EP3714556A1 - Kommunikationssystem, master-basisstation, relais-basisstation und leitungsgebundene schnittstelleneinheit für ein digitales funknetz - Google Patents

Kommunikationssystem, master-basisstation, relais-basisstation und leitungsgebundene schnittstelleneinheit für ein digitales funknetz

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Publication number
EP3714556A1
EP3714556A1 EP18807312.6A EP18807312A EP3714556A1 EP 3714556 A1 EP3714556 A1 EP 3714556A1 EP 18807312 A EP18807312 A EP 18807312A EP 3714556 A1 EP3714556 A1 EP 3714556A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base station
radio
line
signal
uplink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18807312.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Dirksmeier
Jörn von Häfen
Amina Ayadi-Miessen
Julian Heitmeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hytera Mobilfunk GmbH
Original Assignee
Hytera Mobilfunk GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hytera Mobilfunk GmbH filed Critical Hytera Mobilfunk GmbH
Publication of EP3714556A1 publication Critical patent/EP3714556A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/155Ground-based stations
    • H04B7/15507Relay station based processing for cell extension or control of coverage area
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2603Arrangements for wireless physical layer control
    • H04B7/2606Arrangements for base station coverage control, e.g. by using relays in tunnels

Definitions

  • the invention relates to a communication system for a digital radio network, the at least one master base station and at least one relay base station arranged locally remote from the master base station having.
  • the invention also relates to a master base station and a relay base station for a digital radio network.
  • the invention further relates to a line interface unit for a digital radio network.
  • radio networks in particular in digital radio networks, there is the fundamental problem that the radio range is subject to physical limits on the one hand and on the other hand is not exactly predictable.
  • This concerns in particular the communication between a base station and a subscriber station of the digital radio network, both in the transmission in the downlink, i. in the transmission from the base station to the subscriber station, as well as in the transmission in the uplink, i. in the transmission from the subscriber station to the base station.
  • the radio range which is also referred to as the communication range, indicates the distance between transmitter and receiver within which successful radio communication between transmitter and receiver is possible.
  • the local area within which successful communication between a base station of a radio network and a subscriber station of the radio network is possible is referred to as coverage area of the base station.
  • the limited radio range and its lack of predictability are caused by various radio propagation effects that the radio signal propagating from the transmitter to the receiver is exposed to. In particular, shadowing involves obstructions in the line of sight between the transmitter and the receiver, which cause a considerable increase in the path loss of the radio signal compared to the communication in the presence of a line-of-sight communication.
  • radio range and the size of the coverage area of the base station of digital radio networks can be shading caused, for example, by buildings and building walls or mountains and hills.
  • Further radio propagation effects which are causative in this connection are, for example, reflections and scattering of the radio signal on the way from the transmitter to the receiver.
  • the coverage area of a base station which is referred to in this context as a master base station, by an additional radio network device located locally remote from the master base station, z.
  • an additional radio network device located locally remote from the master base station, z.
  • This possibility may, for example, be used, in particular, to expand the supply area in the vicinity of buildings or tunnels or in their interior.
  • the communication path in this case runs from the master base station via the additional radio network device to the subscriber station.
  • the uplink i. in the transmission from the subscriber station to the base station, the communication path from the subscriber station via the additional radio network device to the master base station.
  • the communication between the master base station and the additional radio network device is usually carried out by cable, i. E. via a transmission line.
  • the communication between the additional radio network device and the subscriber station takes place by radio, i. via the air interface.
  • Such repeaters are for a variety of radio standards, eg for second generation (2G), third generation (3G) and fourth generation (4G), LTE, PMR / LMR, DVB-H, TETRA, IEEE 802.11 WLAN, and IEEE 802.16 WiMAX mobile networks known and available as commercial products ,
  • Such repeaters have a high-frequency interface (RF interface) via which radio-frequency radio signals (RF radio signals) of the carrier frequency and bandwidth characteristic of the respective radio standard can be transmitted and received.
  • RF radio signals radio-frequency radio signals
  • the repeaters on a high-frequency amplifier (RF amplifier), which serves to amplify the RF radio signals.
  • radio signals can be amplified both in the downlink, which are transmitted from the base station to the subscriber station, and in the uplink radio signals are amplified, which are transmitted from the subscriber station to the base station.
  • the master base station in the downlink, the master base station generates the radio signal in the form of an analogue high-frequency signal (RF radio signal) from a bit sequence to be transmitted to the subscriber station by means of a radio signal coding process comprising a modulation.
  • This RF radio signal is transmitted from the master base station via a transmission line which connects the master base station to the repeater, e.g. via a coaxial cable to the repeater.
  • the repeater receives the RF radio signal over the transmission line, amplifies it and transmits it over the radio channel, i. via the Beerismestel le, to one or more subscriber stations of the radio network.
  • the repeater receives an RF radio signal transmitted by a subscriber station of the radio network via the air interface, amplifies this received signal and transmits the amplified RF radio signal via the transmission line to the master base station.
  • the master base station generates, by a radio signal decoding process comprising demodulation, from the RF radio signal received via the transmission line the bit string transmitted by the subscriber station.
  • the functionality of a repeater is restricted both in the downlink and in the uplink to the mere amplification of the RF radio signal, ie to the amplification of the analog high-frequency signal (RF signal).
  • RF signal analog high-frequency signal
  • a major disadvantage of these solutions is that the amplification of the RF radio signal by the repeater in both the downlink and the uplink leads to a deterioration of the signal quality caused by the analog stages of the RF amplifier.
  • a linearization of the amplifier in the repeater is not possible because this would require the baseband signal.
  • the baseband signal is not available in the repeater in the prior art systems with repeaters that only receive and amplify the RF radio signal.
  • ACP Adjacent Channel Power
  • ACI adjacent channel interference
  • the transmission line must be broadband, ie have a high cutoff frequency, in order to enable an error-free transmission of the high frequencies of the RF radio signals, which can range from several 100 MHz to several GHz.
  • Broadband cables eg fiber optic cables or coaxial cables, are therefore generally used as transmission lines.
  • such wideband transmission lines are in scenarios where there is an extension of the service area of base stations is required, eg in buildings or tunnels, often not available. They must therefore be installed in order to enable the connection of the repeater to the master base station, which results in high costs.
  • a system for TETRA radio networks with a central control device and at least two radio cell devices, which are connected to the control device via a transmission line in the form of a wired communication connection known.
  • the control device assumes the function of a master base station and the radio cell devices basically assume the function of repeaters.
  • the radio frequency radio signals which are referred to as TETRA-FIF signals
  • IF signals intermediate frequency signals
  • IF communication signals are downmixed.
  • the IF signal After transmission via the transmission line, the IF signal is up-converted to an FHR signal, i. there is a conversion from the IF frequency band of the IF signal back into the FIF frequency band of the FIF radio signal.
  • the communication system has at least one master base station and at least one relay base station located at a distance from the master base station.
  • the master base station is configured for wired communication with the at least one remotely located relay base station via a transmission line
  • the relay base station is configured for wired communication with the master base station via the transmission line.
  • the master base station has a processing unit and a first line interface unit connected to the processing unit.
  • the first line interface unit is connectable to the transmission line and adapted for wired communication with the relay base station.
  • the processing unit of the master base station is set up to transfer a downlink bit sequence, which is intended for transmission to at least one subscriber station via a radio channel, to the first line interface unit.
  • the processing unit is also configured to take over a first uplink bit string transmitted by at least one subscriber station from the first line interface unit.
  • a subscriber station is understood to mean a subscriber station of the digital radio network.
  • the downlink bit sequence contains specific data bits for transmission to at least one subscriber station.
  • the uplink bit sequence contains data bits transmitted by at least one subscriber station.
  • the downlink bit sequence can in particular be transmitted to at least one user station to be transmitted payload and / or Control data and / or signaling data comprise or consist entirely of such data.
  • the uplink bit sequence may in particular comprise user data (payload) transmitted by at least one subscriber station and / or control data and / or signaling data or consist entirely of such data.
  • control data and / or signaling data can be, for example, status data and / or configuration data.
  • interface control information can also be exchanged via the transmission line between the master base station and the relay base station, in particular between the processing unit of the master base station and the radio communication unit of the relay base station.
  • the downlink bit sequence includes digital data before modulation, i. digital data, as present in the protocol stack of a base station of a digital radio network in the downlink, before the base station generates by modulation a radio signal in the baseband or in the FIF frequency band.
  • the digital data of the downlink bit sequence can in particular be digital data, as present in the protocol stack of a base station of a digital radio network prior to transfer to a bit transmission layer (PHY) of a radio interface of the base station in the downlink.
  • PHY bit transmission layer
  • the digital data of the downlink bit sequence may in particular be digital data, as present in the protocol stack of a base station of a digital radio network in the downlink before being processed by a baseband processing part of a radio interface of the base station.
  • the downlink bit sequence may in particular have a modulation bit sequence, i. a sequence of modulation bits.
  • Modulation bits are bits which are supplied as input data to the modulation process carried out by a radio interface and from which the modulated radio signal to be radiated via an antenna is generated.
  • Modulation bits are also bits which originate as output data from a demodulation process carried out by a radio interface, which demodulation generates the modulation bits from a modulated radio signal received via an antenna.
  • the uplink bit sequence here comprises digital data after demodulation, ie digital data, as present in the protocol stack of a base station of a digital radio network in the uplink, after a radio interface of the base station detects the data bits by demodulation from a received radio signal.
  • the digital data of the uplink bit sequence can be, in particular, digital data, as present in the protocol stack of a base station of a digital radio network in the uplink after transfer from a physical layer (PHY) of a radio interface of the base station to an overlying layer.
  • PHY physical layer
  • the digital data of the uplink bit sequence may in particular be digital data as present in the protocol stack of a base station of a digital radio network in the uplink after being processed by the baseband processing part of a radio interface of the base station.
  • a modulation is understood to mean the term modulation in the broader sense, i.
  • a modulation is also understood as a modulation in baseband (baseband modulation).
  • a modulation in the baseband is understood to mean the generation of the complex envelopes, in particular the generation of the quadrature components (I component and Q component).
  • modulation in the sense of the present application may also involve up-converting the quadrature components, i. upmixing the quadrature components into a higher frequency band. The same applies (mutatis mutandis) for the term demodulation used in the present application.
  • the processing unit can have an implementation of the higher layers of the protocol stack of a base station of the digital radio network.
  • the processing unit may in particular be an implementation of
  • Layer 3 network layer and the overlying layers of the protocol stack or an implementation of the layer 2 (data link layer) and the overlying layers of the protocol stack.
  • the first line interface unit of the master base station is connectable to the transmission line and adapted to take over the downlink bit sequence from the processing unit.
  • the first line interface unit is further configured to perform a first line signal encoding process that generates a downlink line signal from the downlink bit sequence.
  • the first line signal In this case, the coding process may in particular be designed such that the downlink line signal is generated directly from the downlink bit sequence.
  • the downlink line signal is a signal suitable for conducted transmission.
  • the first line interface unit is further configured to transmit the downlink line signal to the relay base station via the transmission line connected to the first line interface unit.
  • the first line interface unit is further configured to receive an uplink line signal transmitted from the relay base station via the transmission line connected to the first line interface unit.
  • the first line interface unit is further configured to execute a first line signal decoding process which generates the first uplink bit sequence from the received uplink line signal.
  • the first line signal decoding process can in particular be configured such that the first uplink bit sequence is generated directly from the received uplink line signal.
  • the first line interface unit is also configured to pass the first uplink bit string to the processing unit.
  • the downlink line signal and / or the uplink line signal may include control information and / or signaling information, e.g. Status information and / or configuration information included.
  • the at least one relay base station of the communication system is set up to communicate with the at least one master base station located remotely from the relay base station via the transmission line.
  • the at least one relay base station has a second line-bound interface unit, which can be connected to the transmission line, for line-based communication with the master base station.
  • the at least one relay base station has a radio communication unit configured for radio communication with the at least one subscriber station of the digital radio network.
  • the radio communication unit of the relay base station is adapted to carry out a first radio signal decoding process, which from a via the radio channel, ie via the air interface, received uplink radio signal, the first uplink bit sequence, which was transmitted by at least one subscriber station , generated.
  • the radio communication unit of the relay base station is also configured to pass the first uplink bit sequence to the second line interface unit.
  • the radio communication unit of the relay base station is further adapted to the downlink bit sequence, which for transmission to at least one subscriber station of the digital radio network via a radio channel, i. via an air interface, it is intended to take over from the second line interface unit and to carry out a first radio signal coding process which generates a first downlink radio signal from the downlink bit sequence.
  • the radio communication unit of the relay base station is further configured to transmit the first downlink radio signal over the radio channel, i. via an air interface.
  • the second line interface unit of the relay base station is connectable to the transmission line and configured to take the first uplink bit string from the radio communication unit of the relay base station.
  • the second line interface unit is further configured to execute a second line signal encoding operation that generates the uplink line signal from the first uplink bit string.
  • the second line signal coding process can in particular be configured such that the uplink line signal is generated directly from the first uplink bit sequence.
  • the uplink line signal is a signal suitable for conducted transmission.
  • the second line interface unit is further configured to transmit the uplink line signal to the master base station via the transmission line connected to the second line interface unit.
  • the second line interface unit is arranged to receive the downlink line signal transmitted via the transmission line and to execute a second line signal decoding process which generates the downlink bit sequence from the received downlink line signal.
  • the second line signal decoding process can in particular be designed such that the downlink bit sequence is generated directly from the received downlink line signal.
  • the second line interface unit is also adapted to pass the downlink bit sequence to the radio communication unit.
  • the first and / or the second line signal coding process may in particular comprise a line coding and / or a modulation or the first and / or the second line signal coding process may consist of a line coding and / or a modulation.
  • the first and / or the second line signal encoding operation need not necessarily be a modulation of a carrier having a certain carrier frequency, i. upmixing from the baseband to a higher carrier frequency band.
  • the first and / or second line signal encoding operation may include such modulation of a carrier or may not include such modulation of a carrier.
  • the first and / or the second line signal coding process may in particular be a line coding, i. H. consist of a line coding.
  • the downlink signal in this case is a baseband signal.
  • the wireline transmission over the transmission line in this case is a baseband transmission.
  • the first line signal coding process and / or the second line signal coding process can in particular directly generate the downlink line signal or the uplink line signal from the downlink bit sequence or the uplink bit sequence.
  • Under an immediate generation of a line signal from a bit sequence is in particular, it is understood that in order to generate the line signal, a radio signal intended for transmission via the radio channel or a precursor thereof, eg a baseband radio signal to be modulated for transmission via the radio channel, is not generated , and / or that for generating the line signal is not a sampling of such a radio signal or such a precursor thereof.
  • the first and / or the second line signal encoding operation may be a one-step encoding operation, i. in particular a coding process in which a first signal is not first generated and then a bit sequence is generated by sampling from the first signal and subsequently, for example, by modulation and / or by line coding, a second signal is generated from the bit sequence.
  • the first and / or the second line signal coding process may in particular be a coding process which does not include sampling and / or analog-to-digital conversion.
  • the first and / or the second line signal coding process may be a coding process in which only one digital-to-analog conversion takes place.
  • mutatis mutandis for the first and / or the second line signal decoding process.
  • the first and / or the second line signal decoding operation can directly generate the uplink bit sequence or the downlink bit sequence from the uplink line signal or the downlink line signal.
  • a direct generation of a bit sequence from a line signal is understood to mean, in particular, that a radio signal transmitted via a radio channel or a pre-stage thereof, for example, does not first generate a bit sequence.
  • B. a carrier for transmission over the radio channel modulated baseband radio signal is generated from the line signal, and / or that is not for generating such a radio signal or such a precursor thereof, a digital-to-analog conversion takes place.
  • the first and / or the second line signal decoding process may in particular be a single-stage decoding process, ie in particular a decoding process a first bit sequence is not first generated from the line signal, for example by demodulation and / or line decoding, and then a signal is generated by digital-to-analog conversion from the first bit sequence, and then a second bit sequence is generated from the signal.
  • the first and / or the second line signal decoding process may, in particular, be a decoding process which does not comprise a digital-to-analog conversion.
  • the first and / or the second line signal decoding process may, in particular, be a decoding process in which an analog-to-digital conversion takes place only once.
  • the radio signal coding process which generates the radio signal to be transmitted via the radio channel from the bit sequence to be transmitted to the subscriber station, as well as the radio signal decoding process, which generates the transmitted bit sequence from the radio signal transmitted by the subscriber station, is executed completely by the master base station.
  • the master base station is responsible for the modulation of the radio signal, i. H. the modulation in baseband (baseband modulation) and the up-conversion into the RF frequency band, as well as for the demodulation of the radio signal, d. H. down-converting to baseband and demodulating in baseband (baseband demodulation).
  • the invention is based on the finding that considerable advantages can be realized if, in contrast to the solutions known from the prior art, the generation of the radio signal required in the downlink, in particular the modulation, does not occur in the master base station only in the relay base station is performed. In a corresponding manner, it is advantageous if, in contrast to the solutions known from the prior art, the demodulation of received radio signals required in the uplink is not carried out in the master base station, but already in the relay base station.
  • the radio communication unit of the relay base station is configured to execute the first radio signal coding process, which generates a first downlink radio signal from the downlink bit sequence, and to execute the first radio signal decoding operation an uplink radio signal received via the radio channel generates the first uplink bit sequence transmitted by at least one subscriber station.
  • the first radio signal coding process and the first radio signal decoding process in particular comprise the modulation or demodulation of the radio signal.
  • they may comprise a coding or decoding of the radio signal, in particular a source coding and / or a channel coding and / or a line coding or a source decoding and / or a channel decoding and / or a line decoding.
  • the invention offers the advantage that the radio signal adapted for transmission over the radio channel (i.e. over an air interface) does not have to be transmitted via the transmission line between the master base station and the relay base station. Rather, according to the invention, advantageously a line signal adapted to the line-based transmission can be used for transmission via the transmission line.
  • the first and the second line signal coding process in the downlink or in the uplink generate from the downlink bit sequence or the uplink bit sequence the downlink line signal or the uplink line signal.
  • the transmission via the transmission line can take place with a comparatively low data rate and thus with a comparatively narrow-band line signal.
  • the transmission line only for the transmission to at least one subscriber station (in the downlink) or for at least one subscriber station transmitted (in the uplink) digital raw data, the payload and payload / or control data and / or signaling data may be transmitted as a wired transmission over the transmission line between the master base station and the relay base station.
  • preamble, pilot symbols and training sequences which are in a digital radio network with the Radio signal are transmitted via the radio channel between the base station and subscriber stations, for example, to enable synchronization and / or channel equalization within the physical layer (PFIY) of the radio communication units involved in the radio communication.
  • PFIY physical layer
  • the transmission line there is advantageously no need to transmit the high frequencies characteristic of radio signals via the transmission line.
  • the need to transmit an RF radio signal via the transmission line is eliminated.
  • it is advantageously possible to use for transmission via the transmission line for example, a transmission in the baseband. This offers the advantage that the spectrum of the line signal transmitted via the transmission line has particularly low frequencies.
  • a transmission line for the conducted transmission between master base station and relay base station low-frequency transmission lines, i. Transmission lines that allow only the transmission of a low data rate, and / or narrow-band transmission lines, i. Transmission lines, which have a low cutoff frequency to use, and yet to achieve an error-free transmission over the transmission line. This can reduce the installation effort and associated extension area costs.
  • low-frequency transmission lines i. Transmission lines that allow only the transmission of a low data rate, and / or narrow-band transmission lines, i. Transmission lines, which have a low cutoff frequency to use, and yet to achieve an error-free transmission over the transmission line.
  • This can reduce the installation effort and associated extension area costs.
  • cables already present in buildings examples include telephone lines or lines for fire alarm systems, which can be present in buildings anyway.
  • a further advantage according to the invention is that the first and / or the second line signal coding process and / or the first and / or the second line signal decoding process optimally match the transmission characteristics of the used Transmission line can be adjusted.
  • the first and / or the second line signal coding process can advantageously comprise, for example, a line coding and the respectively associated line signal decoding operation a line decoding which optimally matches the transmission properties of the transmission line between the master base station and the relay line. Base station are adjusted.
  • the relay base station can be placed in a position that has insufficient or no radio coverage by the master base station.
  • a connection of the master base station and the relay base station is possible, for example, via simple cables such as telephone lines or lines for fire alarm systems.
  • a further use of existing cabling is conceivable, as it already exists, for example, for analogue building radio systems.
  • the invention can be used advantageously in ships.
  • the master base station has a radio communication unit configured for radio communication with the at least one subscriber station of the digital radio network.
  • the radio communication unit of the master base station is in this case configured to execute a second radio signal decoding process which generates a second uplink bit sequence transmitted from at least one subscriber station from an uplink radio signal received via the radio channel.
  • the radio communication unit of the master base station is configured to perform a second radio signal coding operation, which generates a second downlink radio signal from the downlink bit sequence, and to transmit the second downlink radio signal over the radio channel.
  • the master base station of the communication system therefore also has its own radio communication unit in addition to the line interface unit. It may, for example, a conventional Radio communication unit of a conventional base station of the digital radio network act. In particular, it may be a radio communication unit compatible with the radio standard that governs the digital radio network.
  • the master base station can be set up to transmit certain data parallel to the line-bound transmission by means of the first line interface unit for transmission to at least one subscriber station and also by means of the radio communication unit of the master base station via the radio channel.
  • the master base station can in particular be set up to transmit the data via the radio communication unit and via the first circuit-bound interface unit such that the transmission of the radio signals by the communication units of the master base station and the relay base station takes place synchronously.
  • Such an embodiment of the invention offers the advantage that an additional extension of the radio coverage area of the communication system according to the invention can be achieved over the radio range of the at least one relay base station, since both the radio communication unit of at least one relay Base station as well as the radio communication unit of the at least one master base station can be used for the radio coverage.
  • the relay base station is adapted to transmit downlink radio signals on the same carrier frequency as at least one other radio communication unit and time-synchronous to the at least one other radio communication unit via their radio communication unit .
  • This at least one other radio communication unit can be a radio communication unit of a relay base station and / or a radio communication unit of a master base station.
  • the relay base station transmits the radio signals emitted by it on the same carrier frequency as the at least one master base station and / or on the same carrier frequency as at least one other relay base station.
  • the relay base station transmits the radio signals transmitted by it in a time-synchronized manner. chron to the at least one master base station and / or to at least one other relay base station.
  • the at least one master base station and the at least one relay base station can thus advantageously form a constant velocity network.
  • the use of the same carrier frequency offers the advantage that the necessity of occupying a further carrier frequency, ie the occupation of a further frequency channel, is eliminated, so that the frequency resources can be used efficiently.
  • the time-synchronous transmission offers the advantage that occurring co-channel interference during reception of the downlink radio signal by the subscriber stations of the radio network, which can not be compensated by the receiving radio communication unit of the respective subscriber station, are avoided.
  • the first and / or the second line interface unit is adapted to delay the line-based communication, i. a delay in communication over the transmission line between the master base station and the relay base station, to be determined by measurement and processed for synchronization purposes.
  • the measurement and processing of the delay can take place, for example, in the context of an initialization of the connection between the master base station and the relay base station, in particular in the context of a flagshake protocol.
  • the delay may in particular be an end-to-end delay and / or a round trip time.
  • the delay may in particular comprise a transmission delay and / or a propagation delay and / or a processing delay and / or a queue delay.
  • the processing for synchronization purposes may in particular comprise a storage of the delay determined by measurement and / or the determination of a synchronization information from the delay determined by measurement.
  • Such an embodiment of the invention offers the advantage of enabling reliable synchronization between the master base station and the relay base station, in particular reliable time-synchronized transmission of the radio signals transmitted by the master base station and the relay base station, because the synchronization can take into account the actual delay of the wired communication over the transmission line.
  • the master base station is set up to transmit synchronization information via the transmission line by means of the first line interface unit.
  • the synchronization information is used to synchronize various master and / or relay base stations.
  • the relay base station can be configured to receive and process synchronization information transmitted via the transmission line by means of the second line interface unit and to synchronize the relay base station depending on the received synchronization information, in particular synchronization of the the radio communication unit of the relay base station transmitted downlink radio signals to perform.
  • the relay base station may be configured to transmit via the transmission line serving synchronization information by means of the second line interface unit for synchronizing various master and / or relay base stations.
  • the master base station may be configured to receive and process synchronization information transmitted via the transmission line by means of the first line interface unit and, depending on the received synchronization information, to synchronize the master base station, in particular a synchronization of the the radio communication unit of the master base station transmit downlink radio signals to perform.
  • the first and / or second line interface unit is set up to transmit and / or receive synchronization information via the transmission line with the downlink line signal and / or with the uplink line signal.
  • the synchronization information serves to synchronize various master and / or relay base stations.
  • the synchronization information can be used in particular for synchronizing the downlink radio signals transmitted by the radio communication units of the various master and / or relay base stations.
  • the transmission of the downlink radio signals between different master and / or relay base stations, in particular between the at least one master base station and the at least one relay base station can be synchronized.
  • synchronization of a reference clock and / or a frequency synchronization between different master and / or relay base stations, in particular between the at least one master base station and the at least one relay base station can also take place in this way, for example ,
  • the synchronization information can thus be used for time synchronization and / or frequency synchronization of various master and / or relay base stations. In particular, they can be used for time synchronization and / or for frequency synchronization of the at least one master base station and the at least one relay base station.
  • the transmission of the synchronization information can advantageously take place in particular with the downlink line signal and / or with the uplink line signal, in particular the synchronization information can be part of the downlink line signal and / or the uplink line signal.
  • the synchronization information transmitted via the transmission line can advantageously be used, in particular, for synchronizing one of the transmission signals transmitted via the transmission line
  • the TDMA frame structure of the digital radio network used the radio channel.
  • the master base station and / or the relay base station can also be configured to synchronize the TDMA frame structure used for the transmission over the radio channel between different master and / or relay base stations, in particular between the at least one, depending on the received synchronization information a master base station and the at least one relay base station.
  • the synchronization information for example, the time of the beginning and / or the end of a time slot of the TDMA frame structure display.
  • the synchronization information may, for example, indicate the beginning and / or the end of each time slot of the TDMA frame structure.
  • the synchronization information may, for example, indicate the beginning and / or the end of each time slot of the TDMA frame structure.
  • the synchronization information may, for example, have the form of a synchronization signal.
  • the synchronization signal may be part of the downlink line signal and / or the uplink line signal.
  • the synchronization information can be generated in particular by a line coding carried out in the context of the first line signal coding process and / or the second line signal coding process. It is advantageously possible, for example, to transmit the synchronization information in the form of control words of a line code, eg in the form of K words of a line code.
  • the beginning of a line code can be triggered by a start-of-frame control word of the line code
  • Time slot of the TDMA frame structure are displayed and / or displayed by an end-of-frame control word the end of a time slot of a TDMA frame structure.
  • a start-of-frame control word can be used as synchronization information with each time slot of the TETRA radio channel as part of the downlink line signal and / or as Be transmitted over the transmission line part of the uplink line signal, so that the Master base station and the relay base station to synchronize the beginning of the time slot of the TETRA frame structure.
  • the delay in the line-based communication between the master base station and the relay base station in particular the delay determined by measurement, can advantageously be taken into account.
  • the synchronization information it is advantageously possible, for example, for the synchronization information to contain a time offset necessary for the synchronization of the transmission of the radio signals from the master base station and the relay base station.
  • Such synchronization of various master and / or relay base stations in particular such synchronization of the at least one master base station and the at least one relay base station, via the line interface units of the master base station and the relay base station has the advantage of that an otherwise required synchronization system for external synchronization, for example, using a GPS receiver or other suitable for a time synchronization satellite receiver, can be dispensed with.
  • the master base station transmits the synchronization information to the relay base station via the transmission line, then advantageously it is possible to dispense with equipping the relay base station with a GPS receiver for time synchronization, such as, for example, communication systems known from the prior art, In particular, known from the prior art communication systems in the field of dc networks require.
  • the radio communication unit of the relay base station is set up so that the first radio signal coding process comprises a baseband modulation and an upward mixing to a carrier frequency and / or the first radio signal decoding process downsampling to baseband and baseband demodulation.
  • the data rate required for transmission via the transmission line and the bandwidth required for this purpose can thereby be considerably reduced.
  • the signal quality is not affected in this way, since the analog-to-digital conversion (in the uplink) and the digital-to-analog conversion (in the downlink) must be done only once.
  • the baseband radio signal is available in the relay base station.
  • the specifications regarding permissible adjacent channel interference from the relay base station can be kept comparatively simple in the downlink.
  • the signal quality in particular the signal-to-noise ratio (SNR)
  • SNR signal-to-noise ratio
  • Baseband modulation, i. A modulation in the baseband also offers the advantage that the signal processing required for this purpose has a comparatively low complexity.
  • the transmission line is an untwisted copper double wire or is an untwisted copper pair, which may be formed in particular unshielded or.
  • the transmission line may be a twisted pair cable connection, in particular an unshielded twisted pair cable connection.
  • the transmission line can be an unshielded four-core or unshielded twisted pair two-wire cable connection.
  • the transmission line in this embodiment of the invention may be a telecommunication cable and / or a fire alarm cable and / or a line of an analog building radio system.
  • may be a shielded or unshielded, in particular four-core or two-core, twisted-pair cable connection and / or
  • a telecommunication cable and / or a fire alarm cable and / or a telephone line and / or a line of a fire alarm system and / or a line of an analog building radio system can be.
  • Such an embodiment of the invention with such a transmission line has the advantage that the transmission line is configured relatively simple and therefore cost-effective.
  • Particular advantages of this embodiment of the invention result from the fact that the aforementioned types of transmission line are already present in many buildings in which the communication system can be used. This allows a particularly simple and therefore cost-effective installation of the communication system.
  • the advantage of using a pair of copper pairs or a four-wire twisted pair connection is that a full-duplex transmission over the transmission line can be realized by using a wire pair for transmission in the downlink and a wire pair for transmission in the uplink.
  • duplex transmission can be realized by, for example, a time division duplex method and / or a frequency division duplex method.
  • the use of a copper double wire or a two-wire twisted Pair cable connection offers the advantage that in this way the expense and costs of installing the communication system can be kept very low.
  • the transmission line can be, for example, any twisted pair cable, in particular a twisted pair cable of categories 1 to 8.
  • the transmission line but, for example, also be a fiber optic cable.
  • the generation of a line code i. a line coding includes.
  • the line coding may in particular comprise the generation of a 4b5b code and / or an 8b1 ob code and / or a 64b66b code and / or a Manchester code and / or a differential Manchester code.
  • the line coding may comprise the generation of an NRZ code and / or an NRZI code and / or an NRZ-M code and / or an NRZ-S code.
  • the line coding may in particular comprise the generation of an RZ code and / or an HDB-3 code and / or a B8ZS code and / or an FM code and / or an MFM code.
  • Such a generation of a line code advantageously makes it possible to optimally adapt the downlink line signal and / or uplink line signal transmitted via the transmission line to the properties of the transmission line.
  • control words which, for example, serve for synchronization and / or indicate a device ID.
  • it is in this way for example.
  • an error detection using the line code for this purpose, for example, in the receiver can be checked whether each start-of-frame control word an end-of-frame control word follows, if the line code so provides.
  • the downlink line signal generated by the first line signal coding process and / or the uplink line signal generated by the second line signal encoding process is a baseband signal.
  • Such a configuration of the line signal as a baseband signal offers the advantage that the line signal transmitted via the transmission line has particularly low frequencies.
  • a particularly simple transmission line can be used as the transmission line, which has a low limit frequency and therefore only permits transmission of comparatively low frequencies.
  • such a configuration of the line signal as a baseband signal offers the advantage that the transmission technology required for this purpose is of comparatively low complexity and can therefore be provided at low cost.
  • the first and / or the second line signal coding process comprises a modulation.
  • the line signal coding process can be in particular a pulse amplitude modulation (PAM) and / or a pulse width modulation (PWM) and / or a pulse position modulation (PPM) and / or an amplitude shift keying (ASK) and / or a frequency shift keying ( Frequency Shift Keying, FSK) and / or phase shift keying (PSK) and / or square-wave amplitude modulation (QAM).
  • the phase shift keying may be a binary phase shift keying (BPSK) or a quadrature phase shift keying (QPSK).
  • Such an embodiment of the invention in which the first and / or the second line signal coding process comprises a modulation, offers the advantage that the line signal can be adapted by the modulation individually to the transmission characteristics of the transmission line.
  • a particularly efficient and / or particularly reliable transmission via the transmission line can be achieved.
  • the first and / or the second line interface unit is adapted to connect the downlink line signal and / or the uplink line signal with a data link.
  • - 21 - to transmit and / or receive rates over the transmission line that is less than or equal to 1 Mbit / s.
  • the data rate can advantageously be in particular less than or equal to 500 kbit / s.
  • the data rate may advantageously be less than or equal to 200 kbit / s.
  • the data rate can be advantageously less than or equal to 150 kbit / s.
  • Such an embodiment of the invention offers the advantage that a particularly simple transmission line, which allows only a transmission of low data rates, can be used to connect the master base station and the relay base station. This makes a particularly simple and inexpensive installation of the communication system possible.
  • the digital radio network is a TETRA standard trunked radio network whose data rate relative to the MAC sub-layer of the data link layer is only 36 kbit / s
  • a transmission of the baseband radio signal of the TETRA standard (I component and Q component) over the transmission line would require a significantly higher data rate of more than 1 Mbit / s.
  • the second line interface unit is adapted to transmit with the uplink line signal signal quality information, the signal quality transmitted by at least one subscriber station and received by the radio communication unit of the relay base station uplink Radio signal indicates.
  • signal quality information may include, for example, a CRC check value and / or an RSSI value and / or other signal quality indicator indicating a signal quality of the received uplink radio signal.
  • Such an embodiment of the invention offers the advantage that the master base station, in particular the processing unit of the master base station, receives information about the signal quality of the relay base station. receives an uplink radio signal. On this basis, it is possible for the master base station, in particular the master base station processing unit, to estimate the likelihood of transmission errors in the uplink bit string received via the first line interface unit and to allocate the received uplink bit sequence account.
  • the master base station has a decision unit.
  • the decision unit is set up to process signal quality information of the type described above.
  • the signal quality information indicates the signal quality of an uplink radio signal received from the communication unit of the relay base station from which the first uplink bit string was generated.
  • the signal quality information indicates the signal quality of an uplink radio signal received from the communication unit of the master base station from which the second uplink bit string has been generated.
  • the decision unit is set up to select an uplink bit sequence as a function of the signal quality information from a plurality of uplink bit sequences transmitted by the same subscriber station.
  • the decision unit is set up to combine a plurality of uplink bit sequences for error detection and / or for error correction.
  • both the master base station and the relay base station of the communication system according to the invention have a radio communication unit set up for radio communication with the at least one subscriber station of the digital radio network, it is possible for the uplink radio signal transmitted by a particular subscriber station multiple, namely, both from the radio communication unit of the master base station and from the radio communication unit of the relay base station is received.
  • the communication system according to the invention has several relay base stations each having a radio communication unit configured for radio communication with the at least one subscriber station. In this case too, there is a possibility that one of a specific participant on transmitted uplink radio signal is received multiple times, namely from the various radio communication units of multiple relay base stations.
  • the radio signal decoding processes of the radio communication units of the receiving master base station or of the receiving relay base station each generate an uplink bit sequence from the respectively received uplink radio signal. If, for example, an uplink radio signal transmitted by a specific subscriber station of the digital radio network is received both by the master base station and by the relay base station, then the radio communication unit of the master base station generates the second from the received uplink radio signal The uplink bit sequence and the radio communication unit of the relay base station generates the first uplink bit sequence from the received uplink radio signal, resulting in a plurality of uplink bit sequences transmitted by the same subscriber station.
  • the relay base station transmits the first uplink bit sequence generated by it in the manner described above via its line interface unit to the master base station.
  • a plurality of uplink bit sequences namely two uplink bit sequences transmitted by the same subscriber station, are thus available in the master base station.
  • the master base station has a decision unit which makes such a decision on the basis of signal quality information which determines the signal quality of the respective received uplink radio signal with which the respective uplink bit sequence is transmitted by the subscriber station. was displayed.
  • the relay base station may be adapted to receive signal quality information by means of its radio communication unit, which signal quality is received by the radio communication unit of the relay base station Display up to generate and generate uplink radio signal to the master base station by means of their second line-bound interface unit.
  • the master base station can be set up to generate signal quality information, which indicates the signal quality of an uplink radio signal received by the radio base station base station radio communication unit, by means of its radio communication unit.
  • the decision unit of the master base station can now, for example, select an uplink bit sequence from the plurality of uplink bit sequences, for example by selecting that uplink bit sequence whose assigned signal quality show a better signal quality.
  • the signal quality information may include an RSSI value indicating the signal strength with which the uplink radio signal was received.
  • the decision unit of the master base station can, for example, select the uplink bit sequence from the plurality of uplink bit sequences which has the best RSSI value.
  • uplink bit sequences can be compared by the decision unit in order to realize an error detection.
  • a plurality of uplink bit sequences can be combined with one another in order to enable a correction of transmission errors.
  • those parts of the respective uplink bit sequence can be used for further processing, which are displayed as error-free by the signal quality information.
  • Such an embodiment of the invention with a master base station having a decision unit of the type described above offers the advantage that the frequency of transmission errors in the uplink by the selection of multiple uplink bit sequences and / or the combination of several uplink bit sequences significantly reduced and thus the reliability of the transmission in the uplink can be improved.
  • the digital radio network and the radio communication units comply with the TETRA standard (Terrestrial Trunked Radio).
  • the digital radio network and the radio communication units can correspond in particular to the TETRA standard according to Release 1 and / or the TETRA standard according to Release 2.
  • the digital radio network and the radio communication units to the DMR standard Digital Mobile Radio
  • the digital radio network and the radio communication units can comply with the TETRAPOL standard.
  • the digital radio network and the radio communication units may conform to the PDT standard (Professional Digital Trunking or police Digital Trunking).
  • the digital radio network and the radio communication units can conform to the P25 standard (Project 25 or APCO-25).
  • the digital radio network and the radio communication units may conform to the GSM standard (Global System for Mobile Communications).
  • the digital radio network and the radio communication units can advantageously correspond to a standard for narrowband digital radio, in particular a standard for narrowband digital trunked radio.
  • the digital radio network and the radio communication units are provided with at least one proprietary narrowband system, e.g. are compatible with a proprietary narrowband system from Motorola or a proprietary narrowband system from another manufacturer, particularly a proprietary narrowband trunked radio system.
  • the digital radio network is a digital trunked radio network.
  • the radio communication unit is a digital trunked radio communication unit.
  • a trunked radio network is understood to be a professional mobile radio network (PMR).
  • PMR professional mobile radio network
  • Such digital trunked radio networks are of particular importance for authorities and organizations with security tasks, for example the police, fire brigade and civil protection, as well as for operational radio purposes, for example plant protection, factory fire brigade, maintenance and logistics, and are therefore frequently used in these areas.
  • These applications require a particularly high reliability of communication, i. in particular a particularly comprehensive and reliable radio coverage.
  • Such an embodiment of the invention therefore offers the advantage that the use of the invention in digital trunked radio networks makes it possible to expand the coverage area of base stations and thus to improve the reliability of the communication, especially in those areas of application which are particularly reliable nationwide radio coverage required.
  • a master base station for a digital radio network with the features of the master base station of a communication system according to the invention of the type described above.
  • a relay base station for a digital radio network with the features of the relay base station of a communication system according to the invention of the type described above.
  • a line interface unit for a digital radio network with the features of the first line interface unit and / or the second line interface unit.
  • Figure 1 is a schematic representation of a communication system according to the invention and its application for the extension of the supply area within a building;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the communication system according to the invention in the OSI reference model.
  • FIG. 1 shows a communication system 1 according to the invention for a digital radio network, which in this example is a digital trunked radio network according to the TETRA standard.
  • the communication system 1 according to the invention is used in this exemplary embodiment in order to expand the coverage area of the digital TETRA trunking network in the area of a building 26, in particular within the building 26.
  • the communication system 1 has a master base station 3, on which is arranged on the roof of the building 26, and a relay base station 5, which is located locally remote from the master base station 3, namely inside the building 26.
  • the master base station 3 has a processing unit 7, a first line-bound interface unit 9 connectable to a transmission line 8 for line-bound communication with the relay base station 5, one set up for radio communication with the subscriber stations 6 of the digital trunked radio network Radio communication unit 11, which corresponds to the TETRA standard, a decision unit 19 and an antenna 21 on.
  • the antenna 21 is signal-conducting connected to the radio communication unit 1 1.
  • the processing unit 7 is connected via the decision unit 19 to the first line interface unit 9 on the one hand and to the radio communication unit 11 of the master base station 3 on the other hand.
  • the processing unit 7 of the master base station 3 is adapted to a downlink bit sequence, which is for transmission to a subscriber station 6 of the digital Radio network is determined via a radio channel to pass to the first line interface unit 9.
  • the processing unit 7 is further configured to take over a first uplink bit sequence transmitted by a subscriber station 6 from the first line interface unit 9.
  • the downlink bit sequence and the uplink bit sequence are digital data, as in the protocol stack of a base station of a digital radio network prior to transfer to a physical layer (PFIY) of a radio communication unit 11 in the downlink or as in the protocol stack after the transfer from a bit transmission layer (PFIY) of a radio communication unit 11 to an overlying layer in the uplink.
  • PFIY physical layer
  • the downlink bit sequence and the uplink bit sequence are sequences of modulation bits.
  • the downlink bit sequence is a bit sequence which has not yet been processed by the baseband processing part of the radio communication unit 11 of the master base station 3.
  • the uplink bit string is a bit string which has already been processed by the baseband processing part of the radio communication unit 12 of the relay base station 5, that is, has been completely demodulated.
  • the first line-connected interface unit 9 is configured to take over the downlink bit sequence from the processing unit 7 and to execute a first line signal coding process which directly generates a downlink line signal 13 from the downlink bit sequence.
  • the downlink line signal 13 generated by the first line signal coding process is a baseband signal in this exemplary embodiment.
  • the first line signal coding process is designed in this embodiment as line coding, which comprises the generation of a line code, namely an 8b1 Ob code.
  • the first line interface unit 9 is also configured to transmit the downlink line signal 13 to the relay base station 5 via the transmission line 8 connected to the first line interface unit 9.
  • the downlink line signal 13 is transmitted via the transmission line 8 at a data rate of 133 kbit / s.
  • the first line interface unit 9 is furthermore set up to determine a delay of the line-bound communication, namely a round trip time, between the master base station 3 and the relay base station 5 by measurement and to process it for synchronization purposes.
  • the first The interface-related interface unit 9 processes the measured delay into synchronization information which serves to synchronize the relay base station 5 and the master base station 3.
  • the master base station 3 is set up to transmit the synchronization information via the transmission line 8 to the relay base station 5 by means of its first line interface unit 9 for synchronization of the master base station 3 and the relay base station 5.
  • the synchronization information is transmitted for this purpose as a control word of the line code with the downlink line signal 13, namely as a start-of-frame control word, which indicates the beginning of a Zeitschlit ZES the TDMA frame structure of the TETRA trunked radio network.
  • the transmission line 8 is designed as an unshielded four-core twisted pair cable connection, i. as an unshielded pair of twisted copper pairs.
  • This offers the advantage that existing cabling in the building 26 can be used for the line-based communication between the master base station 3 and the relay base station 5.
  • the use of a pair of copper pairs, i. a four-wire cable connection offers the advantage that a full-duplex transmission is possible by using a wire pair for transmitting the downlink line signal 13 and a wire pair is used to transmit the uplink line signal 14.
  • the radio communication unit 11 of the master base station 3 is configured to execute a second radio signal coding operation, which generates a second downlink radio signal 17 from the downlink bit sequence, and the second downlink radio signal 17 to a subscriber station 6 via the radio channel transfer.
  • the radio communication unit 11 of the master base station 3 is also configured to perform a second radio signal decoding process, which consists of a received over the radio channel uplink radio signal 15 b, which was transmitted from a subscriber station 6, a second uplink bit sequence, which the subscriber station 6 has been transmitted generated.
  • the relay base station 5 has a radio set up for radio communication with the subscriber stations 6 of the digital radio network. Communication unit 12 and connected to the transmission line 8 second line interface unit 10, which is adapted for wired communication with the master base station 3.
  • the relay base station 5 also has a processing unit 24, which is connected both to the second line interface unit 10 and to the first radio communication unit 12.
  • the relay base station 5 also has an antenna 22 which is signal-conducting connected to the radio communication unit 12.
  • the second line interface unit 10 is connected to the transmission line 8 and is configured to receive the downlink line signal 13 transmitted via the transmission line 8 and to execute a second line signal decoding process which directly derives from the received downlink line signal 13 generates the downlink bit sequence, and to transmit the downlink bit sequence to the radio communication unit 12 of the relay base station 5.
  • the transfer of the downlink bit sequence is done indirectly in this embodiment via the processing unit 24th
  • the relay base station 5 is set up to receive and process the synchronization information transmitted by the master base station 3 via the transmission line 8 by means of the second line interface unit 10 and on this basis to completely synchronize the relay base station 5 with the master Base Station 3 perform.
  • the relay base station 5 is set up to synchronize the TDMA frame structure of the TETRA trunked radio network with the master base station 3 and in this way to synchronize the downlink transmitted by the radio communication unit 12 of the relay base station 5 -Funksignale 16 bring about.
  • the radio communication unit 12 of the relay base station 5 is configured to take over the downlink bit sequence, which is intended for transmission to a subscriber station 6 of the digital radio network via a radio channel, from the second line interface unit 10 and to perform a first radio signal coding operation from the downlink bit sequence the first downlink radio signal 16 testifies and to transmit the first downlink radio signal 16 via the radio channel by means of the antenna 22.
  • the first radio signal coding operation carried out by the radio communication unit 12 of the relay base station 5 comprises baseband modulation and up-converting to the carrier frequency of the radio channel, so that the entire modulation of the downlink radio signal 16, which in FIG Form of a FIF radio signal is transmitted via the antenna 22, takes place in the relay base station 5.
  • the relay base station 5 is set up, via its radio communication unit 12, the downlink radio signal 16 on the same carrier frequency as the radio communication unit 11 of the master base station 3 and synchronously with the radio communication unit 11 of the master Base station 3 to transmit.
  • the radio communication unit 12 of the relay base station is configured to carry out a first radio signal decoding process, which comprises the first uplink radio signal 15a transmitted via the radio channel by means of the antenna 22 and transmitted by a subscriber station 6. Bit sequence, which was transmitted from the subscriber station 6, generated.
  • the uplink radio signal 15a is received as a FIF radio signal via the antenna 22 from the radio communication unit 12.
  • the radio signal decoding operation performed by the radio communication unit 12 includes down-converting to the baseband and baseband demodulation, so that the uplink radio signal 15a is completely demodulated in the relay base station 5.
  • the radio communication unit 12 of the relay base station 5 is also set up to transfer the first uplink bit sequence to the second line interface unit 10. The transfer takes place in this example indirectly via the processing unit 24 of the relay base station 5.
  • the radio communication unit 12 of the relay base station 5 is also configured in this exemplary embodiment to generate a signal quality information which the signal quality of the Radio communication unit 12 of the relay base station 5 received uplink radio signal 15 a, from which the first uplink Bit sequence was generated.
  • the signal quality information in this embodiment includes an RSSI value and a CRC check value.
  • the radio communication unit 12 is further configured to transfer the generated signal quality information to the second line interface unit 10, so that the signal quality information can be transmitted with the uplink line signal 14 via the transmission line 8 to the master base station 3.
  • the second line interface unit 10 of the relay base station 5 is configured to take over the first uplink bit sequence from the radio communication unit 12 and to execute a second line signal encoding process which directly generates the uplink line signal 14 from the first uplink bit sequence.
  • the second line signal coding operation in this embodiment is a line coding which comprises the generation of a line code, namely the generation of an 8b1 Ob code.
  • the uplink line signal generated by the second line signal encoding process is a baseband signal in this embodiment.
  • the second line interface unit 10 is further configured to transmit the uplink line signal 14 to the master base station 3 via the transmission line 8 connected to the second line interface unit 10.
  • the transmission of the uplink line signal takes place in this embodiment with a data rate of 150 kbit / s.
  • the second line interface unit 10 of the relay base station 5 is configured to transmit the signal quality information generated by the radio communication unit 12 of the relay base station 5 with the uplink line signal 14 to the master base station 3.
  • the signal quality information is transmitted in this embodiment as a control word of the line code with the uplink line signal 14 to the master base station 3.
  • the first line interface unit 9 of the master base station 3 is set up to transmit from the relay base station 5 via the transmission line 8 connected to the first line-connected interface unit 9 Receive uplink line signal 14 and perform a first line signal decoding process, which directly generates from the received uplink line signal 14, the first uplink bit sequence.
  • the first line interface unit 9 of the master base station 3 is also configured to pass the first uplink bit sequence to the processing unit 7. In this exemplary embodiment, the transfer takes place indirectly from the first line-bound interface unit 9 via the decision unit 19 to the processing unit 7.
  • An uplink radio signal transmitted from a subscriber station 6 can be received multiple times in such a scenario, namely both from the radio communication unit 12 of the relay base station 5 and from the radio communication unit 11 of the master base station 3.
  • the radio communication unit 11 In this exemplary embodiment, the master base station 3, like the radio communication unit 12 of the relay base station 5, is therefore configured to generate signal quality information which comprises an RSSI value and a CRC check value and the signal quality of the signal communicated by the communi - cation unit 11 of the master base station 3 received uplink radio signal 15 b, from which the first uplink bit sequence was generated indicates.
  • the decision unit 19 of the master base station 3 is set up to receive both the signal quality information generated by the relay base station 5 and the uplink line signal 14 from the relay base station to the master base station 3 and that of the radio communication unit 11 the master base station 3 to process generated signal quality information. In this way, the decision unit 19 receives information both on the signal quality of the uplink radio signal received by the radio communication unit 12 of the relay base station 5 and on the signal quality of the uplink received from the radio communication unit 11 of the master base station 3. Radio signal, both received radio signals were transmitted from the same station 6 participants.
  • the decision unit 19 is set up to select from the two uplink bit sequences available in the master base station 3 by comparison of the associated signal quality information that uplink bit sequence whose associated signal quality information indicates a better signal quality ,
  • the embodiment of the inventive communication system 1 shown in FIG. 1 enables a reliable and simple expansion of the coverage area of the digital radio network, whereby a simple and already existing transmission line can be used.
  • the exemplary embodiment shown makes it possible to dispense with an external synchronization of the relay base station 5 with the aid of a GPS receiver or in any other way.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the inventive communication system 1 in the OSI reference model. Shown are a master base station 3, a relay base station 5 located locally remote from the master base station 3, which is connected to the master base station 3 via a transmission line 8, and two subscriber stations 6.
  • the digital radio network and the radio - Communication units again comply with the TETRA standard, ie
  • the digital radio network is also a digital trunked radio network in this exemplary embodiment.
  • the master base station 3 has a first physical layer 31, which is the physical layer of the wireless communication unit 11. Via the antenna 21, the master base station 3 can receive uplink radio signals 15a from the subscriber station 6 and transmit downlink radio signals 17 to the subscriber station 6.
  • the master base station 3 also has a second physical layer 32, which is the physical layer of the first wired interface unit 9.
  • the physical layer 32 forms the interface to the line-bound transmission medium in the form of the transmission line 8 and enables light of the master base station 3, the transmission of downlink line signals 13 and the reception of uplink line signals 14th
  • the master base station 3 also has a lower MAC sublayer (Lower MAC) and an upper MAC sublayer (Upper MAC).
  • the lower MAC sublayer and the upper MAC sublayer are components of the link layer of the OSI reference model. Between the lower MAC sublayer 33 and the upper MAC sublayer 34, the decision unit 19 is arranged. In addition, the master base station 3 includes higher layers 35.
  • the first physical layer 31 transfers data to the lower MAC sublayer 33 in the uplink and takes over data from the lower MAC sublayer 33 in the downlink.
  • the second physical layer 32 transfers data to the decision unit 19 in the uplink and takes over data from the lower one in the downlink MAC sublayer 33.
  • the lower MAC sublayer 33 transfers data in the uplink to the decision unit 19 and takes over data from the upper MAC sublayer 34 in the downlink.
  • the decision unit 19 transfers data to the upper MAC sublayer 34 in the uplink
  • Upper MAC sub-layer 34 transfers data to the higher layers 35 in the uplink and takes over data from the higher layers 35 in the downlink.
  • the relay base station 5 has a first physical layer 41, which is the physical layer of the radio communication unit 12 of the relay base station 5.
  • the bit transmission layer 41 is set up to receive uplink radio signals 15a from the subscriber station 6 via the antenna 22 and to transmit downlink radio signals 16 to the subscriber station 6.
  • the relay base station 5 also has a second physical layer 42 which is the physical layer of the second wired interface unit 10 of the relay base station 5.
  • the physical layer 42 forms the interface of the relay base station to the cable transmission medium in the form of the transmission line 8. directed to receive downlink line signals 13 over the transmission line and to transmit uplink line signals 14 over the transmission line.
  • the relay base station 5 has a lower MAC sub-layer 43 which forms part of the link layer of the OSI reference model.
  • the first physical layer 41 of the relay base station 5 transmits data in the uplink to the lower MAC sublayer 43 and takes over data from the MAC sublayer 43 in the downlink.
  • the data is unchanged from the second physical layer 42 of the relays Base station 5 is forwarded via the lower MAC sub-layer 43 to the first physical layer 41, ie In the downlink, no further processing of the data takes place in the lower MAC sublayer 43.
  • the second physical layer 42 transfers data to the lower MAC sub-layer 43 in the downlink and takes over data from the lower MAC sub-layer 43 in the uplink.
  • the physical layers 31 and 41 which are responsible for the radio communication with the subscriber stations 6, comprise both a baseband processing part and a high-frequency processing part.
  • the physical transmission layers 31 and 41 responsible for the radio communication are responsible for the following tasks: modulation (p / 4-DQPSK in this embodiment), burst generation, channel coding, synchronization.
  • modulation p / 4-DQPSK in this embodiment
  • burst generation p / 4-DQPSK in this embodiment
  • channel coding synchronization
  • convolutional codes can be used for channel coding.
  • the lower MAC sublayer (lower MAC) is responsible for the following functions in the embodiment shown in FIG. 2: descrambling, block deinterleaving, depuncturing, viterbi decoding, block decoding.
  • the upper MAC sublayer (upper MAC) is responsible for the following functions in the embodiment shown in FIG. 2: Access Control, Air Interface Encryption, Channel Quality Measurement, Power Control Measurement. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

Ein Kommunikationssystem für ein digitales Funknetz, das eine Erweiterung des Versorgungsgebiets des Funknetzes ermöglicht, mit mindestens einer Master-Basisstation und mindestens einer örtlich entfernt von der Master-Basisstation angeordneten Relais-Basisstation wird beschrieben. Die Master-Basisstation und die Relais-Basisstation weisen jeweils eine mit einer Übertragungsleitung verbindbare leitungsgebundene Schnittstelleneinheit zur leitungsgebundenen Kommunikation zwischen der Master-Basisstation und der Relais-Basisstation auf. Zumindest die Relais-Basisstation weist außerdem eine für eine Funkkommunikation mit einer Teilnehmerstation des digitalen Funknetzes eingerichtete Funk-Kommunikationseinheit auf. Die leitungsgebundene Schnittstelleneinheit der Master-Basisstation ist dazu eingerichtet, aus einer zur Übermittlung an eine Teilnehmerstation bestimmten Downlink-Bitfolge ein Downlink-Leitungssignal zu kodieren und dieses über die Übertragungsleitung an die Relais-Basisstation zu übertragen sowie aus einem über die Übertragungsleitung empfangenen Uplink-Leitungssignal eine von einer Teilnehmerstation übermittelte Uplink-Bitfolge zu dekodieren. Die leitungsgebundene Schnittstelleneinheit der Relais-Basisstation ist dazu eingerichtet, aus dem über die Übertragungsleitung empfangenen Downlink-Leitungssignal die Downlink-Bitfolge zu dekodieren, damit diese mittels der Funk-Kommunikationseinheit an eine Teilnehmerstation übermittelt werden kann, sowie aus der von einer Teilnehmerstation übermittelten Uplink-Bitfolge das Uplink-Leitungssignal zu kodieren und dieses über die Übertragungsleitung an die Master-Basisstation zu übertragen.

Description

Kommunikationssystem, Master-Basisstation, Relais-Basisstation und leitungsgebundene Schnittstelleneinheit für ein digitales Funknetz Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem für ein digitales Funknetz, das min- destens eine Master-Basisstation und mindestens eine örtlich entfernt von der Mas- ter-Basisstation angeordnete Relais-Basisstation aufweist.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Master-Basisstation sowie eine Relais- Basisstation für ein digitales Funknetz.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine leitungsgebundene Schnittstelleneinheit für ein digitales Funknetz. In Funknetzen, insbesondere in digitalen Funknetzen, besteht das grundsätzliche Problem, dass die Funkreichweite zum einen physikalischen Grenzen unterworfen und zum anderen nicht exakt vorhersagbar ist. Dies betrifft insbesondere die Kom- munikation zwischen einer Basisstation und einer Teilnehmerstation des digitalen Funknetzes, und zwar sowohl bei der Übertragung im Downlink, d.h. bei der Übertra- gung von der Basisstation an die Teilnehmerstation, als auch bei der Übertragung im Uplink, d.h. bei der Übertragung von der Teilnehmerstation an die Basisstation.
Die Funkreichweite, die auch als Kommunikationsreichweite bezeichnet wird, gibt dabei die Entfernung zwischen Sender und Empfänger an, innerhalb derer eine er- folgreiche Funkkommunikation zwischen Sender und Empfänger möglich ist. Der ört liche Bereich, innerhalb dessen eine erfolgreiche Kommunikation zwischen einer Ba- sisstation eines Funknetzes und einer Teilnehmerstation des Funknetzes möglich ist, wird als Versorgungsgebiet der Basisstation bezeichnet. Verursacht werden die begrenzte Funkreichweite und ihre mangelnde Vorhersagbar- keit durch verschiedene Funkausbreitungseffekte, denen das Funksignal, das sich vom Sender zum Empfänger ausbreitet, ausgesetzt ist. Flierzu gehören insbesondere Abschattungen (Shadowing) durch Hindernisse in der Sichtlinie zwischen Sender und Empfänger, die eine erhebliche Vergrößerung des Pfadverlustes des Funksig- nals im Vergleich zur Kommunikation bei Vorhandensein einer Sichtverbindung (Line-of-Sight-Kommunikation) bewirken. Besonders problematisch für die Funk- reichweite und die Größe des Versorgungsgebiets der Basisstation digitaler Funk- netze können bspw. durch Gebäude und Gebäudewände oder Berge und Hügel ver- ursachte Abschattungen sein. Weitere in diesem Zusammenhang ursächliche Funk- ausbreitungseffekte sind bspw. Reflexionen und Streuung des Funksignals auf dem Weg vom Sender zum Empfänger.
Zur Überwindung dieser grundsätzlichen Problematik in Funknetzen, insbesondere in Mobilfunknetzen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, das Versorgungsgebiet einer Basisstation, die in diesem Zusammenhang als Master-Basisstation bezeichnet wird, durch eine örtlich entfernt von der Master-Basisstation angeordnete zusätzliche Funknetzeinrichtung, z. B. einen Repeater, zu erweitern. Von dieser Möglichkeit kann bspw. insbesondere zur Erweiterung des Versorgungsgebiets in der Nähe von Ge- bäuden oder Tunneln oder in deren Inneren Gebrauch gemacht werden. Im Down- link, d.h. bei der Übermittlung von der Basisstation zur Teilnehmerstation, verläuft der Kommunikationsweg dabei von der Master-Basisstation über die zusätzliche Funk- netzeinrichtung zu der Teilnehmerstation. Im Uplink, d.h. bei der Übermittlung von der Teilnehmerstation an die Basisstation, verläuft der Kommunikationsweg von der Teilnehmerstation über die zusätzliche Funknetzeinrichtung zu der Master- Basisstation. Die Kommunikation zwischen der Master-Basisstation und der zusätzli- chen Funknetzeinrichtung erfolgt dabei üblicherweise leitungsgebunden, d.h. über eine Übertragungsleitung. Die Kommunikation zwischen der zusätzlichen Funknetz- einrichtung und der Teilnehmerstation erfolgt hingegen per Funk, d.h. über die Luft- schnittstelle.
Insbesondere ist es aus dem Stand der Technik bekannt, als zusätzliche Funknetz- einrichtungen in dem zuvor beschriebenen Sinne schmalbandige oder breitbandige Repeater einzusetzen. Solche Repeater sind für eine Vielzahl von Funkstandards, z.B. für Mobilfunknetze der zweiten Generation (2G), der dritten Generation (3G) und der vierten Generation (4G), LTE, PMR/LMR, DVB-H, TETRA, IEEE 802.11 WLAN und IEEE 802.16 WiMAX, bekannt und als kommerzielle Produkte erhältlich. Solche Repeater weisen eine Hochfrequenz-Schnittstelle (HF-Schnittstelle) auf, über die Hochfrequenz-Funksignale (HF-Funksignale) der für den jeweiligen Funkstandard charakteristischen Trägerfrequenz und Bandbreite gesendet und empfangen werden können. Darüber hinaus weisen die Repeater einen Hochfrequenz-Verstärker (HF- Verstärker) auf, der zur Verstärkung der HF-Funksignale dient.
Mit Hilfe eines Repeaters können sowohl im Downlink Funksignale verstärkt werden, die von der Basisstation an die Teilnehmerstation übermittelt werden, als auch im Uplink Funksignale verstärkt werden, die von der Teilnehmerstation an die Basissta- tion übermittelt werden. Im Downlink erzeugt zu diesem Zweck die Master- Basisstation durch einen Funksignal-Kodiervorgang, der eine Modulation umfasst, aus einer an die Teilnehmerstation zu übermittelnden Bitfolge das Funksignal in Form eines analogen Hochfrequenz-Signals (HF-Funksignal). Dieses HF-Funksignal wird von der Master-Basisstation über eine Übertragungsleitung, welche die Master- Basisstation mit dem Repeater verbindet, z.B. über ein Koaxialkabel, an den Repea- ter übertragen. Der Repeater empfängt das HF-Funksignal über die Übertragungslei- tung, verstärkt es und überträgt es über den Funkkanal, d.h. über die Luftschnittstel le, an eine oder mehrere Teilnehmerstationen des Funknetzes. In entsprechender Weise empfängt der Repeater im Uplink ein von einer Teilnehmerstation des Funk- netzes gesendetes HF-Funksignal über die Luftschnittstelle, verstärkt dieses emp- fangene Signal und überträgt das verstärkte HF-Funksignal über die Übertragungs- leitung an die Master-Basisstation. Die Master-Basisstation erzeugt durch einen Funksignal-Dekodiervorgang, der eine Demodulation umfasst, aus dem über die Übertragungsleitung empfangenen HF-Funksignal die von der Teilnehmerstation übermittelte Bitfolge.
Die Funktionalität eines Repeaters ist dabei allerdings sowohl im Downlink als auch im Uplink auf die bloße Verstärkung des HF-Funksignals, d. h. auf die Verstärkung des analogen Hochfrequenz-Signals (HF-Signals), beschränkt. Derartige Lösungen zur Erweiterung des Versorgungsgebiets von Basisstationen, die sich auf eine Ver- bindung einer Master-Basisstation mit einem oder mehreren Repeatern stützen, se- hen daher stets vor, dass das Funksignal in Form eines analogen FIF-Signals lei- tungsgebunden zwischen Master-Basisstation und Repeater übertragen wird. Für die leitungsgebundene Übertragung zwischen Master-Basisstation und Repeater wird somit die gleiche Signalform genutzt, die auch für die Übertragung zwischen Repea- ter und Teilnehmerstation über den Funkkanal (d. h. über die Luftschnittstelle) ge- nutzt wird, nämlich das HF-Funksignal.
Solche Lösungen zur Erweiterung des Versorgungsgebiets von Basisstationen in Funknetzen, die sich auf die Verwendung von Repeatern stützen, sind mit einer Rei- he von Nachteilen verbunden.
Ein wesentlicher Nachteil dieser Lösungen liegt darin, dass es bei der Verstärkung des HF-Funksignals durch den Repeater sowohl im Downlink als auch im Uplink zu einer Verschlechterung der Signalqualität kommt, die durch die analogen Stufen des HF-Verstärkers verursacht wird. Eine Linearisierung des Verstärkers im Repeater ist dabei nicht möglich, da hierzu das Basisband-Signal erforderlich wäre. Das Basis- band-Signal ist jedoch bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen mit Repeatern, die lediglich das HF-Funksignal empfangen und verstärken, nicht im Repeater verfügbar. Um im Downlink die Anforderungen der einschlägigen Stan- dards an die zulässige Nachbarkanalleistung (Adjacent Channel Power, ACP) bzw. Nachbarkanalinterferenz (Adjacent Channel Interference, ACI) bei der Übertragung über den Funkkanal durch den Repeater einhalten zu können, müssen daher sehr aufwändige und teure Verstärker eingesetzt werden, damit diese in ihrem linearen Bereich betrieben werden können.
Ein weiterer Nachteil derartiger Repeaterlösungen ist auf die Tatsache zurückzufüh- ren, dass über die Übertragungsleitung zwischen Master-Basisstation und Repeater das HF-Funksignal übertragen wird. Die Übertragungsleitung muss zu diesem Zweck breitbandig sein, d.h. eine hohe Grenzfrequenz aufweisen, um eine fehlerfreie Über- tragung der hohen Frequenzen der HF-Funksignale, die im Bereich von mehreren 100 MHz bis zu einigen GHz liegen können, zu ermöglichen. Als Übertragungsleitun- gen kommen daher in der Regel Breitbandkabel, z.B. Glasfaserkabel oder Koaxial- kabel, zum Einsatz. Derartige breitbandige Übertragungsleitungen sind allerdings in Szenarien, in denen eine Erweiterung des Versorgungsgebiets von Basisstationen erforderlich ist, z.B. in Gebäuden oder Tunneln, häufig nicht verfügbar. Sie müssen daher installiert werden, um die Anbindung des Repeaters an die Master- Basisstation zu ermöglichen, wodurch hohe Kosten entstehen.
Aus der DE 10 2013 112 940 B3 ist ein System für TETRA-Funknetze mit einer zent- ralen Steuereinrichtung und mindestens zwei Funkzelleneinrichtungen, die mit der Steuereinrichtung über eine Übertragungsleitung in Form einer drahtgebundenen Kommunikationsverbindung verbunden sind, bekannt. Der Steuereinrichtung kommt dabei die Funktion einer Master-Basisstation zu und die Funkzelleneinrichtungen übernehmen grundsätzlich die Funktion von Repeatern. In Anbetracht der zuvor be- schriebenen Problematik der Übertragung von FIF-Funksignalen ist vorgesehen, dass die Flochfrequenz-Funksignale (FIF-Funksignale), die als TETRA-FIF-Signale bezeichnet werden, zunächst in Zwischenfrequenz-Signale (ZF-Signale), die als ZF- Kommunikationssignale bezeichnet werden, heruntergemischt werden. Diese ZF- Signale werden anschließend über die Übertragungsleitung von der Funkzellenein- richtung an die Steuereinrichtung (und umgekehrt) übertragen. Es findet somit ein Fieruntermischen des Signals von einem FIF-Frequenzband in ein ZF-Frequenzband, das geringere Frequenzen aufweist, statt. Nach der Übertragung über die Übertra- gungsleitung wird das ZF-Signal wieder zu einem FHF-Signal heraufgemischt, d.h. es findet eine Umsetzung vom ZF-Frequenzband des ZF-Signals zurück in das FIF- Frequenzband des FIF-Funksignals statt.
Diese aus dem Stand der Technik bekannte Lösung ermöglicht es, schmalbandigere und damit kostengünstigere Übertragungsleitungen für die Übertragung des Signals zwischen Master-Basisstation und Repeater zu verwenden. Auch hier besteht aller- dings das Problem, dass eine Verstärkung des Signals im Repeater - unabhängig davon, ob die Verstärkung im FIF-Frequenzband oder im ZF-Frequenzband durchge- führt wird - zu einer Verschlechterung der Signalqualität führt, welche durch die ana- logen Stufen des Verstärkers im Repeater verursacht wird. Eine Linearisierung ist dabei ebenfalls nicht möglich, da das Basisband-Signal im Repeater nicht zur Verfü- gung steht. Darüber hinaus akkumulieren sich durch die FIF-ZF- und ZF-FIF- Umwandlungen in einem solchen System Verzerrungen und Rauschen, hervorgeru- fen durch Nicht-Linearitäten und Phasenrauschen der Bauteile. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung zur Er- weiterung des Versorgungsgebiets von Basisstationen in digitalen Funknetzen be- reitzustellen, welche die zuvor beschriebenen Nachteile vorbekannter Systeme überwindet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kommunikationssystem für ein digitales Funk- netz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Das Kommunikationssystem weist mindestens eine Master-Basisstation und mindestens eine örtlich entfernt von der Master-Basisstation angeordnete Relais-Basisstation auf.
Die Master-Basisstation ist zur leitungsgebundenen Kommunikation mit der mindes- tens einen örtlich entfernt angeordneten Relais-Basisstation über eine Übertragungs- leitung eingerichtet und die Relais-Basisstation ist zur leitungsgebundenen Kommu- nikation mit der Master-Basisstation über die Übertragungsleitung eingerichtet. Zu diesem Zweck weist die Master-Basisstation eine Verarbeitungseinheit sowie eine mit der Verarbeitungseinheit verbundene erste leitungsgebundene Schnittstellenein- heit auf. Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit ist mit der Übertragungs- leitung verbindbar und zur leitungsgebundenen Kommunikation mit der Relais- Basisstation eingerichtet.
Die Verarbeitungseinheit der Master-Basisstation ist dazu eingerichtet, eine Down- link-Bitfolge, die zur Übermittlung an mindestens eine Teilnehmerstation über einen Funkkanal bestimmt ist, an die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit zu übergeben. Die Verarbeitungseinheit ist außerdem dazu eingerichtet, eine erste Up- link-Bitfolge, die von mindestens einer Teilnehmerstation übermittelt wurde, von der ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit zu übernehmen.
Unter einer Teilnehmerstation wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung eine Teilnehmerstation des digitalen Funknetzes verstanden.
Die Downlink-Bitfolge enthält für die Übermittlung an mindestens eine Teilnehmersta- tion bestimmte Datenbits. Die Uplink-Bitfolge enthält von mindestens einer Teilneh- merstation übermittelte Datenbits. Die Downlink-Bitfolge kann insbesondere an min- destens eine Teilnehmerstation zu übermittelnde Nutzdaten (Payload) und/oder Steuerdaten und/oder Signalisierungsdaten umfassen oder gänzlich aus solchen Da- ten bestehen. Die Uplink-Bitfolge kann insbesondere von mindestens einer Teilneh- merstation übermittelte Nutzdaten (Payload) und/oder Steuerdaten und/oder Signali- sierungsdaten umfassen oder gänzlich aus solchen Daten bestehen. Solche Steuer- daten und/oder Signalisierungsdaten können z.B. Statusdaten und/oder Konfigurati- onsdaten sein. Darüber hinaus können über die Übertragungsleitung auch Schnitt stellensteuerinformationen (Interface Control Information) zwischen der Master- Basisstation und der Relais-Basisstation, insbesondere zwischen der Verarbeitungs- einheit der Master-Basisstation und der Funk-Kommunikationseinheit der Relais- Basisstation, ausgetauscht werden.
Die Downlink-Bitfolge umfasst dabei digitale Daten vor der Modulation, d.h. digitale Daten, wie sie im Protokollstapel einer Basisstation eines digitalen Funknetzes im Downlink vorliegen, bevor die Basisstation durch Modulation ein Funksignal im Ba- sisband oder im FIF-Frequenzband erzeugt. Die digitalen Daten der Downlink- Bitfolge können insbesondere digitale Daten sein, wie sie im Protokollstapel einer Basisstation eines digitalen Funknetzes vor der Übergabe an eine Bitübertragungs- schicht (PHY) einer Funkschnittstelle der Basisstation im Downlink vorliegen. Die digitalen Daten der Downlink-Bitfolge können insbesondere digitale Daten sein, wie sie im Protokollstapel einer Basisstation eines digitalen Funknetzes im Downlink vor einer Bearbeitung durch einen Basisbandverarbeitungsteil einer Funkschnittstelle der Basisstation vorliegen. Die Downlink-Bitfolge kann insbesondere eine Modulationsbit- folge, d.h. eine Folge von Modulationsbits sein. Modulationsbits sind Bits, die dem von einer Funkschnittstelle durchgeführten Modulationsvorgang als Eingangsdaten zugeführt werden und aus denen das modulierte, über eine Antenne abzustrahlende Funksignal erzeugt wird. Modulationsbits sind außerdem Bits, die als Ausgangsdaten aus einem von einer Funkschnittstelle durchgeführten Demodulationsvorgang her- vorgehen, der aus einem über eine Antenne empfangenen, modulierten Funksignal durch Demodulation die Modulationsbits erzeugt.
In entsprechender Weise umfasst die Uplink-Bitfolge dabei digitale Daten nach der Demodulation, d.h. digitale Daten, wie sie im Protokollstapel einer Basisstation eines digitalen Funknetzes im Uplink vorliegen, nachdem eine Funkschnittstelle der Basis- station die Datenbits durch Demodulation aus einem empfangenen Funksignal er- zeugt hat. Die digitalen Daten der Uplink-Bitfolge können insbesondere digitale Da- ten sein, wie sie im Protokollstapel einer Basisstation eines digitalen Funknetzes im Uplink nach der Übergabe von einer Bitübertragungsschicht (PHY) einer Funk- schnittstelle der Basisstation an eine darüber liegende Schicht vorliegen. Die digita len Daten der Uplink-Bitfolge können insbesondere digitale Daten sein, wie sie im Protokollstapel einer Basisstation eines digitalen Funknetzes im Uplink nach der Be- arbeitung durch den Basisbandverarbeitungsteil einer Funkschnittstelle der Basissta- tion vorliegen.
Unter einer Modulation wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung der Begriff der Modulation im weiteren Sinne verstanden, d.h. unter einer Modulation wird auch eine Modulation im Basisband (Basisband-Modulation) verstanden. Unter einer Modulati- on im Basisband wird dabei die Erzeugung der komplexen Einhüllenden, insbeson- dere die Erzeugung der Quadraturkomponenten (I-Komponente und Q- Komponente), verstanden. Neben einer solchen Basisband-Modulation kann eine Modulation im Sinne der vorliegenden Anmeldung außerdem ein Aufwärtsmischen der Quadraturkomponenten, d.h. ein Aufwärtsmischen der Quadraturkomponenten in ein höheres Frequenzband, umfassen. Entsprechendes gilt (mutatis mutandis) für den im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verwendeten Begriff der Demodulation.
Die Verarbeitungseinheit kann insbesondere eine Implementierung der höheren Schichten des Protokollstapels einer Basisstation des digitalen Funknetzes aufwei- sen. Die Verarbeitungseinheit kann insbesondere eine Implementierung der
Schicht 3 (Vermittlungsschicht) und der darüber liegenden Schichten des Proto- kollstapels oder eine Implementierung der Schicht 2 (Sicherungsschicht) und der darüber liegenden Schichten des Protokollstapels aufweisen.
Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit der Master-Basisstation ist mit der Übertragungsleitung verbindbar und dazu eingerichtet, die Downlink-Bitfolge von der Verarbeitungseinheit zu übernehmen.
Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit ist des Weiteren dazu eingerichtet, einen ersten Leitungssignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der Downlink- Bitfolge ein Downlink-Leitungssignal erzeugt. Der erste Leitungssignal- Kodiervorgang kann dabei insbesondere so ausgestaltet sein, dass aus der Down- link-Bitfolge unmittelbar das Downlink-Leitungssignal erzeugt wird. Das Downlink- Leitungssignal ist ein für eine leitungsgebundene Übertragung geeignetes Signal. Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit ist des Weiteren dazu eingerichtet, das Downlink-Leitungssignal über die mit der ersten leitungsgebundenen Schnittstellen- einheit verbundene Übertragungsleitung an die Relais-Basisstation zu übertragen.
Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit ist darüber hinaus dazu eingerich- tet, ein von der Relais-Basisstation über die mit der ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit verbundene Übertragungsleitung übertragenes Uplink- Leitungssignal zu empfangen. Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit ist des Weiteren dazu eingerichtet, einen ersten Leitungssignal-Dekodiervorgang auszu- führen, der aus dem empfangenen Uplink-Leitungssignal die erste Uplink-Bitfolge erzeugt. Der erste Leitungssignal-Dekodiervorgang kann dabei insbesondere so ausgestaltet sein, dass aus dem empfangenen Uplink-Leitungssignal unmittelbar die erste Uplink-Bitfolge erzeugt wird. Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit ist außerdem dazu eingerichtet, die erste Uplink-Bitfolge an die Verarbeitungseinheit zu übergeben.
Das Downlink-Leitungssignal und/oder das Uplink-Leitungssignal können Steuerin- formationen und/oder Signalisierungsinformationen, z.B. Statusinformationen und/oder Konfigurationsinformationen, enthalten.
Die mindestens eine Relais-Basisstation des erfindungsgemäßen Kommunikations- systems ist zur Kommunikation mit der mindestens einen örtlich entfernt von der Re- lais-Basisstation angeordneten Master-Basisstation über die Übertragungsleitung eingerichtet. Die mindestens eine Relais-Basisstation weist hierzu eine mit der Über- tragungsleitung verbindbare zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit zur lei- tungsgebundenen Kommunikation mit der Master-Basisstation auf. Des Weiteren weist die mindestens eine Relais-Basisstation eine für eine Funkkommunikation mit der mindestens einen Teilnehmerstation des digitalen Funknetzes eingerichtete Funk-Kommunikationseinheit auf. Die Funk-Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation ist dazu eingerichtet, einen ersten Funksignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus einem über den Funkka- nal, d.h. über die Luftschnittstelle, empfangenen Uplink-Funksignal die erste Uplink- Bitfolge, die von mindestens einer Teilnehmerstation übermittelt wurde, erzeugt. Die Funk-Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation ist außerdem dazu eingerichtet, die erste Uplink-Bitfolge an die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit zu übergeben.
Die Funk-Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation ist darüber hinaus dazu eingerichtet, die Downlink-Bitfolge, die zur Übermittlung an mindestens eine Teil nehmerstation des digitalen Funknetzes über einen Funkkanal, d.h. über eine Luft- schnittstelle, bestimmt ist, von der zweiten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit zu übernehmen und einen ersten Funksignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der Downlink-Bitfolge ein erstes Downlink-Funksignal erzeugt. Die Funk- Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation ist des Weiteren dazu eingerichtet, das erste Downlink-Funksignal über den Funkkanal, d.h. über eine Luftschnittstelle, zu übertragen.
Bezüglich der Eigenschaften der Downlink-Bitfolge und der Uplink-Bitfolge kann auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Handhabung der Downlink- Bitfolge und der Uplink-Bitfolge in der Master-Basisstation verwiesen werden.
Die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit der Relais-Basisstation ist mit der Übertragungsleitung verbindbar und dazu eingerichtet, die erste Uplink-Bitfolge von der Funk-Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation zu übernehmen.
Die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit ist des Weiteren dazu eingerich- tet, einen zweiten Leitungssignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der ersten Up- link-Bitfolge das Uplink-Leitungssignal erzeugt. Der zweite Leitungssignal- Kodiervorgang kann dabei insbesondere so ausgestaltet sein, dass aus der ersten Uplink-Bitfolge unmittelbar das Uplink-Leitungssignal erzeugt wird. Das Uplink- Leitungssignal ist ein für eine leitungsgebundene Übertragung geeignetes Signal. Die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit ist darüber hinaus dazu einge- richtet, das Uplink-Leitungssignal über die mit der zweiten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit verbundene Übertragungsleitung an die Master-Basisstation zu übertragen.
Des Weiteren ist die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit dazu eingerich- tet, das über die Übertragungsleitung übertragene Downlink-Leitungssignal zu emp- fangen und einen zweiten Leitungssignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus dem empfangenen Downlink-Leitungssignal die Downlink-Bitfolge erzeugt. Der zwei- te Leitungssignal-Dekodiervorgang kann dabei insbesondere so ausgestaltet sein, dass aus dem empfangenen Downlink-Leitungssignal unmittelbar die Downlink- Bitfolge erzeugt wird. Die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit ist außer- dem dazu eingerichtet, die Downlink-Bitfolge an die Funk-Kommunikationseinheit zu übergeben.
Der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang kann insbesondere eine Leitungskodierung und/oder eine Modulation umfassen oder der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang kann aus einer Leitungskodierung und/oder einer Modulation bestehen. Der erste und/oder der zweite Leitungssignal- Kodiervorgang muss nicht notwendigerweise eine Modulation eines Trägers mit einer bestimmten Trägerfrequenz, d.h. ein Aufwärtsmischen vom Basisband in ein höheres Trägerfrequenzband, umfassen. Der erste und/oder der zweite Leitungssignal- Kodiervorgang kann eine solche Modulation eines Trägers umfassen oder er kann eine solche Modulation eines Trägers nicht umfassen.
Der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang kann insbesondere eine Leitungskodierung sein, d. h. aus einer Leitungskodierung bestehen. Das Downlink- Signal ist in diesem Fall ein Basisband-Signal. Die leitungsgebundene Übertragung über die Übertragungsleitung ist in diesem Fall eine Basisband-Übertragung.
Der erste Leitungssignal-Kodiervorgang und/oder der zweite Leitungssignal- Kodiervorgang kann aus der Downlink-Bitfolge bzw. der Uplink-Bitfolge insbesondere unmittelbar das Downlink-Leitungssignal bzw. das Uplink-Leitungssignal erzeugen. Unter einer unmittelbaren Erzeugung eines Leitungssignals aus einer Bitfolge wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung insbesondere verstanden, dass zur Erzeu- gung des Leitungssignals nicht zunächst ein für eine Übertragung über den Funkka- nal bestimmtes Funksignal oder eine Vorstufe hiervon, z.B. ein einem Träger zur Übertragung über den Funkkanal aufzumodulierendes Basisband-Funksignal, er- zeugt wird, und/oder dass zur Erzeugung des Leitungssignals nicht eine Abtastung (Sampling) eines solchen Funksignals oder einer solchen Vorstufe hiervon erfolgt.
Der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang kann insbesondere ein einstufiger Kodiervorgang sein, d.h. insbesondere ein Kodiervorgang, bei dem nicht zunächst ein erstes Signal erzeugt und anschließend durch Abtastung aus dem ers- ten Signal eine Bitfolge erzeugt wird und anschließend, z.B. durch Modulation und/oder durch Leitungskodierung, aus der Bitfolge ein zweites Signal erzeugt wird. Der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang kann insbesondere ein Kodiervorgang sein, der keine Abtastung (Sampling) und/oder keine Analog-zu- Digital-Wandlung umfasst. Insbesondere kann der erste und/oder der zweite Lei- tungssignal-Kodiervorgang ein Kodiervorgang sein, bei dem nur einmal eine Digital- zu-Analog-Wandlung erfolgt.
Entsprechendes gilt (mutatis mutandis) für den ersten und/oder den zweiten Lei- tungssignal-Dekodiervorgang.
Insbesondere kann der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Dekodiervorgang aus dem Uplink-Leitungssignal bzw. dem Downlink-Leitungssignal unmittelbar die Uplink-Bitfolge bzw. die Downlink-Bitfolge erzeugen. Unter einer unmittelbaren Er- zeugung einer Bitfolge aus einem Leitungssignal wird im Rahmen dieser Anmeldung insbesondere verstanden, dass zur Erzeugung der Bitfolge nicht zunächst ein über ein Funkkanal übertragenes Funksignal oder eine Vorstufe hiervon, z. B. ein einem Träger zur Übertragung über den Funkkanal aufmoduliertes Basisband-Funksignal, aus dem Leitungssignal erzeugt wird, und/oder dass nicht zur Erzeugung eines sol- chen Funksignals oder einer solchen Vorstufe hiervon eine Digital-zu-Analog- Wandlung erfolgt.
Der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Dekodiervorgang kann insbesondere ein einstufiger Dekodiervorgang sein, d.h. insbesondere ein Dekodiervorgang, bei dem nicht zunächst aus dem Leitungssignal, z.B. durch Demodulation und/oder durch Leitungsdekodierung, eine erste Bitfolge erzeugt und anschließend durch Digi- tal-zu-Analog-Wandlung aus der ersten Bitfolge ein Signal erzeugt und anschließend aus dem Signal eine zweite Bitfolge erzeugt wird. Der erste und/oder der zweite Lei- tungssignal-Dekodiervorgang kann insbesondere ein Dekodiervorgang sein, der kei ne Digital-zu-Analog-Wandlung umfasst. Der erste und/oder der zweite Leitungssig- nal-Dekodiervorgang kann insbesondere ein Dekodiervorgang sein, bei dem nur einmal eine Analog-zu-Digital-Wandlung erfolgt.
Charakteristisch für die eingangs dargestellten, aus dem Stand der Technik bekann- ten Lösungen zur Erweiterung des Versorgungsgebiets von Basisstationen ist, dass der Funksignal-Kodiervorgang, der aus der an die Teilnehmerstation zu übermitteln- den Bitfolge das über den Funkkanal zu übertragende Funksignal erzeugt, sowie der Funksignal-Dekodiervorgang, der aus dem von der Teilnehmerstation übertragenen Funksignal die übermittelte Bitfolge erzeugt, vollständig von der Master-Basisstation ausgeführt werden. Insbesondere ist die Master-Basisstation dabei für die Modulati- on des Funksignals, d. h. die Modulation im Basisband (Basisband-Modulation) und das Aufwärtsmischen in das HF-Frequenzband, sowie für die Demodulation des Funksignals, d. h. das Abwärtsmischen in das Basisband und die Demodulation im Basisband (Basisband-Demodulation), verantwortlich.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass erhebliche Vorteile realisiert wer- den können, wenn im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lö- sungen die im Downlink erforderliche Erzeugung des Funksignals, insbesondere die Modulation, nicht in der Master-Basisstation, sondern erst in der Relais-Basisstation durchgeführt wird. In entsprechender weise ist es vorteilhaft, wenn im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen die im Uplink erforderliche Demodulation empfangener Funksignale nicht in der Master-Basisstation, sondern bereits in der Relais-Basisstation durchgeführt wird. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn im Downlink auch die Basisband-Modulation des Funksignals, d.h. die Modula- tion des Funksignals im Basisband, und/oder im Uplink die Basisband-Demodulation des Funksignals, d.h. die Demodulation des Funksignals im Basisband, nicht in der Master-Basisstation, sondern in der Relais-Basisstation durchgeführt wird. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Funk-Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation dazu eingerichtet ist, den ersten Funksignal-Kodiervorgang aus- zuführen, der aus der Downlink-Bitfolge ein erstes Downlink-Funksignal erzeugt, und den ersten Funksignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus einem über den Funk- kanal empfangenen Uplink-Funksignal die erste Uplink-Bitfolge, die von mindestens einer Teilnehmerstation übermittelt wurde, erzeugt. Der erste Funksignal- Kodiervorgang und der erste Funksignal-Dekodiervorgang umfassen dabei insbe- sondere die Modulation bzw. Demodulation des Funksignals. Sie können darüber hinaus eine Kodierung bzw. Dekodierung des Funksignals, insbesondere eine Quel- lenkodierung und/oder eine Kanalkodierung und/oder eine Leitungskodierung bzw. eine Quellendekodierung und/oder eine Kanaldekodierung und/oder eine Leitungs- dekodierung umfassen.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass das für die Übertragung über den Funkkanal (d.h. über eine Luftschnittstelle) angepasste Funksignal nicht über die Übertragungs- leitung zwischen Master-Basisstation und Relais-Basisstation übertragen werden muss. Vielmehr kann erfindungsgemäß zur Übertragung über die Übertragungslei- tung vorteilhaft ein an die leitungsgebundene Übertragung angepasstes Leitungssig- nal genutzt werden. Zu diesem Zweck erzeugen der erste und der zweite Leitungs- signal-Kodiervorgang im Downlink bzw. im Uplink aus der Downlink-Bitfolge bzw. der Uplink-Bitfolge das Downlink-Leitungssignal bzw. das Uplink-Leitungssignal.
Dies bietet den Vorteil, dass die Übertragung über die Übertragungsleitung mit einer vergleichsweise geringen Datenrate und damit durch ein vergleichsweise schmal- bandiges Leitungssignal erfolgen kann. Erfindungsgemäß ist es nämlich möglich, über die Übertragungsleitung lediglich die zur Übermittlung an mindestens eine Teil- nehmerstation bestimmten (im Downlink) bzw. die von mindestens einer Teilnehmer- Station übermittelten (im Uplink) digitalen Rohdaten, die lediglich Nutzdaten (Pay- load) und/oder Steuerdaten und/oder Signalisierungsdaten enthalten können, als leitungsgebundene Übertragung über die Übertragungsleitung zwischen der Master- Basisstation und der Relais-Basisstation zu übertragen. Auf die Übertragung von zu- sätzlichem Overhead, der lediglich für die Übertragung des Funksignals über den Funkkanal relevant ist, kann hingegen verzichtet werden. Dies betrifft bspw. Präam- bel, Pilotsymbole und Trainingssequenzen, die in einem digitalen Funknetz mit dem Funksignal über den Funkkanal zwischen Basisstation und Teilnehmerstationen übertragen werden, um bspw. eine Synchronisierung und/oder eine Kanalentzerrung innerhalb der Bitübertragungsschicht (PFIY) der an der Funkkommunikation beteilig- ten Funk-Kommunikationseinheiten zu ermöglichen. Dies bietet den Vorteil, dass die über die Übertragungsleitung zu übertragende Datenmenge reduziert wird, sodass für die leitungsgebundene Übertragung eine geringere Datenrate notwendig ist. Eine geringere Datenrate der leitungsgebundenen Übertragung lässt sich vorteilhaft mit einer geringeren Bandbreite des für die Übertragung verwendeten Leitungssignals realisieren.
Darüber hinaus entfällt erfindungsgemäß vorteilhaft die Notwendigkeit, die für Funk- signale charakteristischen hohen Frequenzen über die Übertragungsleitung zu über- tragen. Insbesondere entfällt die Notwendigkeit, ein HF-Funksignal über die Übertra- gungsleitung zu übertragen. Vielmehr ist es vorteilhaft möglich, für die Übertragung über die Übertragungsleitung bspw. eine Übertragung im Basisband zu verwenden. Dies bietet den Vorteil, dass das Spektrum des über die Übertragungsleitung über- tragenen Leitungssignals besonders geringe Frequenzen aufweist.
Erfindungsgemäß ist es im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen daher vorteilhaft möglich, als Übertragungsleitung für die leitungsgebun- dene Übertragung zwischen Master-Basisstation und Relais-Basisstation niederrati- ge Übertragungsleitungen, d.h. Übertragungsleitungen, die lediglich die Übertragung einer geringen Datenrate erlauben, und/oder schmalbandige Übertragungsleitungen, d.h. Übertragungsleitungen, die eine niedrige Grenzfrequenz aufweisen, zu verwen- den und dennoch eine fehlerfreie Übertragung über die Übertragungsleitung zu errei- chen. Dadurch können der Installationsaufwand und die zugehörigen Kosten für die Erweiterung des Versorgungsgebiets verringert werden. Insbesondere ist es vorteil haft möglich, bereits in Gebäuden vorhandene Kabel als Übertragungsleitungen zu verwenden. Beispiele hierfür sind etwa Telefonleitungen oder Leitungen für Brand- meldeanlagen, die ohnehin in Gebäuden vorhanden sein können.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil liegt darin, dass der erste und/oder der zwei- te Leitungssignal-Kodiervorgang und/oder der erste und/oder der zweite Leitungssig- nal-Dekodiervorgang optimal auf die Übertragungseigenschaften der verwendeten Übertragungsleitung angepasst werden können. Zu diesem Zweck können der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang vorteilhaft bspw. eine Leitungsko- dierung und der jeweils zugehörige Leitungssignal-Dekodiervorgang eine Leitungs- dekodierung umfassen, die optimal an die Übertragungseigenschaften der Übertra- gungsleitung zwischen Master-Basisstation und Relais-Basisstation angepasst sind.
Vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sind bspw. verteilte Basisstati- onen zur Erweiterung des Funkversorgungsgebiets in Gebäuden oder Tunneln oder in sonstigen Szenarien, die aufgrund ihrer äußeren Eigenschaften durch hohe Pfad- verluste und/oder unzureichende Funkreichweiten gekennzeichnet sind. Zu diesem Zweck kann die Relais-Basisstation an einer Position platziert werden, die eine unzu- reichende oder gar keine Funkversorgung durch die Master-Basisstation aufweist. Vorteilhaft ist erfindungsgemäß dabei eine Verbindung der Master-Basisstation und der Relais-Basisstation bspw. über einfache Kabel wie Telefonleitungen oder Leitun- gen für Brandmeldeanlagen möglich. Darüber hinaus ist eine Weiterverwendung vor- handener Verkabelung denkbar, wie sie bspw. für analoge Gebäudefunksysteme bereits vorhanden ist. Darüber hinaus kann die Erfindung vorteilhaft Anwendung in Schiffen finden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Master- Basisstation eine für eine Funkkommunikation mit der mindestens einen Teilnehmer- Station des digitalen Funknetzes eingerichtete Funk-Kommunikationseinheit aufweist. Die Funk-Kommunikationseinheit der Master-Basisstation ist dabei dazu eingerichtet, einen zweiten Funksignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus einem über den Funkkanal empfangenen Uplink-Funksignal eine zweite Uplink-Bitfolge, die von min- destens einer Teilnehmerstation übermittelt wurde, erzeugt. Darüber hinaus ist die Funk-Kommunikationseinheit der Master-Basisstation dazu eingerichtet, einen zwei- ten Funksignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der Downlink-Bitfolge ein zwei- tes Downlink-Funksignal erzeugt, und das zweite Downlink-Funksignal über den Funkkanal zu übertragen.
In dieser Ausführungsform weist die Master-Basisstation des Kommunikationssys- tems somit neben der leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit auch eine eigene Funk-Kommunikationseinheit auf. Dabei kann es sich bspw. um eine herkömmliche Funk-Kommunikationseinheit einer herkömmlichen Basisstation des digitalen Funk- netzes handeln. Insbesondere kann es sich um eine mit dem für das digitale Funk- netz maßgeblichen Funkstandard kompatible Funk-Kommunikationseinheit handeln. Die Master-Basisstation kann dabei dazu eingerichtet sein, zur Übermittlung an min- destens eine Teilnehmerstation bestimmte Daten parallel zur leitungsgebundenen Übertragung mittels der ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit auch mittels der Funk-Kommunikationseinheit der Master-Basisstation über den Funkkanal zu übertragen. Die Master-Basisstation kann dabei insbesondere dazu eingerichtet sein, die Daten über die Funk-Kommunikationseinheit und über die erste leitungsgebun- dene Schnittstelleneinheit so zu übertragen, dass die Übertragung der Funksignale durch die Kommunikationseinheiten der Master-Basisstation und der Relais- Basisstation synchron erfolgt.
Eine solche Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass eine zusätzliche Erweiterung des Funk-Versorgungsgebiets des erfindungsgemäßen Kommunikati- onssystems über die Funkreichweite der mindestens einen Relais-Basisstation hin- aus erreicht werden kann, da sowohl die Funk-Kommunikationseinheit der mindes- tens einen Relais-Basisstation als auch die Funk-Kommunikationseinheit der mindes- tens einen Master-Basisstation für die Funkversorgung genutzt werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Relais-Basisstation dazu eingerichtet ist, über ihre Funk-Kommunikationseinheit Downlink-Funksignale auf der gleichen Trägerfrequenz wie mindestens eine andere Funk-Kommunikationseinheit und zeitsynchron zu der mindestens einen anderen Funk-Kommunikationseinheit zu übertragen. Diese mindestens eine andere Funk- Kommunikationseinheit kann dabei eine Funk-Kommunikationseinheit einer Relais- Basisstation und/oder eine Funk-Kommunikationseinheit einer Master-Basisstation sein.
In dieser Ausführungsform der Erfindung ist somit vorgesehen, dass die Relais- Basisstation die von ihr ausgesendeten Funksignale auf der gleichen Trägerfrequenz wie die mindestens eine Master-Basisstation und/oder auf der gleichen Trägerfre- quenz wie mindestens eine andere Relais-Basisstation überträgt. Darüber hinaus überträgt die Relais-Basisstation die von ihr ausgesendeten Funksignale zeitsyn- chron zu der mindestens einen Master-Basisstation und/oder zu mindestens einer anderen Relais-Basisstation. Die mindestens eine Master-Basisstation und die min- destens eine Relais-Basisstation können auf diese Weise vorteilhaft ein Gleichwel- lennetz bilden. Die Nutzung der gleichen Trägerfrequenz bietet dabei den Vorteil, dass die Notwendigkeit der Belegung einer weiteren Trägerfrequenz, d.h. die Bele- gung eines weiteren Frequenzkanals, entfällt, sodass die Frequenzressourcen effi zient genutzt werden können. Die zeitsynchrone Übertragung bietet dabei den Vor- teil, dass auftretende Gleichkanalinterferenzen beim Empfang des Downlink- Funksignals durch die Teilnehmerstationen des Funknetzes, die durch die empfan- gende Funk-Kommunikationseinheit der jeweiligen Teilnehmerstation nicht ausgegli- chen werden können, vermieden werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit dazu eingerichtet ist, eine Verzögerung der leitungsgebundenen Kommunikation, d.h. eine Verzöge- rung der Kommunikation über die Übertragungsleitung zwischen der Master- Basisstation und der Relais-Basisstation, durch Messung zu ermitteln und für Syn- chronisierungszwecke zu verarbeiten.
Die Messung und Verarbeitung der Verzögerung kann dabei bspw. im Rahmen einer Initialisierung der Verbindung zwischen Master-Basisstation und Relais-Basisstation, insbesondere im Rahmen eines Flandshake-Protokolls, erfolgen. Die Verzögerung kann dabei insbesondere eine Ende-zu-Ende-Verzögerung und/oder eine Round Trip Time sein. Die Verzögerung kann dabei insbesondere eine Übertragungsverzöge- rung und/oder eine Ausbreitungsverzögerung und/oder eine Verarbeitungsverzöge- rung und/oder eine Warteschlangenverzögerung umfassen. Die Verarbeitung für Synchronisierungszwecke kann insbesondere ein Speichern der durch Messung er- mittelten Verzögerung und/oder die Ermittlung einer Synchronisierungsinformation aus der durch Messung ermittelten Verzögerung umfassen.
Eine solche Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass eine zuverlässi- ge Synchronisierung zwischen der Master-Basisstation und der Relais-Basisstation, insbesondere eine zuverlässig zeitsynchronisierte Übertragung der von der Master- Basisstation und der Relais-Basisstation übertragenen Funksignale, ermöglicht wird, da die Synchronisierung die tatsächliche Verzögerung der leitungsgebundenen Kommunikation über die Übertragungsleitung berücksichtigen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Master-Basisstation dazu eingerichtet ist, mittels der ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit Synchronisierungsinformationen über die Übertragungsleitung zu übermitteln. Die Synchronisierungsinformationen dienen der Synchronisierung verschiedener Master- und/oder Relais-Basisstationen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Relais-Basisstation dazu eingerichtet sein, über die Übertragungslei- tung übermittelte Synchronisierungsinformationen mittels der zweiten leitungsgebun- denen Schnittstelleneinheit zu empfangen und zu verarbeiten und in Abhängigkeit der empfangenen Synchronisierungsinformationen eine Synchronisierung der Relais- Basisstation, insbesondere eine Synchronisierung der von der Funk- Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation übertragenen Downlink-Funksignale, durchzuführen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Relais-Basisstation dazu eingerichtet sein, mittels der zweiten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit zur Synchronisierung verschiedener Master- und/oder Relais-Basisstationen dienende Synchronisierungsinformationen über die Übertragungsleitung zu übermitteln. Alter- nativ oder ergänzend hierzu kann die Master-Basisstation dazu eingerichtet sein, über die Übertragungsleitung übermittelte Synchronisierungsinformationen mittels der ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit zu empfangen und zu verarbei- ten und in Abhängigkeit der empfangenen Synchronisierungsinformationen eine Synchronisierung der Master-Basisstation, insbesondere eine Synchronisierung der von der Funk-Kommunikationseinheit der Master-Basisstation übertragenen Down- link-Funksignale, durchzuführen.
Es wird somit vorgeschlagen, dass die erste und/oder zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit dazu eingerichtet ist, mit dem Downlink-Leitungssignal und/oder mit dem Uplink-Leitungssignal Synchronisierungsinformationen über die Übertra- gungsleitung zu übermitteln und/oder zu empfangen. Die Synchronisierungsinforma- tionen dienen dabei zur Synchronisierung verschiedener Master- und/oder Relais- Basisstationen. Die Synchronisierungsinformationen können dabei insbesondere zur Synchronisie- rung der von den Funk-Kommunikationseinheiten der verschiedenen Master- und/oder Relais-Basisstationen übertragenen Downlink-Funksignale dienen.
Insbesondere kann auf diese Weise die Übertragung der Downlink-Funksignale zwi- schen verschiedenen Master- und/oder Relais-Basisstationen, insbesondere zwi- schen der mindestens einen Master-Basisstation und der mindestens einen Relais- Basisstation, synchronisiert werden. Darüber hinaus kann auf diese Weise bspw. auch eine Synchronisierung eines Referenztaktes und/oder eine Frequenzsynchroni- sation zwischen verschiedenen Master- und/oder Relais-Basisstationen, insbesonde- re zwischen der mindestens einen Master-Basisstation und der mindestens einen Relais-Basisstation, erfolgen.
Die Synchronisierungsinformationen können somit zur Zeitsynchronisierung und/oder zur Frequenzsynchronisierung verschiedener Master- und/oder Relais- Basisstationen dienen. Sie können insbesondere zur Zeitsynchronisierung und/oder zur Frequenzsynchronisierung der mindestens einen Master-Basisstation und der mindestens einen Relais-Basisstation dienen.
Die Übermittlung der Synchronisierungsinformationen kann dabei vorteilhaft insbe- sondere mit dem Downlink-Leitungssignal und/oder mit dem Uplink-Leitungssignal erfolgen, insbesondere kann die Synchronisierungsinformation Bestandteil des Downlink-Leitungssignals und/oder des Uplink-Leitungssignals sein.
Es wird somit vorgeschlagen, dass eine Synchronisierung verschiedener Master- und/oder Relais-Basisstationen, insbesondere eine Synchronisierung der mindestens einen Master-Basisstation und der mindestens einen Relais-Basisstation, über die leitungsgebundenen Schnittstelleneinheiten der Master-Basisstation und der Relais- Basisstation, d.h. über die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit der Master- Basisstation und die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit der Relais- Basisstation, erfolgt.
Die über die Übertragungsleitung übermittelten Synchronisierungsinformationen kön- nen vorteilhaft insbesondere zur Synchronisierung einer für die Übertragung über den Funkkanal verwendeten TDMA-Rahmenstruktur des digitalen Funknetzes die nen . Flierzu können die Master-Basisstation und/oder die Relais-Basisstation dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit der empfangenen Synchronisierungsinformationen eine Synchronisierung der für die Übertragung über den Funkkanal verwendeten TDMA-Rahmenstruktur zwischen verschiedenen Master- und/oder Relais- Basisstationen, insbesondere zwischen der mindestens einen Master-Basisstation und der mindestens einen Relais-Basisstation, durchzuführen. Zu diesem Zweck können die Synchronisierungsinformationen bspw. den Zeitpunkt des Beginns und/oder des Endes eines Zeitschlitzes der TDMA-Rahmenstruktur anzeigen. Insbe- sondere können die Synchronisierungsinformationen bspw. den Beginn und/oder das Ende jedes Zeitschlitzes der TDMA-Rahmenstruktur anzeigen. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, die für eine exakt zeitsynchrone Übertragung der Funksignale verschiedener Master- und/oder Relais-Basisstationen, insbesondere für eine exakt zeitsynchrone Übertragung der Funksignale der mindestens einen Master- Basisstation und der mindestens einen Relais-Basisstation, notwendigen Synchroni- sierungsinformationen bereitzustellen.
Die Synchronisierungsinformation kann bspw. die Form eines Synchronisierungssig- nals aufweisen. Das Synchronisierungssignal kann dabei Bestandteil des Downlink- Leitungssignals und/oder des Uplink-Leitungssignals sein.
Vorteilhaft können die Synchronisierungsinformationen insbesondere durch eine im Rahmen des ersten Leitungssignal-Kodiervorgangs und/oder des zweiten Leitungs- signal-Kodiervorgangs durchgeführte Leitungskodierung erzeugt werden. Vorteilhaft ist es bspw. möglich, die Synchronisierungsinformationen in Form von Steuerwörtern eines Leitungscodes, z.B. in Form von K-Wörtern eines Leitungscodes, zu übertra- gen. Beispielsweise kann hierzu durch ein Start-of-Frame-Steuerwort des Leitungs- codes der Beginn eines Zeitschlitzes der TDMA-Rahmenstruktur angezeigt werden und/oder durch ein End-of-Frame-Steuerwort das Ende eines Zeitschlitzes einer TDMA- Rahmenstruktur angezeigt werden. Ist das digitale Funknetz bspw. ein digita- les Bündelfunknetz nach dem TETRA-Standard, so kann als Synchronisierungsin- formation bspw. mit jedem Zeitschlitz des TETRA-Funkkanals ein Start-of-Frame- Steuerwort als Teil des Downlink-Leitungssignals und/oder als Teil des Uplink- Leitungssignals über die Übertragungsleitung übertragen werden, sodass sich die Master-Basisstation und die Relais-Basisstation auf den Beginn des Zeitschlitzes der TETRA-Rahmenstruktur synchronisieren können.
Vorteilhaft kann bei der Ermittlung der Synchronisierungsinformationen die Verzöge- rung der leitungsgebundenen Kommunikation zwischen der Master-Basisstation und der Relais-Basisstation, insbesondere die durch Messung ermittelte Verzögerung, berücksichtigt werden. Auf diese Weise ist es bspw. vorteilhaft möglich, dass die Synchronisierungsinformationen einen für die Synchronisierung der Übertragung der Funksignale von Master-Basisstation und Relais-Basisstation notwendigen Zeitver- satz enthalten.
Eine solche Synchronisierung verschiedener Master- und/oder Relais- Basisstationen, insbesondere eine solche Synchronisierung der mindestens einen Master-Basisstation und der mindestens einen Relais-Basisstation, über die lei- tungsgebundenen Schnittstelleneinheiten der Master-Basisstation und der Relais- Basisstation bietet den Vorteil, dass auf ein andernfalls erforderliches Synchronisie- rungssystem zur externen Synchronisierung, bspw. unter Verwendung eines GPS- Empfänger oder eines sonstigen für eine Zeitsynchronisierung geeigneten Satelliten empfängers, verzichtet werden kann. Übermittelt bspw. die Master-Basisstation die Synchronisierungsinformationen über die Übertragungsleitung an die Relais- Basisstation, so kann vorteilhaft darauf verzichtet werden, die Relais-Basisstation mit einem GPS-Empfänger zur Zeitsynchronisierung auszustatten, wie es bspw. aus dem Stand der Technik bekannte Kommunikationssysteme, insbesondere aus dem Stand der Technik bekannte Kommunikationssysteme aus dem Bereich der Gleich- wellen-Netze, erfordern.
Vorteilhaft ist dadurch eine zuverlässige und genaue Synchronisierung, insbesonde- re eine zuverlässige und zeitschlitzgenaue Synchronisierung, auch an Orten reali- sierbar, an denen kein Satellitenempfang möglich ist, z.B. in Gebäuden, insbesonde- re in Kellern von Gebäuden, oder in Tunneln. Darüber hinaus können durch einen solchen Verzicht auf zusätzliche Synchronisierungssysteme die Komplexität und da- mit die Kosten des Kommunikationssystems verringert werden. ln einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Funk-Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation so eingerichtet ist, dass der erste Funksignal-Kodiervorgang eine Basisband-Modulation und ein Aufwärtsmi- schen auf eine Trägerfrequenz umfasst und/oder der erste Funksignal- Dekodiervorgang ein Abwärtsmischen in ein Basisband und eine Basisband- Demodulation umfasst.
Dies bietet den Vorteil, dass sämtliche zur Modulation und/oder Demodulation des Funksignals notwendigen Maßnahmen in der Relais-Basisstation durchgeführt wer- den können. Dies bietet, wie eingangs bereits erläutert wurde, den Vorteil, dass es nicht notwendig ist, das FIF-Funksignal oder eine Vorstufe hiervon, insbesondere ein Basisband-Funksignal, im Wege der leitungsgebundenen Übertragung über die Übertragungsleitung zu übertragen. Die für die Übertragung über die Übertragungs- leitung erforderliche Datenrate und die hierfür erforderliche Bandbreite können dadurch erheblich verringert werden. Außerdem wird die Signalqualität auf diese Weise nicht beeinträchtigt, da die Analog-zu-Digital-Wandlung (im Uplink) bzw. die Digital-zu-Analog-Wandlung (im Downlink) nur einmal erfolgen muss. Darüber hinaus ist auf diese Weise vorteilhaft eine effiziente Linearisierung eines Verstärkers in der Relais-Basisstation möglich, da das Basisband-Funksignal in der Relais-Basisstation zur Verfügung steht. Dadurch können im Downlink die Vorgaben bzgl. zulässiger Nachbarkanalinterferenzen von der Relais-Basisstation vergleichsweise einfach ein- gehalten werden. Im Uplink wird vorteilhaft die Signalqualität, insbesondere das Sig- nal-Rausch-Verhältnis (Signal-to-Noise Ratio, SNR) nicht durch die Relais- Basisstation verschlechtert und damit die Empfindlichkeit der Master-Basisstation gegenüber einer herkömmlichen Basisstation nicht beeinträchtigt. Eine Basisband- Modulation, d.h. eine Modulation im Basisband, bietet darüber hinaus den Vorteil, dass die hierfür erforderliche Signalverarbeitung eine vergleichsweise geringe Kom- plexität aufweist.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Übertragungsleitung eine unverdrillte Kupferdoppelader ist oder ein unverdrilltes Kupferdoppeladerpaar ist, die bzw. das insbesondere ungeschirmt ausgebildet sein kann. Alternativ hierzu kann die Übertragungsleitung eine Twisted-Pair- Kabelverbindung sein, insbesondere eine ungeschirmte Twisted-Pair- Kabelverbindung sein. Die Übertragungsleitung kann dabei insbesondere eine unge- schirmte vieradrige oder ungeschirmte zweiadrige Twisted-Pair-Kabelverbindung sein.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Übertragungsleitung in dieser Ausfüh- rungsform der Erfindung ein Fernmeldekabel und/oder ein Brandmeldekabel und/oder eine Leitung eines analogen Gebäude-Funksystems sein.
Es wird somit vorgeschlagen, dass die Übertragungsleitung insbesondere
eine unverdrillte, insbesondere geschirmte oder ungeschirmte, Kupferdoppel- ader sein kann oder ein unverdrilltes, insbesondere geschirmtes oder unge- schirmtes, Kupferdoppeladerpaar sein kann oder
eine geschirmte oder ungeschirmte, insbesondere vieradrige oder zweiadrige, Twisted-Pair-Kabelverbindung sein kann und/oder
ein Fernmeldekabel und/oder ein Brandmeldekabel und/oder eine Telefonlei- tung und/oder eine Leitung einer Brandmeldeanlage und/oder eine Leitung ei- nes analogen Gebäude-Funksystems sein kann.
Eine derartige Ausführungsform der Erfindung mit einer solchen Übertragungsleitung bietet den Vorteil, dass die Übertragungsleitung vergleichsweise einfach ausgestaltet und daher kostengünstig verfügbar ist. Besondere Vorteile dieser Ausführungsform der Erfindung ergeben sich dadurch, dass die genannten Arten der Übertragungslei- tung in vielen Gebäuden, in denen das Kommunikationssystem zum Einsatz kom- men kann, ohnehin vorhanden sind. Dies ermöglicht eine besonders einfache und daher kostengünstige Installation des Kommunikationssystems.
Die Verwendung eines Kupferdoppeladerpaars oder einer vieradrigen Twisted-Pair- Verbindung bietet dabei den Vorteil, dass eine Vollduplex-Übertragung über die Übertragungsleitung realisiert werden kann, indem ein Aderpaar für die Übertragung im Downlink und ein Aderpaar für die Übertragung im Uplink verwendet wird. Wird hingegen eine Kupferdoppelader oder eine zweiadrige Twisted-Pair-Kabelverbindung als Übertragungsleitung verwendet, so kann eine Duplex-Übertragung beispielsweise durch ein Zeitduplex-Verfahren und/oder ein Frequenzduplex-Verfahren realisiert werden. Die Verwendung einer Kupferdoppelader oder einer zweiadrigen Twisted- Pair-Kabelverbindung bietet dabei den Vorteil, dass auf diese Weise Aufwand und Kosten der Installation des Kommunikationssystems besonders gering gehalten wer- den können.
Die Übertragungsleitung kann grundsätzlich bspw. ein beliebiges Twisted-Pair-Kabel, insbesondere ein Twisted-Pair-Kabel der Kategorien 1 bis 8, sein. Alternativ hierzu kann die Übertragungsleitung aber bspw. auch ein Glasfaserkabel sein.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang die Erzeugung eines Lei- tungscodes, d.h. eine Leitungskodierung, umfasst. Die Leitungskodierung kann dabei insbesondere die Erzeugung eines 4b5b-Codes und/oder eines 8b1 Ob-Codes und/oder eines 64b66b-Codes und/oder eines Manchester-Codes und/oder eines differentiellen Manchester-Codes umfassen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Leitungskodierung die Erzeugung eines NRZ-Codes und/oder eines NRZI-Codes und/oder eines NRZ-M-Codes und/oder eines NRZ-S-Codes umfassen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Leitungskodierung insbesondere die Erzeugung ei- nes RZ-Codes und/oder eines HDB-3-Codes und/oder eines B8ZS-Codes und/oder eines FM-Codes und/oder eines MFM-Codes umfassen.
Durch eine derartige Erzeugung eines Leitungscodes ist es vorteilhaft möglich, das über die Übertragungsleitung übertragene Downlink-Leitungssignal und/oder Uplink- Leitungssignal optimal an die Eigenschaften der Übertragungsleitung anzupassen. Insbesondere ist es möglich, Steuerwörter einzufügen, die bspw. der Synchronisie- rung dienen und/oder eine Device ID anzeigen. Außerdem ist es insbesondere mög- lich, eine Gleichspannungsfreiheit des über die Übertragungsleitung übertragenen Leitungssignals zu erreichen. Außerdem ist es auf diese Weise bspw. vorteilhaft möglich, eine Fehlererkennung mit Hilfe des Leitungscodes zu realisieren. Hierzu kann bspw. im Empfänger überprüft werden, ob auf jedes Start-of-Frame-Steuerwort ein End-of-Frame-Steuerwort folgt, wenn der Leitungscode dies vorsieht.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das durch den ersten Leitungssignal-Kodiervorgang erzeugte Downlink-Leitungssignal und/oder das durch den zweiten Leitungssignal-Kodiervorgang erzeugte Uplink- Leitungssignal ein Basisbandsignal ist.
Eine solche Ausgestaltung des Leitungssignals als Basisbandsignal bietet den Vor- teil, dass das über die Übertragungsleitung übertragene Leitungssignal besonders niedrige Frequenzen aufweist. Dadurch kann als Übertragungsleitung eine beson- ders einfache Übertragungsleitung verwendet werden, die eine niedrige Grenzfre- quenz aufweist und daher nur eine Übertragung vergleichsweise niedriger Frequen- zen erlaubt. Darüber hinaus bietet eine solche Ausgestaltung des Leitungssignals als Basisbandsignal den Vorteil, dass die hierfür erforderliche Übertragungstechnik von vergleichsweise geringer Komplexität ist und daher zu geringen Kosten bereitgestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang eine Modulation umfasst. Der Leitungssignal-Kodiervorgang kann dabei insbesondere eine Pulsamplituden- modulation (PAM) und/oder eine Pulsweitenmodulation (PWM) und/oder eine Puls- positionsmodulation (PPM) und/oder eine Amplitudenumtastung (Amplitude Shift Keying, ASK) und/oder eine Frequenzumtastung (Frequency Shift Keying, FSK) und/oder eine Phasenumtastung (Phase Shift Keying, PSK) und/oder eine Quadratu- ramplitudenmodulation (QAM) umfassen. Die Phasenumtastung kann dabei insbe- sondere eine binäre Phasenumtastung (Binary Phase Shift Keying, BPSK) oder eine Quadraturphasenumtastung (Quadrature Phase Shift Keying, QPSK) sein.
Eine solche Ausführungsform der Erfindung, bei der der erste und/oder der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang eine Modulation umfasst, bietet den Vorteil, dass das Leitungssignal durch die Modulation individuell an die Übertragungseigenschaften der Übertragungsleitung angepasst werden kann. Vorteilhaft kann dabei eine beson- ders effiziente und/oder eine besonders zuverlässige Übertragung über die Übertra- gungsleitung erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit dazu eingerichtet ist, das Downlink-Leitungssignal und/oder das Uplink-Leitungssignal mit einer Daten- - 21 - rate über die Übertragungsleitung zu übertragen und/oder zu empfangen, die kleiner oder gleich 1 Mbit/s ist. Die Datenrate kann dabei vorteilhaft insbesondere kleiner oder gleich 500 kbit/s sein. Die Datenrate kann dabei vorteilhaft insbesondere kleiner oder gleich 200 kbit/s sein. Die Datenrate kann dabei insbesondere vorteilhaft kleiner oder gleich 150 kbit/s sein.
Eine solche Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass eine besonders einfache Übertragungsleitung, die nur eine Übertragung geringer Datenraten zulässt, zur Verbindung von Master-Basisstation und Relais-Basisstation verwendet werden kann. Dadurch ist eine besonders einfache und kostengünstige Installation des Kommunikationssystems möglich.
Ist das digitale Funknetz bspw. ein Bündelfunknetz nach dem TETRA-Standard, des- sen auf die MAC-Teilschicht der Sicherungsschicht bezogene Datenrate lediglich 36 kbit/s beträgt, ist es erfindungsgemäß problemlos möglich, sowohl das Downlink- Leitungssignal als auch das Uplink-Leitungssignal mit einer jeweiligen Datenrate von 150 kbit/s oder weniger einschließlich Overhead über die Übertragungsleitung zu übertragen. Im Gegensatz hierzu wäre bspw. bei einer Übertragung des Basisband- Funksignals des TETRA-Standards (I-Komponente und Q-Komponente) über die Übertragungsleitung eine deutlich höhere Datenrate von mehr als 1 Mbit/s erforder- lich.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit dazu eingerichtet ist, mit dem Uplink- Leitungssignal eine Signalqualitätsinformation zu übermitteln, die eine Signalqualität des von mindestens einer Teilnehmerstation übertragenen und von der Funk- Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation empfangenen Uplink-Funksignals anzeigt. Eine solche Signalqualitätsinformation kann bspw. einen CRC-Prüfwert und/oder einen RSSI-Wert und/oder einen sonstigen Signalqualitätsindikator, der eine Signalqualität des empfangenen Uplink-Funksignals anzeigt, umfassen.
Eine solche Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass dadurch die Master-Basisstation, insbesondere die Verarbeitungseinheit der Master-Basisstation, eine Information über die Signalqualität des von der Relais-Basisstation empfange- nen Uplink-Funksignals erhält. Auf dieser Grundlage ist es der Master-Basisstation, insbesondere der Verarbeitungseinheit der Master-Basisstation, möglich, die Wahr- scheinlichkeit von Übertragungsfehlern in der über die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit empfangenen Uplink-Bitfolge einzuschätzen und bei der Verar- beitung der empfangenen Uplink-Bitfolge zu berücksichtigen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Master-Basisstation eine Entscheidungseinheit aufweist. Die Entscheidungseinheit ist dabei dazu eingerichtet, Signalqualitätsinformationen der zuvor beschriebenen Art zu verarbeiten. Die Signalqualitätsinformationen zeigen die Signalqualität eines von der Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation empfangenen Uplink- Funksignals, aus dem die erste Uplink-Bitfolge erzeugt wurde, an. Alternativ oder ergänzend hierzu zeigen die Signalqualitätsinformationen die Signalqualität eines von der Kommunikationseinheit der Master-Basisstation empfangenen Uplink- Funksignals, aus dem die zweite Uplink-Bitfolge erzeugt wurde, an. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Entscheidungseinheit dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Signalqualitätsinformationen aus einer Mehrzahl von Uplink-Bitfolgen, die von der- selben Teilnehmerstation übermittelt wurden, eine Uplink-Bitfolge auszuwählen. Al ternativ oder ergänzend hierzu ist vorgesehen, dass die Entscheidungseinheit dazu eingerichtet ist, eine Mehrzahl von Uplink-Bitfolgen zur Fehlererkennung und/oder zur Fehlerkorrektur zu kombinieren.
Wenn sowohl die Master-Basisstation als auch die Relais-Basisstation des erfin- dungsgemäßen Kommunikationssystems eine für eine Funkkommunikation mit der mindestens einen Teilnehmerstation des digitalen Funknetzes eingerichtete Funk- Kommunikationseinheit aufweisen, so ist es möglich, das ein von einer bestimmten Teilnehmerstation übertragenes Uplink-Funksignal mehrfach, nämlich sowohl von der Funk-Kommunikationseinheit der Master-Basisstation als auch von der Funk- Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation, empfangen wird. Dasselbe gilt, wenn das erfindungsgemäße Kommunikationssystem mehrere Relais-Basisstationen auf- weist, die jeweils mit einer für eine Funkkommunikation mit der mindestens einen Teilnehmerstation eingerichtete Funk-Kommunikationseinheit aufweisen. Auch in diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass ein von einer bestimmten Teilnehmerstati- on übertragenes Uplink-Funksignal mehrfach, nämlich von den verschiedenen Funk- Kommunikationseinheiten mehrerer Relais-Basisstationen, empfangen wird.
Kommt es zu einem solchen Mehrfachempfang von Uplink-Funksignalen, so erzeu- gen die Funksignal-Dekodiervorgänge der Funk-Kommunikationseinheiten der emp- fangenden Master-Basisstation bzw. der empfangenden Relais-Basisstation aus dem jeweils empfangenen Uplink-Funksignal jeweils eine Uplink-Bitfolge. Wird bspw. ein von einer bestimmten Teilnehmerstation des digitalen Funknetzes übertragenes Up- link-Funksignal sowohl von der Master-Basisstation als auch von der Relais- Basisstation empfangen, so erzeugt die Funk-Kommunikationseinheit der Master- Basisstation aus dem empfangenen Uplink-Funksignal die zweite Uplink-Bitfolge und die Funk-Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation erzeugt aus dem empfan- genen Uplink-Funksignal die erste Uplink-Bitfolge, sodass im Ergebnis eine Mehrzahl von Uplink-Bitfolgen vorliegt, die von derselben Teilnehmerstation übermittelt wur- den. Die Relais-Basisstation übermittelt in diesem Fall die von ihr erzeugte erste Up- link-Bitfolge in der zuvor beschriebenen Art und Weise über ihre leitungsgebundene Schnittstelleneinheit an die Master-Basisstation. Im Ergebnis ist somit in der Master- Basisstation eine Mehrzahl von Uplink-Bitfolgen, nämlich zwei Uplink-Bitfolgen, die von derselben Teilnehmerstation übermittelt wurden, verfügbar.
In einem solchen Fall ist es daher notwendig, dass in der Master-Basisstation eine Entscheidung darüber getroffen wird, welche der Mehrzahl von Uplink-Bitfolgen, die von derselben Teilnehmerstation übermittelt wurden, für die weitere Verarbeitung innerhalb der Master-Basisstation herangezogen wird.
Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, dass die Master-Basisstation eine Entschei- dungseinheit aufweist, die eine solche Entscheidung auf Grundlage von Signalquali tätsinformationen trifft, welche die Signalqualität des jeweiligen empfangenen Uplink- Funksignals, mit dem die jeweilige Uplink-Bitfolge von der Teilnehmerstation übermit- telt wurde, anzeigen.
Zu diesem Zweck kann die Relais-Basisstation dazu eingerichtet sein, mittels ihrer Funk-Kommunikationseinheit Signalqualitätsinformationen, welche die Signalqualität eines durch die Funk-Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation empfangenen Uplink-Funksignals anzeigen, zu erzeugen und mittels ihrer zweiten leitungsgebun- dene Schnittstelleneinheit an die Master-Basisstation zu übermitteln. Außerdem kann die Master-Basisstation dazu eingerichtet sein, mittels ihrer Funk- Kommunikationseinheit Signalqualitätsinformationen, welche die Signalqualität eines durch die Funk-Kommunikationseinheit der Master-Basisstation empfangenen Up- link-Funksignals anzeigen, zu erzeugen.
In Abhängigkeit der Signalqualitätsinformationen, bspw. durch einen Vergleich der Signalqualitätsinformationen, kann die Entscheidungseinheit der Master-Basisstation nun bspw. eine Uplink-Bitfolge aus der Mehrzahl von Uplink-Bitfolgen auswählen, bspw. indem sie diejenige Uplink-Bitfolge auswählt, deren zugeordnete Signalquali- tätsinformationen eine bessere Signalqualität anzeigen. Beispielsweise können die Signalqualitätsinformationen, wie oben bereits erläutert wurde, einen RSSI-Wert um- fassen, der die Signalstärke anzeigt, mit dem das Uplink-Funksignal empfangen wurde. In diesem Fall kann die Entscheidungseinheit der Master-Basisstation bspw. diejenige Uplink-Bitfolge aus der Mehrzahl von Uplink-Bitfolgen auswählen, die den besten RSSI-Wert aufweist.
Ebenso ist es in entsprechender weise in Abhängigkeit der Signalqualitätsinformati- onen möglich, mehrere Uplink-Bitfolgen zu kombinieren. Bspw. Können mehrere Up- link-Bitfolgen von der Entscheidungseinheit verglichen werden, um eine Fehlerer- kennung zu realisieren. Alternativ oder ergänzend hierzu können bspw. mehrere Up- link-Bitfolgen miteinander kombiniert werden, um eine Korrektur von Übertragungs- fehlern zu ermöglichen. Flierzu können bspw. aus mehreren Uplink-Bitfolgen jeweils diejenigen Teile der jeweiligen Uplink-Bitfolge für die weitere Verarbeitung herange- zogen werden, welche durch die Signalqualitätsinformationen als fehlerfrei angezeigt werden.
Eine solche Ausführungsform der Erfindung mit einer Master-Basisstation, die eine Entscheidungseinheit der zuvor beschriebenen Art aufweist, bietet den Vorteil, dass durch die Auswahl aus mehreren Uplink-Bitfolgen und/oder die Kombination mehre- rer Uplink-Bitfolgen die Häufigkeit von Übertragungsfehlern im Uplink erheblich redu- ziert und somit die Zuverlässigkeit der Übertragung im Uplink verbessert werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das digitale Funknetz und die Funk-Kommunikationseinheiten dem TETRA-Standard (Terrestrial Trunked Radio) entsprechen. Das digitale Funknetz und die Funk- Kommunikationseinheiten können dabei insbesondere dem TETRA-Standard gemäß Release 1 und/oder dem TETRA-Standard gemäß Release 2 entsprechen. Alternativ oder ergänzend hierzu können das digitale Funknetz und die Funk- Kommunikationseinheiten dem DMR-Standard (Digital Mobile Radio) entsprechen. Alternativ oder ergänzend hierzu können das digitale Funknetz und die Funk- Kommunikationseinheiten dem TETRAPOL-Standard entsprechen. Alternativ oder ergänzend hierzu können das digitale Funknetz und die Funk- Kommunikationseinheiten dem PDT-Standard (Professional Digital Trunking oder Police Digital Trunking) entsprechen. Alternativ oder ergänzend hierzu können das digitale Funknetz und die Funk-Kommunikationseinheiten dem P25-Standard (Pro- ject 25 oder APCO-25) entsprechen. Alternativ oder ergänzend hierzu können das digitale Funknetz und die Funk-Kommunikationseinheiten dem GSM-Standard (Glo- bal System for Mobile Communications) entsprechen.
Vorteilhaft können das digitale Funknetz und die Funk-Kommunikationseinheiten da- bei einem Standard für schmalbandigen Digitalfunk, insbesondere einem Standard für schmalbandigen digitalen Bündelfunk, entsprechen.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft möglich, dass das digitale Funknetz und die Funk- Kommunikationseinheiten mit mindestens einem proprietären Schmalbandsystem, z.B. mit einem proprietärem Schmalbandsystem von Motorola oder einem proprietä- rem Schmalbandsystem eines anderen Fierstellers, insbesondere mit einem proprie- tärem Schmalband-Bündelfunksystem, kompatibel sind.
Eine solche Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Erfindung im Zusammenhang mit Funksystemen eingesetzt werden kann, die bereits eine weite Verbreitung am Markt gefunden haben. ln einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das digitale Funknetz ein digitales Bündelfunknetz ist. In diesem Fall ist die Funk- Kommunikationseinheit eine digitale Bündelfunk-Kommunikationseinheit.
Unter einem Bündelfunknetz wird dabei ein professionelles Mobilfunknetz (Professi- onal Mobile Radio, PMR) verstanden. Solche digitalen Bündelfunknetze sind insbe- sondere für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben, bspw. Polizei, Feuerwehr und Katastrophenschutz, sowie für Betriebsfunkzwecke, bspw. Werk- schutz, Werkfeuerwehr, Instandhaltung und Logistik, von Bedeutung und kommen daher in diesen Bereichen häufig zum Einsatz. Diese Einsatzbereiche erfordern eine besonders hohe Zuverlässigkeit der Kommunikation, d.h. insbesondere eine beson- ders flächendeckende und zuverlässige Funkversorgung.
Eine solche Ausführungsform der Erfindung bietet daher den Vorteil, dass durch den Einsatz der Erfindung in digitalen Bündelfunknetzen eine Erweiterung des Versor- gungsgebiets von Basisstationen und damit eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Kommunikation gerade in denjenigen Einsatzbereichen möglich ist, die eine be- sonders zuverlässige Kommunikation und flächendeckende Funkversorgung erfor- dern.
Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß außerdem gelöst durch eine Master-Basisstation für ein digitales Funknetz mit den Merkmalen der Master- Basisstation eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems der zuvor beschrie- benen Art.
Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß außerdem gelöst durch eine Relais-Basisstation für ein digitales Funknetz mit den Merkmalen der Relais- Basisstation eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems der zuvor beschrie- benen Art.
Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß außerdem gelöst durch eine leitungsgebundene Schnittstelleneinheit für ein digitales Funknetz mit den Merkma- len der ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit und/oder der zweiten lei- tungsgebundenen Schnittstelleneinheit eines erfindungsgemäßen Kommunikations- systems der zuvor beschriebenen Art.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand der in den beigefügten Zeichnungen sche- matisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kommunika- tionssystems und seiner Anwendung zur Erweiterung des Versor- gungsgebiets innerhalb eines Gebäudes;
Figur 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Kommunikati- onssystems im OSI-Referenzmodell.
Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem 1 für ein digitales Funknetz, das in diesem Beispiel ein digitales Bündelfunknetz nach dem TETRA- Standard ist. Das erfindungsgemäße Kommunikationssystem 1 wird in diesem Aus- führungsbeispiel verwendet, um das Versorgungsgebiet des digitalen TETRA- Bündelfunknetzes im Bereich eines Gebäudes 26, insbesondere innerhalb des Ge- bäudes 26, zu erweitern.
Das Kommunikationssystem 1 weist eine Master-Basisstation 3, auf die auf dem Dach des Gebäudes 26 angeordnet ist, und eine Relais-Basisstation 5 auf, die örtlich entfernt von der Master-Basisstation 3, nämlich im Inneren des Gebäudes 26 ange- ordnet ist.
Die Master-Basisstation 3 weist eine Verarbeitungseinheit 7, eine mit einer Übertra- gungsleitung 8 verbindbare erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 9 zur lei- tungsgebundenen Kommunikation mit der Relais-Basisstation 5, eine für eine Funk- kommunikation mit den Teilnehmerstationen 6 des digitalen Bündelfunknetzes einge- richtete Funk-Kommunikationseinheit 11 , die dem TETRA-Standard entspricht, eine Entscheidungseinheit 19 und eine Antenne 21 auf. Die Antenne 21 ist signalleitend mit der Funk-Kommunikationseinheit 1 1 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 7 ist über die Entscheidungseinheit 19 zum einen mit der ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit 9 und zum anderen mit der Funk-Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 verbunden.
Die Verarbeitungseinheit 7 der Master-Basisstation 3 ist dazu eingerichtet, eine Downlink-Bitfolge, die zur Übermittlung an eine Teilnehmerstation 6 des digitalen Funknetzes über einen Funkkanal bestimmt ist, an die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 9 zu übergeben. Die Verarbeitungseinheit 7 ist des Weiteren dazu eingerichtet, eine erste Uplink-Bitfolge, die von einer Teilnehmerstation 6 über- mittelt wurde, von der ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit 9 zu über- nehmen. Die Downlink-Bitfolge und die Uplink-Bitfolge sind dabei digitale Daten, wie sie im Protokollstapel einer Basisstation eines digitalen Funknetzes vor der Überga- be an eine Bitübertragungsschicht (PFIY) einer Funk-Kommunikationseinheit 11 im Downlink bzw. wie sie im Protokollstapel nach der Übergabe von einer Bitübertra- gungsschicht (PFIY) einer Funk-Kommunikationseinheit 11 an eine darüber liegende Schicht im Uplink vorliegen. Die Downlink-Bitfolge und die Uplink-Bitfolge sind dabei Folgen von Modulationsbits. Die Downlink-Bitfolge ist dabei eine Bitfolge, die noch nicht durch den Basisbandverarbeitungsteil der Funk-Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 bearbeitet wurde. Die Uplink-Bitfolge ist eine Bitfolge, die be- reits durch den Basisbandverarbeitungsteil der Funk-Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 bearbeitet wurde, d.h. vollständig demoduliert wurde.
Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 9 ist dazu eingerichtet, die Down- link-Bitfolge von der Verarbeitungseinheit 7 zu übernehmen und einen ersten Lei- tungssignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der Downlink-Bitfolge unmittelbar ein Downlink-Leitungssignal 13 erzeugt. Das durch den ersten Leitungssignal- Kodiervorgang erzeugte Downlink-Leitungssignal 13 ist in diesem Ausführungsbei- spiel ein Basisbandsignal. Der erste Leitungssignal-Kodiervorgang ist in diesem Aus- führungsbeispiel als Leitungskodierung ausgestaltet, welche die Erzeugung eines Leitungscodes, nämlich eines 8b1 Ob-Codes, umfasst. Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 9 ist außerdem dazu eingerichtet, das Downlink-Leitungssignal 13 über die mit der ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit 9 verbundene Übertragungsleitung 8 an die Relais-Basisstation 5 zu übertragen. Das Downlink- Leitungssignal 13 wird dabei mit einer Datenrate von 133 kbit/s über die Übertra- gungsleitung 8 übertragen.
Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 9 ist des Weiteren dazu eingerich- tet, eine Verzögerung der leitungsgebundenen Kommunikation, nämlich eine Round Trip Time, zwischen der Master-Basisstation 3 und der Relais-Basisstation 5 durch Messung zu ermitteln und für Synchronisationszwecke zu verarbeiten. Die erste lei- tungsgebundene Schnittstelleneinheit 9 verarbeitet die gemessene Verzögerung zu einer Synchronisierungsinformation, welche der Synchronisierung der Relais- Basisstation 5 und der Master-Basisstation 3 dient. Die Master-Basisstation 3 ist da- zu eingerichtet, mittels ihrer ersten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit 9 die zur Synchronisierung der Master-Basisstation 3 und der Relais-Basisstation 5 die- nende Synchronisierungsinformation über die Übertragungsleitung 8 an die Relais- Basisstation 5 zu übermitteln. Die Synchronisierungsinformation wird zu diesem Zweck als Steuerwort des Leitungscodes mit dem Downlink-Leitungssignal 13 über- tragen, nämlich als Start-of-Frame-Steuerwort, welches den Beginn eines Zeitschlit zes der TDMA-Rahmenstruktur des TETRA-Bündelfunknetzes anzeigt.
Die Übertragungsleitung 8 ist in dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als ungeschirmte vieradrige Twisted-Pair-Kabelverbindung ausgestaltet, d.h. als un- geschirmtes Paar verdrillter Kupferdoppeladern. Dies bietet den Vorteil, dass eine vorhandene Verkabelung in dem Gebäude 26 für die leitungsgebundene Kommuni- kation zwischen der Master-Basisstation 3 und der Relais-Basisstation 5 verwendet werden kann. Die Verwendung eines Kupferdoppeladerpaars, d.h. einer vieradrigen Kabelverbindung, bietet den Vorteil, dass eine Vollduplex-Übertragung möglich ist, indem ein Aderpaar zur Übertragung des Downlink-Leitungssignals 13 verwendet wird und ein Aderpaar zur Übertragung des Uplink-Leitungssignals 14 verwendet wird.
Die Funk-Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 ist dazu eingerichtet, einen zweiten Funksignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der Downlink-Bitfolge ein zweites Downlink-Funksignal 17 erzeugt, und das zweite Downlink-Funksignal 17 über den Funkkanal an eine Teilnehmerstation 6 zu übertragen. Die Funk- Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 ist außerdem dazu eingerichtet, einen zweiten Funksignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus einem über den Funkkanal empfangenen Uplink-Funksignal 15b, das von einer Teilnehmerstation 6 übertragen wurde, eine zweite Uplink-Bitfolge, die von der Teilnehmerstation 6 übermittelt wurde, erzeugt.
Die Relais-Basisstation 5 weist eine für eine Funk-Kommunikation mit den Teilneh- merstationen 6 des digitalen Funknetzes eingerichtete Funk- Kommunikationseinheit 12 sowie eine mit der Übertragungsleitung 8 verbundene zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 10 auf, die zur leitungsgebundenen Kommunikation mit der Master-Basisstation 3 eingerichtet ist. Die Relais-Basisstation 5 weist darüber hinaus eine Verarbeitungseinheit 24 auf, die sowohl mit der zweiten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit 10 als auch mit der ersten Funk- Kommunikationseinheit 12 verbunden ist. Die Relais-Basisstation 5 weist darüber hinaus eine Antenne 22 auf, die signalleitend mit der Funk-Kommunikationseinheit 12 verbunden ist.
Die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 10 ist mit der Übertragungslei- tung 8 verbunden und dazu eingerichtet, das über die Übertragungsleitung 8 über- tragene Downlink-Leitungssignal 13 zu empfangen und einen zweiten Leitungssig- nal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus dem empfangenen Downlink- Leitungssignal 13 unmittelbar die Downlink-Bitfolge erzeugt, und die Downlink- Bitfolge an die Funk-Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 zu überge- ben. Das Übergeben der Downlink-Bitfolge erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel mittelbar über die Verarbeitungseinheit 24.
Die Relais-Basisstation 5 ist dazu eingerichtet, die von der Master-Basisstation 3 über die Übertragungsleitung 8 übermittelte Synchronisierungsinformation mittels der zweiten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit 10 zu empfangen und zu verarbei- ten und auf dieser Grundlage eine vollständige Synchronisierung der Relais- Basisstation 5 mit der Master-Basisstation 3 durchzuführen. Insbesondere ist die Re- lais-Basisstation 5 dazu eingerichtet, die TDMA-Rahmenstruktur des TETRA- Bündelfunknetzes mit der Master-Basisstation 3 zu synchronisieren und auf diese Weise eine Synchronisierung der von der Funk-Kommunikationseinheit 12 der Re- lais-Basisstation 5 übertragenen Downlink-Funksignale 16 herbeizuführen.
Die Funk-Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 ist dazu eingerichtet, die Downlink-Bitfolge, die zur Übermittlung an eine Teilnehmerstation 6 des digitalen Funknetzes über einen Funkkanal bestimmt ist, von der zweiten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit 10 zu übernehmen und einen ersten Funksignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der Downlink-Bitfolge das erste Downlink-Funksignal 16 er- zeugt, und das erste Downlink-Funksignal 16 über den Funkkanal mittels der Anten- ne 22 zu übertragen.
Der erste Funksignal-Kodiervorgang, der von der Funk-Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 ausgeführt wird, umfasst dabei eine Basisband-Modulation und ein Aufwärtsmischen auf die Trägerfrequenz des Funkkanals, sodass die ge- samte Modulation des Downlink-Funksignals 16, das in Form eines FIF-Funksignals über die Antenne 22 übertragen wird, in der Relais-Basisstation 5 erfolgt.
Die Relais-Basisstation 5 ist dabei dazu eingerichtet, über ihre Funk- Kommunikationseinheit 12 das Downlink-Funksignal 16 auf der gleichen Trägerfre- quenz wie die Funk-Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 und zeit- synchron zu der Funk-Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 zu über- tragen.
Die Funk-Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation ist dazu eingerichtet, einen ersten Funksignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus einem über den Funkkanal mittels der Antenne 22 empfangenen Uplink-Funksignal 15a, das von ei- ner Teilnehmerstation 6 übertragen wurde, die erste Uplink-Bitfolge, die von der Teil nehmerstation 6 übermittelt wurde, erzeugt. Das Uplink-Funksignal 15a wird dabei als FIF-Funksignal über die Antenne 22 von der Funk-Kommunikationseinheit 12 empfangen. Der von der Funk-Kommunikationseinheit 12 ausgeführte Funksignal- Dekodiervorgang umfasst ein Abwärtsmischen in das Basisband und eine Demodu- lation im Basisband, sodass das Uplink-Funksignal 15a vollständig in der Relais- Basisstation 5 demoduliert wird.
Die Funk-Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 ist darüber hinaus da- zu eingerichtet, die erste Uplink-Bitfolge an die zweite leitungsgebundene Schnittstel- leneinheit 10 zu übergeben. Die Übergabe erfolgt in diesem Beispiel mittelbar über die Verarbeitungseinheit 24 der Relais-Basisstation 5. Die Funk- Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 ist in diesem Ausführungsbei- spiel außerdem dazu eingerichtet, eine Signalqualitätsinformation zu erzeugen, wel- che die Signalqualität des von der Funk-Kommunikationseinheit 12 der Relais- Basisstation 5 empfangenen Uplink-Funksignals 15a, aus dem die erste Uplink- Bitfolge erzeugt wurde, anzeigt. Die Signalqualitätsinformation umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen RSSI-Wert und einen CRC-Prüfwert. Die Funk- Kommunikationseinheit 12 ist des Weiteren dazu eingerichtet, die erzeugte Signal- qualitätsinformation an die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 10 zu übergeben, damit die Signalqualitätsinformation mit dem Uplink-Leitungssignal 14 über die Übertragungsleitung 8 an die Master-Basisstation 3 übermittelt werden kann.
Die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 10 der Relais-Basisstation 5 ist dazu eingerichtet, die erste Uplink-Bitfolge von der Funk-Kommunikationseinheit 12 zu übernehmen und einen zweiten Leitungssignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der ersten Uplink-Bitfolge unmittelbar das Uplink-Leitungssignal 14 erzeugt. Der zweite Leitungssignal-Kodiervorgang ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Lei- tungskodierung, welche die Erzeugung eines Leitungscodes, nämlich die Erzeugung eines 8b1 Ob-Codes, umfasst. Das durch den zweiten Leitungssignal-Kodiervorgang erzeugte Uplink-Leitungssignal ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Basisbandsig- nal.
Die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 10 ist des Weiteren dazu einge- richtet, das Uplink-Leitungssignal 14 über die mit der zweiten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit 10 verbundene Übertragungsleitung 8 an die Master- Basisstation 3 zu übertragen. Die Übertragung des Uplink-Leitungssignals erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Datenrate von 150 kbit/s.
Die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 10 der Relais-Basisstation 5 ist dabei dazu eingerichtet, die von der Funk-Kommunikationseinheit 12 der Relais- Basisstation 5 erzeugte Signalqualitätsinformation mit dem Uplink-Leitungssignal 14 an die Master-Basisstation 3 zu übermitteln. Die Signalqualitätsinformation wird in diesem Ausführungsbeispiel als Steuerwort des Leitungscodes mit dem Uplink- Leitungssignal 14 an die Master-Basisstation 3 übermittelt.
Die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 9 der Master-Basisstation 3 ist da- zu eingerichtet, das von der Relais-Basisstation 5 über die mit der ersten leitungsge- bundenen Schnittstelleneinheit 9 verbundene Übertragungsleitung 8 übertragene Uplink-Leitungssignal 14 zu empfangen und einen ersten Leitungssignal- Dekodiervorgang auszuführen, der aus dem empfangenen Uplink-Leitungssignal 14 unmittelbar die erste Uplink-Bitfolge erzeugt. Die erste leitungsgebundene Schnitt- stelleneinheit 9 der Master-Basisstation 3 ist außerdem dazu eingerichtet, die erste Uplink-Bitfolge an die Verarbeitungseinheit 7 zu übergeben. Die Übergabe erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel mittelbar von der ersten leitungsgebundenen Schnitt- stelleneinheit 9 über die Entscheidungseinheit 19 an die Verarbeitungseinheit 7.
Ein von einer Teilnehmerstation 6 übertragenes Uplink-Funksignal kann in einem solchen Szenario mehrfach empfangen werden, nämlich sowohl von der Funk- Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 als auch von der Funk- Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3. Die Funk- Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 ist in diesem Ausführungsbei- spiel daher ebenso wie die Funk-Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 dazu eingerichtet, eine Signalqualitätsinformation zu erzeugen, welche einen RSSI- Wert und einen CRC-Prüfwert umfasst und die Signalqualität des von der Kommuni- kationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 empfangenen Uplink-Funksignals 15b, aus dem die erste Uplink-Bitfolge erzeugt wurde, anzeigt. Die Entscheidungseinheit 19 der Master-Basisstation 3 ist dazu eingerichtet, sowohl die von der Relais- Basisstation 5 erzeugte und mit dem Uplink-Leitungssignal 14 von der Relais- Basisstation an die Master-Basisstation 3 übermittelte Signalqualitätsinformation als auch die von der Funk-Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 erzeugte Signalqualitätsinformation zu verarbeiten. Auf diese Weise erhält die Entscheidungs- einheit 19 Informationen sowohl über die Signalqualität des von der Funk- Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 empfangenen Uplink- Funksignals als auch über die Signalqualität des von der Funk- Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 empfangenen Uplink- Funksignals, wobei beide empfangenen Funksignale von derselben Teilnehmerstati- on 6 übertragen wurden.
Als Folge des zweifachen Empfangs des Uplink-Funksignals sind in der Master- Basisstation 3 zwei Uplink-Bitfolgen verfügbar, die von derselben Teilnehmerstation 6 übermittelt wurden, nämlich eine von der Funk-Kommunikationseinheit 12 der Re- lais-Basisstation erzeugte und über die Übertragungsleitung 8 an die Master- Basisstation 3 übermittelte erste Uplink-Bitfolge und eine von der Funk- Kommunikationseinheit 11 der Master-Basisstation 3 erzeugte zweite Uplink-Bitfolge. Die Entscheidungseinheit 19 ist in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel da- zu eingerichtet, aus den beiden in der Master-Basisstation 3 verfügbaren Uplink- Bitfolgen durch einen Vergleich der zugehörigen Signalqualitätsinformationen dieje- nige Uplink-Bitfolge auszuwählen, deren zugeordnete Signalqualitätsinformation eine bessere Signalqualität anzeigt.
Im Ergebnis ermöglicht das in der Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel des erfin- dungsgemäßen Kommunikationssystems 1 eine zuverlässige und einfache Erweite- rung des Versorgungsgebiets des digitalen Funknetzes, wobei eine einfache und be- reits vorhandene Übertragungsleitung genutzt werden kann. Darüber hinaus ermög- licht das gezeigte Ausführungsbeispiel einen Verzicht auf eine externe Synchronisie- rung der Relais-Basisstation 5 mit Hilfe eines GPS-Empfängers oder auf sonstige Weise.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Kommuni- kationssystems 1 im OSI-Referenzmodell. Dargestellt sind eine Master- Basisstation 3, eine örtlich entfernt von der Master-Basisstation 3 angeordnete Re- lais-Basisstation 5, die über eine Übertragungsleitung 8 mit der Master-Basisstation 3 verbunden ist, und zwei Teilnehmerstationen 6. Das digitale Funknetz und die Funk- Kommunikationseinheiten entsprechen dabei wiederum dem TETRA-Standard, d.h. das digitale Funknetz ist auch in diesem Ausführungsbeispiel ein digitales Bündel- funknetz.
Die Master-Basisstation 3 weist eine erste Bitübertragungsschicht 31 auf, welche die Bitübertragungsschicht der Funk-Kommunikationseinheit 11 ist. Über die Antenne 21 kann die Master-Basisstation 3 Uplink-Funksignale 15a von der Teilnehmerstation 6 empfangen und Downlink-Funksignale 17 an die Teilnehmerstation 6 übertragen.
Die Master-Basisstation 3 weist außerdem eine zweite Bitübertragungsschicht 32 auf, welche die Bitübertragungsschicht der ersten leitungsgebundenen Schnittstel- leneinheit 9 ist. Die Bitübertragungsschicht 32 bildet die Schnittstelle zum leitungs- gebundenen Übertragungsmedium in Form der Übertragungsleitung 8 und ermög- licht der Master-Basisstation 3 die Übertragung von Downlink-Leitungssignalen 13 und den Empfang von Uplink-Leitungssignalen 14.
Die Master-Basisstation 3 weist darüber hinaus eine untere MAC-Teilschicht (Lower MAC) und eine obere MAC-Teilschicht (Upper MAC) auf. Die untere MAC-Teilschicht und die oberen MAC-Teilschicht sind Bestandteile der Sicherungsschicht des OSI- Referenzmodells. Zwischen der unteren MAC-Teilschicht 33 und der oberen MAC- Teilschicht 34 ist die Entscheidungseinheit 19 angeordnet. Darüber hinaus umfasst die Master-Basisstation 3 höhere Schichten 35.
Die erste Bitübertragungsschicht 31 übergibt im Uplink Daten an die untere MAC- Teilschicht 33 und übernimmt im Downlink Daten von der unteren MAC-Teilschicht 33. Die zweite Bitübertragungsschicht 32 übergibt im Uplink Daten an die Entschei- dungseinheit 19 und übernimmt im Downlink Daten von der unteren MAC- Teilschicht 33. Die untere MAC-Teilschicht 33 übergibt im Uplink Daten an die Ent- scheidungseinheit 19 und übernimmt im Downlink Daten von der oberen MAC- Teilschicht 34. Die Entscheidungseinheit 19 übergibt im Uplink Daten an die obere MAC-Teilschicht 34. Die obere MAC-Teilschicht 34 übergibt im Uplink Daten an die höheren Schichten 35 und übernimmt im Downlink Daten von den höheren Schich- ten 35.
Die Relais-Basisstation 5 weist in dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eine erste Bitübertragungsschicht 41 auf, welche die Bitübertragungsschicht der Funk- Kommunikationseinheit 12 der Relais-Basisstation 5 ist. Die Bitübertragungs- schicht 41 ist dazu eingerichtet, über die Antenne 22 Uplink-Funksignale 15a von der Teilnehmerstation 6 zu empfangen und Downlink-Funksignale 16 an die Teilnehmer- Station 6 zu übertragen.
Die Relais-Basisstation 5 weist außerdem eine zweite Bitübertragungsschicht 42 auf, welche die Bitübertragungsschicht der zweiten leitungsgebundenen Schnittstellen- einheit 10 der Relais-Basisstation 5 ist. Die Bitübertragungsschicht 42 bildet die Schnittstelle der Relais-Basisstation zu dem leitungsgebundenen Übertragungsme- dium in Form der Übertragungsleitung 8. Die Bitübertragungsschicht 42 ist dazu ein- gerichtet, Downlink-Leitungssignale 13 über die Übertragungsleitung zu empfangen und Uplink-Leitungssignale 14 über die Übertragungsleitung zu übertragen.
Darüber hinaus weist die Relais-Basisstation 5 eine untere MAC-Teilschicht 43 auf, die einen Bestandteil der Sicherungsschicht des OSI-Referenzmodells bildet.
Die erste Bitübertragungsschicht 41 der Relais-Basisstation 5 übergibt im Uplink Da- ten an die untere MAC-Teilschicht 43 und übernimmt im Downlink Daten von der MAC-Teilschicht 43. Im Downlink werden die Daten dabei unverändert von der zwei- ten Bitübertragungsschicht 42 der Relais-Basisstation 5 über die untere MAC- Teilschicht 43 an die erste Bitübertragungsschicht 41 weitergeleitet, d.h. im Downlink erfolgt in der unteren MAC-Teilschicht 43 keine weitere Verarbeitung der Daten. Die zweite Bitübertragungsschicht 42 übergibt im Downlink Daten an die untere MAC- Teilschicht 43 und übernimmt im Uplink Daten von der unteren MAC-Teilschicht 43.
Die Bitübertragungsschichten 31 und 41 , welche für die Funkkommunikation mit den Teilnehmerstationen 6 verantwortlich sind, umfassen dabei sowohl einen Basisband- Verarbeitungsteil als auch einen Hochfrequenz-Verarbeitungsteil.
Die für die Funkkommunikation verantwortlichen Bitübertragungsschichten 31 und 41 sind in dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel für die folgenden Aufgaben verantwortlich: Modulation (in diesem Ausführungsbeispiel p/4-DQPSK), Bursterzeu- gung, Kanalkodierung, Synchronisierung. Zur Kanalkodierung können dabei insbe- sondere Faltungscodes eingesetzt werden.
Die untere MAC-Teilschicht (Lower MAC) ist in dem in Figur 2 gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel für die folgenden Funktionen verantwortlich: Descrambling, Block Dein- terleaving, Depuncturing, Viterbi Decoding, Block Decoding.
Die obere MAC-Teilschicht (Upper MAC) ist in dem in Figur 2 gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel für die folgenden Funktionen verantwortlich: Access Control, Air Inter- face Encryption, Channel Quality Measurement, Power Control Measurement. Bezugszeichenliste
1 Kommunikationssystem
3 Master-Basisstation
5 Relais-Basisstation
6 Teilnehmerstation
7 Verarbeitungseinheit der Master-Basisstation
8 Übertragungsleitung
9 erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit
10 zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit 11 Funk-Kommunikationseinheit der Master-Basisstation 12 Funk-Kommunikationseinheit der Relais-Basisstation
13 Downlink-Leitungssignal
14 Uplink-Leitungssignal
15a, 15b Uplink-Funksignal
16 erstes Downlink-Funksignal
17 zweites Downlink-Funksignal
19 Entscheidungseinheit
21, 22 Antenne
24 Verarbeitungseinheit der Relais-Basisstation
26 Gebäude
31 erste Bitübertragungsschicht der Master-Basisstation
32 zweite Bitübertragungsschicht der Master-Basisstation
33 untere MAC-Teilschicht der Master-Basisstation
34 obere MAC-Teilschicht der Master-Basisstation
35 höhere Schichten der Master-Basisstation
41 erste Bitübertragungsschicht der Relais-Basisstation
42 zweite Bitübertragungsschicht der Relais-Basisstation
43 untere MAC-Teilschicht der Relais-Basisstation

Claims

Patentansprüche
1. Kommunikationssystem (1 ) für ein digitales Funknetz, das mindestens eine Master-Basisstation (3) und mindestens eine örtlich entfernt von der Master- Basisstation (3) angeordnete Relais-Basisstation (5) aufweist,
wobei die Master-Basisstation (3) eine Verarbeitungseinheit (7) sowie eine mit einer Übertragungsleitung (8) verbindbare erste leitungsgebundene Schnittstel- leneinheit (9) zur leitungsgebundenen Kommunikation mit der Relais- Basisstation (5) aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit (7) dazu eingerichtet ist,
- eine Downlink-Bitfolge, die zur Übermittlung an mindestens eine Teilneh- merstation (6) des digitalen Funknetzes über einen Funkkanal bestimmt ist, an die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (9) zu übergeben und
- eine erste Uplink-Bitfolge, die von mindestens einer Teilnehmerstation (6) des digitalen Funknetzes übermittelt wurde, von der ersten leitungsgebun- denen Schnittstelleneinheit (9) zu übernehmen,
und wobei die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (9) dazu eingerich- tet ist,
- die Downlink-Bitfolge von der Verarbeitungseinheit (7) zu übernehmen,
- einen ersten Leitungssignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der
Downlink-Bitfolge unmittelbar ein Downlink-Leitungssignal (13) erzeugt,
- das Downlink-Leitungssignal (13) über die mit der ersten leitungsgebun- denen Schnittstelleneinheit (9) verbundene Übertragungsleitung (8) an die Relais-Basisstation (5) zu übertragen,
- ein von der Relais-Basisstation (5) über die mit der ersten leitungsgebun- denen Schnittstelleneinheit (9) verbundene Übertragungsleitung (8) über- tragenes Uplink-Leitungssignal (14) zu empfangen, - einen ersten Leitungssignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus dem empfangenen Uplink-Leitungssignal (14) unmittelbar die erste Uplink- Bitfolge erzeugt, und
- die erste Uplink-Bitfolge an die Verarbeitungseinheit (7) zu übergeben, und wobei die Relais-Basisstation (5) eine für eine Funkkommunikation mit der mindestens einen Teilnehmerstation (6) des digitalen Funknetzes eingerichtete Funk-Kommunikationseinheit (12) sowie eine mit der Übertragungsleitung (8) verbindbare zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (10) zur leitungsge- bundenen Kommunikation mit der Master-Basisstation (3) aufweist, wobei die Funk-Kommunikationseinheit (12) dazu eingerichtet ist,
- einen ersten Funksignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus einem über den Funkkanal empfangenen Uplink-Funksignal (15a) die erste Up- link-Bitfolge, die von mindestens einer Teilnehmerstation (6) übermittelt wurde, erzeugt,
- die erste Uplink-Bitfolge an die zweite leitungsgebundene Schnittstellen- einheit (10) zu übergeben,
- die Downlink-Bitfolge, die zur Übermittlung an mindestens eine Teilneh- merstation (6) des digitalen Funknetzes über einen Funkkanal bestimmt ist, von der zweiten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit (10) zu übernehmen und
- einen ersten Funksignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der Down- link-Bitfolge ein erstes Downlink-Funksignal (16) erzeugt, und
- das erste Downlink-Funksignal (16) über den Funkkanal zu übertragen, und wobei die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (10) dazu einrich- tet ist,
- die erste Uplink-Bitfolge von der Funk-Kommunikationseinheit (12) zu
übernehmen,
- einen zweiten Leitungssignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der ers- ten Uplink-Bitfolge unmittelbar das Uplink-Leitungssignal (14) erzeugt,
- das Uplink-Leitungssignal (14) über die mit der zweiten leitungsgebunde- nen Schnittstelleneinheit (10) verbundene Übertragungsleitung (8) an die Master-Basisstation (3) zu übertragen,
- das über die Übertragungsleitung (8) übertragene Downlink-Leitungssignal (13) zu empfangen, - einen zweiten Leitungssignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus dem empfangenen Downlink-Leitungssignal (13) unmittelbar die Downlink- Bitfolge erzeugt, und
- die Downlink-Bitfolge an die Funk-Kommunikationseinheit (12) zu überge- ben.
2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Master-Basisstation (3) eine für eine Funkkommunikation mit der mindestens einen Teilnehmerstation (6) des digitalen Funknetzes eingerichtete Funk- Kommunikationseinheit (11 ) aufweist, die dazu eingerichtet ist,
einen zweiten Funksignal-Dekodiervorgang auszuführen, der aus einem über den Funkkanal empfangenen Uplink-Funksignal (15b) eine zweite Uplink-Bitfolge, die von mindestens einer Teilnehmerstation (6) übermittelt wurde, erzeugt, und/oder
einen zweiten Funksignal-Kodiervorgang auszuführen, der aus der Down- link-Bitfolge ein zweites Downlink-Funksignal (17) erzeugt, und das zweite Downlink-Funksignal (17) über den Funkkanal zu übertragen.
3. Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Relais-Basisstation (5) dazu eingerichtet ist, über ihre Funk- Kommunikationseinheit (12) Downlink-Funksignale (16) auf der gleichen Trä- gerfrequenz wie mindestens eine andere Funk-Kommunikationseinheit (11 , 12) und zeitsynchron zu der mindestens einen anderen Funk- Kommunikationseinheit (11 , 12) zu übertragen, wobei die mindestens eine an- dere Funk-Kommunikationseinheit (11 , 12) eine Funk-Kommunikationseinheit (12) einer Relais-Basisstation (5) und/oder eine Funk-Kommunikationseinheit (11 ) einer Master-Basisstation (3) ist.
4. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (9) und/oder die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (10) dazu einge- richtet ist, eine Verzögerung der leitungsgebundenen Kommunikation zwischen der Master-Basisstation (3) und der Relais-Basisstation (5) durch Messung zu ermitteln und für Synchronisationszwecke zu verarbeiten.
5. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Master-Basisstation (3) dazu eingerichtet ist, mittels der ersten lei- tungsgebundenen Schnittstelleneinheit (9) zur Synchronisierung verschie- dener Master-Basisstationen (3) und/oder Relais-Basisstation (5) dienen- de Synchronisierungsinformationen über die Übertragungsleitung (8) zu übermitteln, und/oder
die Relais-Basisstation dazu eingerichtet ist, über die Übertragungsleitung (8) übermittelte Synchronisierungsinformationen mittels der zweiten lei- tungsgebundenen Schnittstelleneinheit (10) zu empfangen und zu verar- beiten und in Abhängigkeit der empfangenen Synchronisierungsinformati- onen eine Synchronisierung der Relais-Basisstation, insbesondere eine Synchronisierung der von der Funk-Kommunikationseinheit (12) der Re- lais-Basisstation (5) übertragenen Downlink-Funksignale (16), durchzufüh- ren, und/oder
die Relais-Basisstation dazu eingerichtet ist, mittels der zweiten leitungs- gebundenen Schnittstelleneinheit (10) zur Synchronisierung verschiedener Master-Basisstationen (3) und/oder Relais-Basisstation (5) dienende Syn- chronisierungsinformationen über die Übertragungsleitung (8) zu übermit- teln, und/oder
die Master-Basisstation (3) dazu eingerichtet ist, über die Übertragungslei- tung (8) übermittelte Synchronisierungsinformationen mittels der ersten lei- tungsgebundenen Schnittstelleneinheit (9) zu empfangen und zu verarbei- ten und in Abhängigkeit der empfangenen Synchronisierungsinformatio- nen eine Synchronisierung der Master-Basisstation (3), insbesondere eine Synchronisierung der von der Funk-Kommunikationseinheit (11 ) der Mas- ter-Basisstation (3) übertragenen Downlink-Funksignale (17), durchzufüh- ren.
6. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funk-Kommunikationseinheit (12) der Relais- Basisstation so eingerichtet ist, dass
der erste Funksignal-Kodiervorgang eine Basisband-Modulation und ein Aufwärtsmischen auf eine Trägerfrequenz umfasst und/oder der erste Funksignal-Dekodiervorgang ein Abwärtsmischen in ein Basis- band und eine Basisband-Demodulation umfasst.
7. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsleitung (8)
eine unverdrillte, insbesondere ungeschirmte, Kupferdoppelader ist oder ein unverdrilltes, insbesondere ungeschirmtes, Kupferdoppeladerpaar ist oder
eine Twisted-Pair-Kabelverbindung ist, insbesondere eine ungeschirmte Twisted-Pair-Kabelverbindung ist, insbesondere eine ungeschirmte vierad- rige oder zweiadrige Twisted-Pair-Kabelverbindung ist, und/oder ein Fernmeldekabel und/oder ein Brandmeldekabel und/oder eine Leitung eines analogen Gebäude-Funksystems ist.
8. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Leitungssignal- Kodiervorgang die Erzeugung eines Leitungscodes umfasst, insbesondere die Erzeugung eines 4b5b-Codes und/oder eines 8b1 Ob-Codes und/oder eines 64b66b-Codes und/oder eines Manchester-Codes und/oder eines differentiellen Manchester-Codes und/oder eines NRZ-Codes und/oder eines NRZI-Codes und/oder eines NRZ-M-Codes und/oder eines NRZ-S-Codes und/oder eines RZ-Codes und/oder eines HDB-3-Codes und/oder eines B8ZS-Codes und/oder eines FM-Codes und/oder eines MFM-Codes umfasst.
9. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den ersten Leitungssignal-Kodiervorgang er- zeugte Downlink-Leitungssignal (13) und/oder das durch den zweiten Leitungs- signal-Kodiervorgang erzeugte Uplink-Leitungssignal (14) ein Basisbandsignal ist.
10. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Leitungssignal- Kodiervorgang eine Modulation umfasst, insbesondere eine Pulsamplitudenmo- dulation und/oder eine Pulsweitenmodulation und/oder eine Pulspositionsmodu- lation und/oder eine Amplitudenumtastung und/oder eine Frequenzumtastung und/oder eine Phasenumtastung und/oder eine Quadraturamplitudenmodulation umfasst.
11. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (9) und/oder die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (10) dazu einge- richtet ist, das Downlink-Leitungssignal (13) und/oder das Uplink-Leitungssignal (14) mit einer Datenrate, die kleiner oder gleich 1 Mbit/s, insbesondere kleiner oder gleich 500 kbit/s, insbesondere kleiner oder gleich 200 kbit/s, insbesonde- re kleiner oder gleich 150 kbit/s ist, über die Übertragungsleitung (8) zu übertra- gen und/oder zu empfangen.
12. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (10) dazu eingerichtet ist, mit dem Uplink-Leitungssignal (14) eine Signalqual itätsin- formation zu übermitteln, die eine Signalqualität des von mindestens einer Teil nehmerstation (6) übertragenen und von der Funk-Kommunikationseinheit (12) der Relais-Basisstation empfangenen Uplink-Funksignals (15a) anzeigt.
13. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Master-Basisstation (3) eine Entscheidungseinheit (19) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Signalqualitätsinformationen zu verar- beiten, welche die Signalqualität eines von der Funk-Kommunikationseinheit (12) der Relais-Basisstation empfangenen Uplink-Funksignals (15a), aus dem die erste Uplink-Bitfolge erzeugt wurde, und/oder die Signalqualität eines von der Funk-Kommunikationseinheit (11 ) der Master-Basisstation (3) empfangenen Uplink-Funksignals (15b), aus dem die zweite Uplink-Bitfolge erzeugt wurde, anzeigen, und in Abhängigkeit der Signalqualitätsinformationen
- aus einer Mehrzahl von Uplink-Bitfolgen, die von derselben Teilnehmer- Station (6) übermittelt wurden, eine Uplink-Bitfolge auszuwählen und/oder
- eine Mehrzahl von Uplink-Bitfolgen zur Fehlererkennung und/oder zur Fehlerkorrektur zu kombinieren.
14. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Funknetz und die Funk- Kommunikationseinheiten (11 , 12) dem TETRA-Standard und/oder dem DMR- Standard und/oder dem TETRAPOL-Standard und/oder dem PDT-Standard und/oder dem P25-Standard und/oder dem GSM-Standard entsprechen.
15. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Funknetz ein digitales Bündelfunknetz ist.
16. Master-Basisstation (3) für ein digitales Funknetz, gekennzeichnet durch die Merkmale der Master-Basisstation (3) eines Kommunikationssystems (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
17. Relais-Basisstation für ein digitales Funknetz, gekennzeichnet durch die Merk- male der Relais-Basisstation eines Kommunikationssystems (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
18. Leitungsgebundene Schnittstelleneinheit (9, 10) für ein digitales Funknetz, ge- kennzeichnet durch die Merkmale der ersten leitungsgebundenen Schnittstel leneinheit (9) und/oder der zweiten leitungsgebundenen Schnittstelleneinheit (10) eines Kommunikationssystems (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
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