals, wenn ein elektrischer Feldstärkepegel, der vom zweiten Teil empfangen wird, kleiner als eine vorbestimmte Schwelle ist, – der Anwesenheitsprüfung, um die Anwesenheit des ersten Teils innerhalb des Funkbereichs zu prüfen, umfassend das Senden einer Funkmeldung zur Anforderung einer Anwesenheitsbestätigung an den ersten Teil und das Empfangen einer Anwesenheitsbestätigungsmeldung, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung des Bereichsgrenzensignals den Schritt der Anwesenheitsprüfung auslöst, und dass dieser Schritt wiederholt wird, so lange die Bestätigungsmeldung vom zweiten Teil in einem vorbestimmten Zeitraum empfangen wird, wobei die Funkverbindung zwischen den zwei Teilen getrennt wird, wenn diese Bestätigung nicht in diesem Zeitraum empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass dieser Wiederholungsschritt gestoppt wird, wenn während des Leseschritts ein empfangener Feldstärkepegel erkannt wird, der größer ist als eine vorbestimmte Erkennungsschwelle.
Schnurlose Telekommunikationsvorrichtung, umfassend mindestens einen ersten Teil und einen zweiten Teil, die in der Lage sind, innerhalb eines Funkbereichs eine Funkverbindung herzustellen, wobei diese Vorrichtung umfasst: – Mittel zum Erkennen eines elektrischen Feldstärkepegels, der vom zweiten Teil empfangen und vom ersten Teil gesendet wird, und – Mittel zum Erkennen eines Bereichsgrenzensignals, wenn der empfangene elektrische Feldstärkepegel kleiner ist als eine bestimmte Schwelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur Anwesenheitsprüfung umfasst, die durch diese Bereichsgrenzenerkennung ausgelöst werden, umfassend: Sendemittel, um in bestimmten Zeitintervallen eine Anwesenheitsbestätigungsanforderungsmeldung an den ersten Teil zu senden, Verzögerungsmittel, um eine Verzögerung auszulösen, die diesen Zeitintervallen entspricht, Empfangsmittel, um die Anwesenheitsbestätigungsmeldung zu empfangen.
Schnurlose Telekommunikationsvorrichtung nach Anspruch 3, umfassend Mittel zum Trennen von Funkverbindungen, die ausgelöst werden, wenn die Anwesenheitsbestätigungsmeldung nicht in einem vorbestimmten Zeitraum vom zweiten Teil empfangen wird.
Schnurlose Telekommunikationsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Anwesenheitsprüfung durch das Erkennen eines empfangenen elektrischen Feldstärkepegels deaktiviert werden, der größer als eine vorbestimmte Schwelle ist.
Basisstation einer schnurlosen Telekommunikationsvorrichtung, außerdem umfassend ein mobiles Handgerät, wobei die Basisstation und das Handgerät in der Lage sind, innerhalb eines Funkbereichs eine Funkverbindung herzustellen, wobei diese Basisstation umfasst: – Mittel zum Erkennen eines empfangenen elektrischen Feldstärkepegels, der vom Handgerät gesendet wird, – Mittel zum Erkennen eines Bereichsgrenzensignals, wenn der empfangene elektrische Feldstärkepegel kleiner ist als eine bestimmte Schwelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: – Mittel zur Anwesenheitsprüfung, die durch die Bereichsgrenzenerkennung ausgelöst werden, um die Anwesenheit des Handgeräts innerhalb des Funkbereichs zu prüfen, umfassend: Sendemittel, um in bestimmten Zeitintervallen eine Anwesenheitsbestätigungsanforderungsmeldung an das Handgerät zu senden, Verzögerungsmittel, um eine Verzögerung auszulösen, die diesen Zeitintervallen entspricht, Empfangsmittel, um die Anwesenheitsbestätigungsmeldung zu empfangen.
Mobiles Handgerät einer schnurlosen Telekommunikationsvorrichtung, außerdem umfassend eine Basisstation, wobei die Basisstation und das Handgerät in der Lage sind, innerhalb eines Funkbereichs eine Funkverbindung herzustellen, wobei das mobile Handgerät umfasst: – Mittel zum Erkennen eines empfangenen elektrischen Feldstärkepegels, das von der Basisstation gesendet wird, – Mittel zum Erkennen eines Bereichsgrenzensignals, wenn der empfangene elektrischen Feldstärkepegel kleiner ist als eine bestimmte Schwelle, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: – Mittel zur Anwesenheitsprüfung, die durch die Bereichsgrenzenerkennung ausgelöst werden, um die Anwesenheit der Basisstation innerhalb des Funkbereichs zu prüfen, umfassend: Sendemittel, um in bestimmten Zeitintervallen eine Anwesenheitsbestätigungsanforderungsmeldung an die Basisstation zu senden, Verzögerungsmittel, um eine Verzögerung auszulösen, die diesen Zeitintervallen entspricht, Empfangsmittel, um die Anwesenheitsbestätigungsmeldung zu empfangen.