FI111674B - Käyttäjäliityntä - Google Patents

Description

1 111674 Käyttäjäliityntä

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen radiopuhelimeen.

5

Radiopuhelimella tässä selityksessä tarkoitetaan langatonta puhelinta, jolla voidaan olla radioyhteydessä televerkkoon tai toiseen radiopuhelimeen. Käsipuhelimella tarkoitetaan kannettavaa radiopuhelinta, kuten matkapuhelinta, joka on kooltaan ja muodoltaan sopiva kädessä pidel-10 täväksi. Edellä olevat määritelmät perustuvat Tekniikan Sanastokeskus ry:n julkaisuun TSK 19: "Matkaviestinsanasto", 1993.

Radiopuhelimen käyttäjäliityntä käsittää ainakin mikrofonin, kuulokkeen ja näppäimet puhelun muodostamiseksi sekä saapuvaan puheluun 15 vastaamiseksi. Lisäksi erityisesti matkapuhelimissa on näyttö, jonka avulla puhelimen käyttäjälle voidaan ilmoittaa tietoa mm. saapuvasta puhelusta.

Käsipuhelimen käyttöön liittyy usein se ongelma, että puhelin soi sellai-20 sessa tilanteessa, kun puhelin ei ole käden ulottuvilla, vaan esimerkiksi takin taskussa auton penkillä, laukussa, povitaskussa tai muuten hankalassa paikassa. Puhelin saattaa myös soida sellaisessa tilanteessa, että vastaaminen on muuten hankalaa, kuten bussissa, kokouksessa tai kirkossa.

25

Ongelmaa on yritetty ratkaista sijoittamalla koko radiopuhelin rannek-keeseen, jolloin rannekepuhelin olisi helppo kuljettaa mukana ja puhelimen soidessa siihen olisi helppo vastata, koska se on käyttäjän lähellä. Esimerkiksi eurooppalaisessa patenttihakemuksessa EP-602828 30 on esitetty eräs ratkaisu, jossa radiopuhelin on sijoitettu rannekellon tyyppiseen koteloon. Suurin osa radiopuhelimen osista on sijoitettu kotelon runko-osaan mukaanlukien mikrofoni, ja kansiosaan on sijoitettu lähinnä kuuloke. Puhelua aloitettaessa kansiosa avataan, jolloin mikrofonin ja kuulokkeen välinen etäisyys saadaan suuremmaksi, mikä hel-35 pottaa rannekepuhelimen käyttöä. Kyseisessä julkaisussa on pyritty lähinnä esittämään rannekepuhelimen mekaanista toteutusta. Myös yhdysvaltalaisessa patentissa US-5,260,915 on esitetty eräs ratkaisu rannekepuhelimen mekaaniseksi toteuttamiseksi. Käytännössä radiopuhe- 2 111674 linta ei nykyisellä tekniikalla pystytä pakkaamaan niin pieneen tilaan, että se olisi järkevää sijoittaa rannekkeeseen ainakaan, mikäli halutaan saavuttaa kohtuulliset toiminta-ajat puhelimelle. Nykyisin tunnettujen radiopuhelimien akut ovat vielä huomattavasti suurempia ja painavam-5 pia kuin koko ranneke, jolloin radiopuhelimen sovittaminen rannekkeeseen edellyttäisi erittäin pienen akun käyttöä, mutta tällöin rannekepu-helimen toiminta-aika on hyvin lyhyt yhdellä latauksella.

Ongelmana rannekepuhelimessa on myös se, miten antenni saadaan 10 toteutettua. Antennin sijoittaminen liian lähelle kehoa, esimerkiksi ran-nekkeen ympäri kierrettynä, huonontaa antennin ominaisuuksia. Tämä rajoittaa rannekepuhelimen toimintaetäisyyttä tukiasemasta tai toisesta radiopuhelimesta.

15 Vielä tunnettujen rannekepuhelimien eräänä ongelmana on se, että lähettimien hyötysuhteet ovat niin alhaisia, että syntyy lämpöongelmia, kun koko radiopuhelin pakataan pieneen tilaan rannekkeeseen. Ranne-kepuhelimeen kohdistuvaa lämpökuormaa lisää myös käyttäjän ranne.

20 Suomalainen patenttihakemus 901948 esittää radiopuhelimen jakamista kahteen osaan siten, että yhdessä osassa ovat lähetin/vastaanotin, ohjauspiirit sekä antenni ja toisessa osassa näppäimistö ja näyttö siten, että ainakin osa radiopuhelimen käyttölaitteista on pidettävissä helpommin käyttäjän ulottuvilla kuin radiopuhelinkone kokonaisuudessaan.

25 Julkaisussa esitettyä radiopuhelinta voidaan käyttää kahdessa eri toi-mintamoodissa: ensimmäisessä toimintamoodissa käsipuhelin on yhdistetty liitäntäjohdolla radio-osaan, jolloin linkkiyhteys on poissa käytöstä ja radiopuhelin toimii normaalina NMT-450 -matkapuhelimena; toisessa toimintamoodissa käsipuhelin irrotetaan liitäntäjohdosta, jolloin 30 sekä radio-osan että käsipuhelimen välisessä linkkiyhteydessä käytettävät vastaanottimet kytketään toimintaan ja ne alkavat hakea sellaista :· kanavaa, jolla mahdollinen yhteys radio-osan ja käsipuhelimen välillä tullaan muodostamaan.

35 Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannus radiopuhelimen käyttöön, erityisesti radiopuhelimeen vastaamiseen. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että ainakin osasta radiopuhelimen käyttäjäliityntää muodostetaan helposti käyttäjän mukana kulkeva 3 111674 osa, joka on pidettävissä käden ulottuvilla. Tämän aikaansaamiseksi radiopuhelin jaetaan ainakin ensimmäiseen osaan ja toiseen osaan, jolloin ensimmäinen osa käsittää ainakin teholähteen, radio-osan (transceiver) kommunikoimaan radiopuhelinjärjestelmässä, kuten tuki-5 aseman tai toisen radiopuhelimen kanssa, antennin sekä tiedonsiirtovälineet kommunikoimaan toisen osan kanssa. Toinen osa käsittää ainakin näppäimiä ja tiedonsiirtovälineet kommunikoimaan ensimmäisen osan kanssa. Sovellettaessa keksintöä digitaalipuhelimeen, kuten GSM-matkapuhelimeen, on digitaaliset signaalinkäsittelytoiminnot edul-10 lisesti sijoitettu ensimmäiseen osaan. Nyt esillä olevalle keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tun-nusmerkkiosassa.

Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja tunnetun 15 tekniikan mukaisiin ratkaisuihin verrattuna. Kun keksinnön mukaisen radiopuhelimen toinen osa on käyttäjän lähellä, esim. ranteessa, puhelimeen vastaaminen onnistuu helposti toisen osan näppäimillä tai vastaavilla. Myös koko puhelu voidaan suorittaa käyttämällä vain toista osaa. Ensimmäinen osa voi normaali käyttöolosuhteissa tällöin olla ko-20 ko puhelun ajan vyöllä, taskussa, laukussa tai vaikkapa auton hansikaslokerossa.

Keksinnön mukainen linkkiyhteys on toteutettavissa siten, että yhteydessä käytettävät taajuudet riippuvat radio-osan käyttämistä taajuuk-25 sista, jolloin useita keksinnön mukaisia radiopuhelimia voi olla lähellä toisiaan ja samanaikaisesti käytössä, ilman että ne häiritsevät toisiaan.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on rannekepuhelimien ongelmia tuottavat osat kuten radio-osan lähetin ja akku sijoitettu ensimmäiseen 30 osaan, jolloin rannekeosa voidaan tehdä vähän virtaa kuluttavaksi. Rannekeosa voi olla tällöin myös paristokäyttöinen.

•» «(

Keksinnön mukaisessa radiopuhelimessa radio-osan antenni on ensimmäisessä osassa kauempana käyttäjän kehosta, jolloin vältetään 35 tunnettujen rannekepuhelimien antennin sijoitusongelmat.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin piirustuksiin, joissa 4 .111674 kuva 1a esittää keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaista radiopuhelinta, 5 kuva 1b esittää keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaisen radiopuhelimen ensimmäisen osan edullista toteutusvaihtoehtoa pelkistettynä lohkokaaviona, kuva 1c esittää keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon 10 mukaisen radiopuhelimen toisen osan edullista toteutus vaihtoehtoa pelkistettynä lohkokaaviona, kuva 2 esittää keksinnön toisen edullisen suoritusmuodon mukaista radiopuhelinta, 15 kuva 3a esittää keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaista radiopuhelinta, kuva 3b esittää keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon mu-20 kaisen radiopuhelimen ensimmäisen osan tiedonsiirtoväli neiden edullista toteutusvaihtoehtoa pelkistettynä lohkokaaviona, kuva 3c esittää keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon mu-25 kaisen radiopuhelimen toisen osan tiedonsiirtovälineiden edullista toteutusvaihtoehtoa pelkistettynä lohkokaaviona, kuva 3d esittää keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaisen radiopuhelimen kolmannen osan tiedonsiirtovälinei-30 den edullista toteutusvaihtoehtoa pelkistettynä lohkokaavio na, kuva 4 esittää keksinnön neljännen edullisen suoritusmuodon mukaista radiopuhelinta, kuva 5 esittää linkkitaajuuksien hallinnan toista edullista toteutusvaihtoehtoa pelkistettynä lohkokaaviona, ja 35 111674 5 kuva 6 esittää linkkitaajuuksien hallinnan kolmatta edullista toteutusvaihtoehtoa pelkistettynä lohkokaaviona.

Kuvan 1a mukainen keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon < 5 radiopuhelin 1 koostuu ensimmäisestä osasta, eli puhelinosasta 2 sekä ensimmäiseen osaan tiedonsiirtoyhteydessä olevasta toisesta osasta, eli rannekeosasta 3. Puhelinosana 2 käytetään sopivimmin radiopuhelinta, kuten GSM-matkapuhelinta. Puhelinosa 2 käsittää radio-osan 4, jossa on mm. radiopuhelimen lähetin/vastaanotin 49, radio-osan anten-10 nin 5, näppäimistön 6 ja näyttöelimen 7, kuulokkeen 8 ja mikrofonin 9. Lisäksi puhelinosa 2 käsittää linkkimodulin 10 tiedonsiirtoyhteyden muodostamiseksi rannekeosan 3 ja puhelinosan 2 välille. Linkkimoduli 10 on kiinnitetty edullisesti puhelinosan 2 systeemiliittimeen 12 tai vastaavaan, jonka kautta tiedonsiirtoyhteydessä tarvittava signalointi link-15 kimoduiin 10 ja puhelinosan 2 välillä voidaan järjestää.

Keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukainen rannekeosa 3 käsittää ainakin lisäkuulokkeen 13, lisämikrofonin 14, iuurinäppäimet eli puheluun vastausnäppäimen 15 ja puhelun lopetusnäppäimen 16, sekä 20 välineet 36 hälytyssignaaiin muodostamiseksi. Lisäksi keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaiseen rannekeosaan 3 on järjestetty lisänäyttöelin 11, jolla voidaan näyttää vastaavia tietoja kuin puhelin-osan näyttöelimellä 7, esim. soittavan puhelimen numeron tai soittavan henkilön nimen. Lisäksi rannekeosa 3 käsittää sopivimmin rannekkeen 25 17, jolloin rannekeosa 3 on helposti kiinnitettävissä ranteeseen ja kul kee käyttäjän mukana tarvittaessa. Kuvassa 1a rannekeosa 3 on esitet-* ty käyttöasennossa, jolloin kiinnitysvarren 18 toiseen päähän kiinnitetty lisäkuuloke 13 on vedetty ulos ensimmäisestä rannekekotelosta 19a. Tällöin lisäkuulokkeen 13 ja lisämikrofonin 14 välinen etäisyys on lähel-30 lä käyttäjän korvan ja suun välistä etäisyyttä. Kun rannekeosa 3 on kiinnitetty ranteeseen, sijoittuu lisäkuuloke 13 kämmenpohjan kohdalle. Kämmen asetetaan korvaa vasten, jolloin lisäkuuloke 13 on hyvin lähellä korvaa ja lisämikrofoni lähellä suuta. Kämmenpohja on korvan ympärillä, mikä vaimentaa ulkoisten hälyäänten vaikutusta ja parantaa tällöin 35 puheen ymmärrettävyyttä. Puhelun päätyttyä lisäkuuloke 13 työnnetään takaisin ensimmäiseen rannekekoteloon 19a ja painetaan puhelun lo-petusnäppäintä 16.

6 111674 Tässä selityksessä käytetään puhelinosan 2 ja rannekeosan 3 välisestä tiedonsiirtoyhteydestä nimitystä ensimmäinen linkkiyhteys LINK1. Linkkiyhteyksien toteuttamiseksi on olemassa useita erilaisia vaihtoehtoja. Eräs ratkaisu on toteuttaa linkkiyhteys galvaanisesti eli johtimien tai 5 kaapelin avulla. Tällöin puhelinosan 2 ja rannekeosan 3 välistä etäisyyttä rajoittaa johtimien tai kaapelin pituus. Tämän ratkaisun etuna on se, että yhteys toimii varmasti ulkoisista voimakkaista häiriöistä huolimatta. Tämä ratkaisu on käyttökelpoinen silloin, kun puhelinosa 2 on käyttäjän lähellä, esim. takin taskussa, ja rannekeosa 3 on kiinnitetty 10 ranteeseen.

Linkkiyhteys voidaan toteuttaa myös ultraäänitiedonsiirtona, jota on käytetty esimerkiksi televisioiden kaukosäätimissä. Tällöin ultraäänilä-hettimessä muodostetaan lähetettävällä informaatiolla moduloitu ultra-15 äänisignaali, joka ultraäänivastaanottimessa demoduloidaan. Ultraääntä käyttämällä ei näköyhteyttä puhelinosan 2 ja rannekeosan 3 välillä välttämättä tarvita. Kuitenkin ultraääni vaimenee hyvin nopeasti, jolloin yhteys ei ehkä ole mahdollinen puhelinosan 2 ollessa peitettynä esim. vaatteiden sisällä.

20

Linkkiyhteys on toteutettavissa myös infrapunatiedonsiirtona, jolloin sekä puhelinosa 2 että rannekeosa 3 käsittävät infrapunalähettimen ja -vastaanottimen. Infrapunatiedonsiirto edellyttää infrapunavalonsäteille esteetöntä kulkureittiä, joko suoraan tai infrapunavalonsäteitä heijasta-25 vien pintojen, kuten ikkunoiden ja muiden kiiltävien pintojen kautta inf-rapunalähettimeltä infrapunavastaanottimelle, mikä rajoittaa tämän tiedonsiirtomenetelmän käyttökelpoisuutta.

Linkkiyhteyden muodostamisessa edullisin toteutusvaihtoehto on radio-30 yhteys, jolloin näköyhteyttä ei tarvita ja myöskään signaalin vaimeneminen ei normaalikäytössä aiheuta ongelmia. Kuvassa 1 b on esitetty keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaisessa radiopuhelimessa 1 käytettävän ensimmäisen linkkiyhteyden LINK1 toteutus pu-helinosassa 2. Linkissä käytettävä modulointimenetelmä on esimerkiksi 35 taajuusmodulaatio (FM) tai jokin digitaalinen modulointimenetelmä. Linkkiyhteydessä käytettävällä taajuusalueella ei ole merkitystä keksinnön soveltamisessa sinänsä. Taajuusalue jaetaan edullisesti kanaviin, jolloin kullekin kanavalle varataan tietty osa taajuusalueesta. Kanavan 7 111674 leveyteen vaikuttaa mm. käytetty modulointimenetelmä. Esim. taajuus-modulaatiossa kantoaaltotaajuus asetetaan kanavan keskitaajuuteen (kanavataajuuteen), jolloin taajuusmoduloidun signaalin taajuus muuttuu moduloivan signaalin mukaan kanavataajuuden molemmin puolin.

5 Maksimitaajuuspoikkeama eli deviaatio on korkeintaan puolet kanavalle . varatun taajuusalueen leveydestä.

Linkkiyhteydet ovat kaksisuuntaisia sopivimmin siten, että analogisissa puhelinjärjestelmissä voidaan linkissä lähettää samanaikaisesti molem-10 piin suuntiin: ensimmäisessä linkkiyhteydessä LINK1 puhelinosasta 2 rannekeosaan 3 ja rannekeosasta 3 puhelinosaan 2. Tällöin puhelin-osan linkkimodulin lähetin lähettää vapaana olevalla ensimmäisen lähe-tyskaistan (uplink-kaista) kanavataajuudella ja rannekeosan lähetin lähettää vastaavalla ensimmäisen vastaanottokaistan (downlink-kaista) 15 kanavataajuudella. Lähetys- ja vastaanottokanavataajuuksien välinen ero käytännön sovelluksissa asetetaan vakioksi (duplex-väli).

Digitaalisissa puhelinjärjestelmissä, jotka käyttävät aikajakotekniikkaa (TDMA) on lisäksi huomioitava, että samalla alueella saattaa samalla 20 taajuudella olla toiminnassa useita puhelimia niin, että kullekin puhelimelle on varattu aikaväli, jolla se saa liikennöidä. Tällaisissa järjestelmissä voidaan käyttää keksinnön mukaisessa linkissä myös aikajakoa ja sitoa linkin käyttämä aikaväli puhelimen käyttämään aikaväliin.

25 Keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukainen analogi-. nen radiopuhelin 1 toimii seuraavasti. Radiopuhelimen 1 valikkotoimin- tojen (ei esitetty) avulla radiopuhelin 1 on asetettu UAI-toimintamoodiin (User Air Interface), jolloin linkkimoduli 10 on käytössä. Kun puhelin-osaan 2 saapuu puhelu, käynnistetään ensimmäisen linkkiyhteyden 30 LINK1 muodostus. Puhelinosan 2 linkkimodulin vastaanotin 21 ohjataan pyyhkäisemään ensimmäiselle linkkiyhteydelle valittu vastaanottokaista läpi esim. kytkemällä kolmioaaltomuotoinen jännite scan-linjaan ja sul-kemalla kytkin S1. Kolmioaalto muodostetaan esim. kontrollerin 27 digi-taali/analogiamuuntimella (D/A). Kolmioaalto johdetaan kytkimen S1 ja 35 vastuksen R1 kautta kapasitanssidiodille D1. Jännitteen muutos kapasi-tanssidiodin D1 johdinten välillä aiheuttaa kapasitanssidiodin D1 kapasitanssiin muutoksen. Kapasitanssidiodi D1 on kytketty linkkimodulin paikallisoskillaattorin 20 taajuudensäätöpiiriin, jolloin linkkimodulin pai- 8 111674 kallisoskillaattorin 20 taajuus muuttuu scan-linjan jännitteen muutokseen verrannollisena. Linkkimodulin paikallisoskillaattorin 20 muodostama taajuus johdetaan linkkimodulin vastaanottimen sekoittimeen 22. Sekoittimeen 22 on kytketty myös linkin vastaanottoantennipiiri, joka 5 käsittää linkkimodulin vastaanottoantennin 23, ensimmäisen kaistan-päästösuodattimen 24 ja linkkimodulin vastaanottimen suurtaajuusvah-vistimen 58. Ensimmäisen kaistanpäästösuodattimen 24 päästökais-taksi on asetettu ensimmäiselle linkkiyhteydelle valittu vastaanottokais-tan taajuusalue, jolloin sekoittimelie johdetaan sellaiset radiotaajuiset 10 signaalit, jotka ovat ao. taajuusalueella. Sekoittimen 22 lähdöstä saadaan sekoitustuloksena paikallisoskillaattoritaajuuden ja vastaanotettavan radiotaajuisen signaalin erotus, joka johdetaan toisen kaistanpäästösuodattimen 25 kautta detektorille 26. Toisen kaistanpäästösuodattimen 25 päästökaistan leveys on oleellisesti sama kuin kanavan le-15 veys, jolloin viereisillä kanavilla mahdollisesti olevat signaalit eivät häiritse demodulointia. Detektorin lähdöstä saadaan demoloitu signaali 42. Demoduloitu signaali johdetaan myös alipäästösuodattimelle 75, ali-päästösuodatettu signaali johdetaan AFC-linjaan, jonka jännitetasoa linkkimodulin kontrolleri 27 tarkkailee pyyhkäisyn aikana. Kuvan 1b 20 laitteistossa tämä suoritetaan kontrollerin 27 analogia/digitaalimuunti-mella (D/A), joka muuntaa jännitearvon digitaaliseksi arvoksi, jota kontrollerin 27 sovellusohjelmistossa käsitellään. AFC-linjan jännitetaso on verrannollinen detektorin 26 lähdön DC-tasoon. Vastaanotettaessa ran-nekeosan lähettämää signaalia voidaan AFC-linjaa käyttää vastaanotti-25 men paikallisoskillaattoritaajuuden pitämiseksi lukittuneena lähetetyn signaalin kantoaaltotaajuuteen.

Kontrolleri 27 päättelee AFC-linjan jännitetason perusteella sen, onko tutkittavalla vastaanottokaistalla muuta liikennettä. Jos muuta liiken-30 nettä ei ole, voidaan virittyä mille tahansa vastaanottokaistan kanava-taajuudelle. Mikäli muuta liikennettä löytyy, on vastaanottokaistalta valittava vapaa kanava. Mikäli vapaata tilaa ei löydy, ei myöskään yhte- • · yttä rannekeosaan voida muodostaa valitulla vastaanottokaistalla. Mikäli vapaa kohta löytyy, viritetään vastaanotin kyseiselle kanavataajuu-35 delle, eli asetetaan kapasitanssidiodille D1 valittua kanavataajuutta vastaava ohjausjännite. Tällöin kapasitanssidiodin D1 kapasitanssi asettaa linkkimodulin paikallisoskillaattorin 20 taajuuden valittua kanavataajuutta vastaavaksi. Samalla, kun linkkimodulin vastaanotin on vi- 9 111674 ritetty oikealle kanavataajuudelle, myös linkkimodulin lähetin virittyy duplex-välin päähän, koska tässä suoritusmuodossa linkkimodulin pai-kallisoskillaattori 20 on yhteinen sekä linkkimodulin vastaanottimelle 21 että linkkimodulin lähettimelle 28.

5

Demoduloitu signaali saadaan linkkimodulin audiolähtölinjasta 42. Da-tasignaalia vastaanotettaessa signaali johdetaan linkkimodulin kontrollerille 27 sulkemalla kytkin S13, joka tutkii vastaanotetun datan. Audiosignaali sen sijaan johdetaan puhelinosaan 2 sulkemalla kytkin S9. 10 Rannekeosan lähetystä vastaanotettaessa voidaan AFC-linja kytkeä kapasitanssidiodille D1 sulkemalla kytkin S11, jolloin vastaanotin 21 on lukittunut lähetteen taajuuteen.

Sen jälkeen kun vapaa vastaanottokanava on löytynyt, voidaan tiedon-15 siirtoyhteyden muodostus puhelinosan 2 ja rannekeosan 3 välille aloittaa. Linkkimodulin kontrolleri 27 kytkee linkkimodulin lähettimen 28 päälle, sulkee kytkimen S2 ja syöttää linkkimodulin modulaattorin data-tuloon salasanan, joka on yhteinen linkkimodulille 10 ja rannekeosalle 3.

20

Kuvassa 1b esitetty linkkimodulin lähetin 28 toimii seuraavasti. Moduloiva signaali johdetaan kapasitanssidiodille D2, jonka kapasitanssi muuttuu modulointisignaalin mukaan. Datasignaali johdetaan kytkimen S2 ja erotuselimen R7 kautta ja analogiasignaali kytkimen S6 ja ero-25 tuselimen R8 kautta. Erotuselimet R7, R8 toimivat lähinnä impedanssin sovituseliminä. Moduloitavan oskillaattorin 29 perustaajuus on valittu niin, että lähetettävän radiotaajuisen signaalin ja vastaanotettavan radiotaajuisen signaalin välille muodostuu taajuusero, joka on halutun duplex-välin suuruinen. Käyttämällä yhteistä paikallisoskillaattoria saa-30 daan sekä vastaanotin että lähetin virittymään niin, että duplex-väli pysyy vakiona riippumatta käytössä olevasta kanavasta. Modulointitulok-; sena muodostuu taajuusmoduloitu signaali, joka johdetaan linkkimodu lin lähettimen sekoittimen 30 ensimmäiseen tuloon. Sekoittimen 30 toiseen tuloon johdetaan linkkimodulin paikallisoskillaattorin 20 taajuus, 35 joka on asetettu niin, että vastaanotin virittyy halutulle vastaanottotaa-juudelle. Sekoittimen lähdöstä saadaan tällöin moduloitu lähetys-kanavataajuinen signaali, joka vielä vahvistetaan linkkimodulin lähettimen suurtaajuusvahvistimessa 59 ja alipäästösuodatetaan alipäästö- 10 111674 suodattimessa 31 mm. harhalähetteiden vaimentamiseksi. Alipäästö-suodattimelta moduloitu radiotaajuinen signaali johdetaan linkkimodulin lähetysantenniin 32.

5 Rannekeosan vastaanotin kytketään päälle tietyin väliajoin, esimerkiksi viiden sekunnin välein, ja pyyhkäistään rannekeosan vastaanottokaista, joka on yhtä kuin linkkimodulin 10 lähetyskaista. Rannekeosan kontrolleri 34 tarkkailee samanaikaisesti rannekeosan detektorin 35 lähtöä sen selvittämiseksi, löytyykö kaistalta mahdollisesti radio-osan linkkimodulin 10 muodostamia lähetteitä. Mikäli lähetteitä löytyy, lukitaan vastaanotin lähetteeseen ja luetaan lähetteen sisältämä informaatio. Mikäli informaatiosta löytyy rannekkeen salasana, lukitaan rannekkeen vastaanotin ko. taajuudelle. Jos rannekkeen oma salasana löytyy, generoidaan hälytys rannekeosan hälytyssignaalin muodostusvälineissä 36 merkiksi saapu-15 vasta puhelusta, esimerkiksi ääni- tai valomerkkinä, värinänä tai kutituksena.

Tämän ajoittaisen päällekytkennän tarkoituksena on pienentää rannekeosan 3 virrankulutusta. Ainoastaan puhelun aikana on tarve pitää 20 rannekeosassa jatkuvasti käyttöjännitteet kytkettynä. Muulloin voidaan käyttöjännitteet pitää pois kytkettyinä, ainoastaan tietyin väliajoin käydään tarkistamassa onko radio-osa vastaanottanut puhelun.

Radio-osan linkkimodulin vastaanotin 21 voi toimia virtaa säästäen ai-25 van samoin, eli se tarkkailee vain ajoittain, onko sen vastaanottokaistal-la, eli rannekkeen lähetyskaistalla lähetteitä, muulloin käyttöjännitteet ovat poiskytkettyinä.

Sekä rannekkeen, että radio-osan linkkimodulin 10 lähetinosille ovat 30 käyttöjännitteet kytkettyinä ainoastaan puhelun aikana.

Itse radiopuhelimen radio-osan 2 vastaanottimen ja lähettimen käyttö- • *.

jännitteiden ohjaussignaalit eivät ole hyviä linkin lähettimen ja vastaanottimen käyttöjännitteiden kytkentäsignaaleiksi, koska ne aiheuttaisivat 35 suurempaa virrankulutusta linkkiosalle, johtuen esimerkiksi siitä, ettei puhelimen vastaanottimelta voida kytkeä käyttöjännitteitä pois näin pitkäksi ajaksi.

11 111674

Rannekeosan 3 lähetin/vastaanottimen toiminta on oleellisilta osiltaan samanlainen kuin linkkimodulin lähetin/vastaanottimen toiminta. Rannekeosan vastaanotin 33 asetetaan pyyhkäisemään ensimmäiselle linkkiyhteydelle valittu lähetyskaista läpi esim. kytkemällä kolmioaaltomuo-5 toinen jännite scan-linjaan ja sulkemalla kytkin S3. Kolmioaalto johdetaan kytkimen S3 ja vastuksen R4 kautta kapasitanssidiodille D3. Ka-pasitanssidiodilia D3 säädetään rannekeosan paikallisoskillaattorin 37 taajuutta scan-linjan jännitteen muutokseen verrannollisena. Rannekeosan paikallisoskillaattorin 37 muodostama taajuus johdetaan ranneke-10 osan vastaanottimen sekoittimeen 56. Rannekeosan vastaanottoanten-nista 57 vastaanotetut radiotaajuiset signaalit johdetaan kolmannen kaistanpäästösuodattimen 54 kautta vahvistettavaksi rannekeosan vastaanottimen suurtaajuusvahvistimeen 60 ja rannekeosan vastaanottimen sekoittimeen 56. Sekoittimen lähdöstä paikallisoskillaattoritaajuu-15 den ja vastaanotettavan radiotaajuisen signaalin erotussignaali johdetaan neljännen kaistanpäästösuodattimen 63 kautta rannekeosan detektorille 35. Myös neljännen kaistanpäästösuodattimen 63 päästökais-tan leveys on oleellisesti sama kuin kanavan leveys. Detektorin 35 läh-tösignaali johdetaan rannekeosan detektorin alipäästösuodattimeen 76 20 AFC-signaalin muodostamiseksi. Demoduloitu signaali saadaan rannekeosan audiolinjasta. Datasjgnaalia vastaanotettaessa signaali johdetaan rannekeosan kontrollerille 34 sulkemalla kytkin S14, joka tutkii vastaanotetun datan. Audiosignaali sen sijaan johdetaan lisäkuulok-keelle 13 sulkemalla kytkin S12. Lisäksi demoduloitu signaali johdetaan 25 edelleen vastuksen R6 kautta AFC-linjaan, jonka jännitetasoa rannekeosan kontrolleri 34 tarkkailee. Lähetteen taajuuteen lukittuminen suoritetaan edullisesti kytkemällä AFC-linjan jännite rannekeosan paikallisoskillaattorin kapasitanssidiodille D3 sulkemalla kytkin S11.

30 Rannekeosan lähettimessä 39 moduloitava data- tai audiosignaali johdetaan kapasitanssidiodille D4, joka on modulaattorin 38 oskillaattoripii-rissä, jonka perustaajuus on valittu niin, että lähetettävän radiotaajuisen signaalin ja vastaanotettavan radiotaajuisen signaalin välille muodostuu taajuusero, joka on halutun duplex-välin suuruinen. Kontrolleri 34 sul-35 kee kytkimen S4 datalähetyksen ajaksi, jolloin kytkin S5 on auki-asen-nossa. Vastaavasti analogiasignaalin lähetyksen ajaksi kontrolleri 34 sulkee kytkimen S5 ja aukaisee kytkimen S4. Kytkimien S4, S5 kanssa sarjaan kytketyt erotuselimet R9, R10 toimivat sovituseliminä. Modu- 12 111674 lointituloksena muodostuu taajuusmoduloitu signaali, joka johdetaan lähettimen sekoittimen 55 ensimmäiseen tuloon. Sekoittimen 55 toiseen tuloon johdetaan rannekeosan paikallisoskillaattorin 37 taajuus. Sekoittimen lähdöstä saadaan tällöin taajuusmoduloitu rannekkeen lä-5 hetyskanavataajuinen signaali, joka vielä vahvistetaan rannekeosan lähettimen suurtaajuusvahvistimessa 61 ja alipäästösuodatetaan ali-päästösuodattimessa 40 mm. harhalähetteiden vaimentamiseksi. Ali-päästösuodattimelta moduloitu radiotaajuinen signaali johdetaan rannekeosan lähetysantenniin 53.

10 Hälytyksen generoinnin jälkeen rannekeosan kontrolleri 34 syöttää rannekkeen modulaattorille 38 komennon, joka lähetetään linkkimodulille ja jolla puhelimen linkkimoduli 10 ohjataan lähettämään rannekeosaan 3 tiedot tulevasta puhelusta. Linkkimodulin vastaanottimessa 21 ranne-15 keosan lähettimen lähettämä signaali demoduloidaan ja johdetaan linkkimodulin kontrollerille 27, joka tulkitsee komennon. Sen perusteella linkkimodulin kontrolleri 27 noutaa tiedot esimerkiksi radiopuhelimen 1 systeemiliittimeltä 12, johon linkkimoduli 10 on liitetty. Linkkimodulissa tietoja muokataan tarvittaessa ja tiedoilla moduloidaan linkkimodulin 20 modulaattoria 29. Rannekeosan vastaanotin vastaanottaa tiedon, jota rannekeosan kontrolleri 34 muokkaa ja syöttää tiedon näytönohjaimelle lisänäyttöelimellä 11 esittämistä varten. Tällöin käyttäjä näkee lisänäyt-töelimeltä 11 esimerkiksi soittavan puhelimen numeron tai henkilön nimen. Mikäli puheluun halutaan vastata, painetaan rannekeosan puhe-25 luunvastaus-näppäintä 15, joka tavallisimmin on merkitty vihreällä luurilla. Näppäimen painalluksen perusteella rannekeosan kontrolleri 34 lähettää viestin linkkimodulille puhelun avaamiseksi. Tämän jälkeen datasiirto lopetetaan ja linkkimodulin modulaattorissa kytkin S2 avataan. Vastaavasti audiolinja kytketään päälle eli kytkin S6 suljetaan. Ranne-30 keosassa 3 detektorin lähtö kytketään rannekeosan lisäkuulokkeelle 13 sulkemalla kytkin S12 ja modulaattorin tulo rannekeosan lisämikro-. ionille 14 sulkemalla kytkin S5. Linkkimodulissa 10 audiolinjat 41, 42 kytketään vastaavasti systeemiliittimen ulkoisiin audiolinjoihin (EXT. AUDIO) sulkemalla kytkimet S6 ja S9. Puhelinosan 2 omaa kuuloketta 35 8 ja mikrofonia 9 ei tarvitse avata. Nyt puheyhteys on valmis, jolloin li- säkuuloke 13 vedetään ulos, viedään käsi korvalle ja puhutaan. Mikäli yhteyden laatu puhelinosan 2 ja rannekeosan 3 välillä on hyvä, voidaan koko puhelu hoitaa linkin kautta. Mikäli yhteyden laatu ei ole riittävän 13 111674 hyvä, pyydetään vastapuolta odottamaan sen aikaa, että puhelinosa 2 löytyy, ja jatketaan puhelua. Mikäli puhelinosan mikrofonia 9 ja kuuloketta 8 ei avattu puhelun alussa, avataan ne tässä vaiheessa. Kuvan 1b mukaisessa puhelinosassa on kytkimet S7, S8, jotka radio-osan 5 suoritinyksikkö 50 sulkee, jolloin puhelua voidaan jatkaa käyttämällä puhelinosaa 2.

Tietojen päivitys lisänäyttöelimellä 11 voidaan suorittaa sopivin väliajoin lähettämällä näyttödata rannekeosaan. Päivitystä ja muun datan siirtoa 10 ei kuitenkaan suoriteta puhelun aikana tässä suoritusmuodossa. Käytettäessä esim. digitaalista linkkiä, voidaan puhetta ja dataa lähettää samanaikaisesti.

Rannekeosan 3 eräs mekaaninen toteutusperiaate on esitetty kuvassa 15 1a. Rannekeosan lähetin/vastaanotin 33, 39, kontrolleri 34, kuuloke 13 sekä mikrofoni 14 on sijoitettu ensimmäiseen rannekekoteloon 19a. Näyttöelin 11 ja luurinäppäimet 15,16 on sijoitettu toiseen rannekekoteloon 19b. Rannekeosan lähetys- ja vastaanottoantennit 53, 57 voidaan kiinnittää rannekkeeseen 17, kuten myös ensimmäisen ja toisen ranne-20 kekotelon väliset signaalijohdot (ei esitetty).

Puhelinosan systeemiliittimeen 12 liitettävä linkkimoduli 10 voi edullisesti olla myös ns. läpikytkentätyyppiä (Loop Through), eli linkkimodulin 10 toisessa reunassa on samanlainen systeemiliitin kuin puhelinosan 25 systeemiliittimessä 12. Linkkimodulin 10 läpi on edullisesti johdettu ainakin latauskontaktit, jolloin linkkimodulia ei tarvitse poistaa latauksen ajaksi.

Keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukainen rannekeosa 3 on 30 siis rinnakkainen puhelimen oman käyttäjäliitynnän kanssa, jolloin puhelinosaa 2 voidaan käyttää normaalina puhelimena, esimerkiksi silloin, jos rannekeliitäntä ei toimi ulkoisista häiriöistä tai muista syistä johtuen. Vaikka oheisissa kuvissa 1a, 2, 3a ja 4 linkkimoduli 10 on esitetty erillisenä, puhelimeen liitettävänä modulina, voidaan linkkimodulin toiminnot 35 sijoittaa myös puhelimen sisään.

Linkkimodulin ja rannekeosan lähetin/vastaanottimien käytännön toteutuksissa voidaan käyttää esimerkiksi analogisissa radiopuhelimissa 14 111674 käytettyjä välitaajuuspiirejää 43, 43' (IF), joissa on mm. sekoitin, suur-taajuus- ja pientaajuusvahvistimet, rajoitin ja detektori. Piirien herkkyys on tähän tarkoitukseen riittävä. Piirit ovat edullisia ja niiden virrankulu-tus on pieni. Myös lähettimen toteutukseen löytyy valmiita FM-modu-5 laattoreita 44, 44'. Keksinnön mukainen rannekeosa voi olla myös pa-ristokäyttöinen, koska sen virrankulutus saadaan hyvin pieneksi.

Kontrollereina 27, 34 voidaan käyttää esimerkiksi sinänsä tunnettuja mikro-ohjaimia, joissa on suorittimen lisäksi luku/kirjoitusmuistia (RAM, 10 Random Access Memory), tulo- ja lähtöliityntälinjoja (I/O, Input/Output), analogia/digitaalimuunnin (A/D), digitaali/analogiamuunnin (D/A) sekä lukumuistia (ROM, Read Only Memory). Erityisesti sellaisissa sovelluksissa, joissa linkkimoduli 10 on toteutettu osana puhelinosaa 2, voidaan linkkimodulin kontrollerin toiminnot toteuttaa ainakin osittain myös pu-15 helinosan 2 kontrollerin sovellusohjelmistossa.

Kytkimet S1—S14 ovat edullisesti puolijohdekytkimiä, jolloin kytkimien ohjaus suoritetaan kytkemällä kytkimen ohjauslinjaan jännite, jonka ensimmäisellä arvolla ao. kytkin on auki-asennossa ja toisella arvolla 20 kiinni-asennossa. Jännitteen ensimmäinen arvo on esim. n. 0V ja toinen arvo lähellä käyttöjännitettä Vcc oleva arvo. Tällöin ohjauslinja on kytkettävissä kontrollerin 27, 34, 50 binääriseen l/O-linjaan (Input/Output), johon em. kaksi jännitearvoa on asetettavissa kontrollerin sovellusohjelmistolla.

25

Keksintöä voidaan soveltaa myös siten, että koko käyttöliityntä siirretään rannekeosaan 3 ja puhelinosa 2 on ilman käyttäjäliityntää: näppäimistöä 6, näyttöelintä 7, kuuloketta 8 ja mikrofonia 9. Tällöin puhelinosa 2 käsittää lähinnä radio-osan lähetin/vastaanottimen 49, antennin 30 5, teholähteen 65, käyttökytkimen 64 ja tiedonsiirtovälineet 10 kommu nikoimaan rannekeosan 3 kanssa. Rannekeosan näppäimistössä 66 on ; tällöin kaikki puhelun muodostamisessa tarvittavat näppäimet, kuten numeronäppäimet ja luurinäppäimet 15, 16. Eräs esimerkkiratkaisu tästä keksinnön toisesta edullisesta suoritusmuodosta on esitetty ku-35 vassa 2.

Kuvissa 3a—3d esitetty keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaisen radiopuhelin 1 on jaettu kolmeen osaan. Toisen ja koi- is 111674 mannen osan välisestä tiedonsiirtoyhteydestä käytetään tässä selityksessä nimitystä toinen linkkiyhteys LINK2, ja ensimmäisen ja kolmannen osan välisestä tiedonsiirtoyhteydestä käytetään nimitystä kolmas linkkiyhteys LINK3. Ensimmäinen osa, eli puhelinosa 2 vastaa oleellisil-5 ta osiltaan ensimmäisen suoritusmuodon puhelinosaa 2. Toinen osa, eli rannekeosa 3 käsittää näyttöelimen 11 ja luurinäppäimet 15, 16 sekä i tiedonsiirtovälineet ensimmäistä linkkiyhteyttä LINK1 varten kommunikoimaan puhelinosan 2 kanssa ja tiedonsiirtovälineet toista linkkiyhteyttä LINK2 varten kommunikoimaan kolmannen osan, eli luuriosan 45 10 kanssa. Rannekeosa 3 toimii tässä suoritusmuodossa toistimena (repeater) audiosignaaleille puhelinosan 2 ja luuriosan 45 välisessä tiedonsiirrossa. Luuriosassa 45 on lähinnä audio-osat, kuten iisäkuuloke 13 ja lisämikrofoni 14, sekä kommunikointivälineet toista linkkiyhteyttä LINK2 varten kommunikoimaan rannekeosan 3 kanssa. Rannekeosas-15 sa 3 ei suoriteta ilmaisua kumpaankaan suuntaan kulkeville audiosignaaleille. Linkkimodulilta lähetettyjä datasignaaleja siirretään puhelin-osan 2 ja rannekeosan 3 välillä, mutta ei johdeta luuriosaan 45. Rannekeosan 3 ja luuriosan 45 välillä voidaan kuitenkin välittää myös data-signaaleja, kuten salasanan, sen varmistamiseksi, että luuriosa kom-20 munikoi oikean rannekeosan kanssa. Kuvan 3d kytkentäkaaviossa on esitetty luuriosan kommunikointivälineet toista linkkiyhteyttä LINK2 varten, joka käsittää lähettimen 70, vastaanottimen 73, lähetys- ja vas-taanottoantennit 71, 72 ja paikallisoskillaattorin 69, jonka taajuutta säädetään kapasitanssidiodilla D5. Kommunikointivälineiden toiminnan 25 osalta tässä yhteydessä viitataan aikaisemmin tässä selityksessä esitettyyn kuvaukseen rannekeosan lähetin/vastaanottimien 39, 33 toiminnasta.

Kuvassa 3c rannekeosan 3 lohkokaavio käsittää keksinnön ensimmäi-30 sen suoritusmuodon mukaisen lähetin/vastaanottimen, johon on lisätty konvertterit 46, 47 sekä konvertterin paikallisoskillaattori 48. Puhelin-. osasta 2 lähetetyt audiosignaalilla moduloidut suurtaajuussignaalit joh- *! detaan rannekeosan vastaanottoantennista 57 kaistanpäästösuodatti- men 54 ja suurtaajuusvahvistimen 60 kautta lähetyskonvertterille 46, 35 jossa signaaliin sekoitetaan konvertterin paikallisoskillaattorin 48 taajuus. Sekoitustulos johdetaan konvertterin alipäästösuodattimen 77 kautta konvertterin lähetysantenniin 67. Luuriosasta 45 lähetetyt audiosignaalilla moduloidut suurtaajuussignaalit vastaanotetaan konvertterin 16 111674 vastaanottoantennilla 68 ja johdetaan vastaanottokonvertterille 47, jossa signaaliin sekoitetaan konvertterin paikallisoskillaattorin 48 taajuus. Sekoitustulos johdetaan rannekeosan alipäästösuodattimen 40 ja suurtaajuusvahvistimen 61 kautta rannekeosan lähetysantenniin 57.

5 Konvertterin paikallisoskillaattorin 48 taajuus valitaan siten, että toisen linkkiyhteyden LINK2 kanavat eivät mene päällekkäin ensimmäisen linkkiyhteyden LINK1 kanavien kanssa.

Keksinnön neljännen edullisen suoritusmuodon mukaisen radiopuhelin 10 1 on myös jaettu kolmeen osaan (kuva 4). Ensimmäinen osa 2, eli pu- helinosa vastaa oleellisilta osiltaan toisen suoritusmuodon puhelinosaa 2, joka on ilman käyttäjäliityntää. Toinen osa 3, eli rannekeosa käsittää näyttöelimen 11, näppäimistön 66, jossa on kaikki puhelun muodostamisessa tarvittavat näppäimet, kuten numeronäppäimet ja luurinäppäi-15 met 15, 16. Näyttöelin ja näppäimistö on liitetty edullisesti rannekeosan kontrollerin 34 l/O-linjoihin. Rannekeosa käsittää myös tiedonsiirtovälineet 33, 39 ensimmäistä linkkiyhteyttä LINK1 varten kommunikoimaan puhelinosan 2 kanssa ja tiedonsiirtovälineet 46, 47, 48, 67, 68 toista linkkiyhteyttä LINK2 varten kommunikoimaan kolmannen osan, eli luu-20 riosan 45 kanssa. Luuriosassa 45 on lähinnä audio-osat, kuten lisäkuu-loke 13 ja lisämikrofoni 14, sekä kommunikointivälineet toista linkkiyhteyttä varten kommunikoimaan rannekeosan 3 kanssa. Koska puhelin-osa 2 ei sisällä tässä suoritusmuodossa käyttäjäliityntää, soittaminen tapahtuu rannekeosan näppäimistöä käyttäen. Muilta osin keksinnön 25 neljännen suoritusmuodon toiminta vastaa oleellisilta osiltaan keksinnön kolmannen suoritusmuodon toimintaa.

Keksinnön kolmannen ja neljännen suoritusmuodon mukainen matkaviestin voidaan toteuttaa myös siten, että puhelinosan 2 ja rannekeosan 30 3 välillä siirretään ainoastaan datasignaaleita ja audiosignaalit siirretään suoraan puhelinosan 2 ja luuriosan 45 välillä kolmatta linkkiyhteyttä käyttäen. Tällöin puhelinosassa 2 on lisäksi tiedonsiirtovälineet kolmatta linkkiyhteyttä LINK3 varten (ei esitetty). Kolmannen linkkiyhteyden taajuuskaista valitaan edullisesti siten, että kolmannen linkkiyhteyden 35 kanavataajuuksien erotus ensimmäisen linkkiyhteyden kanavataajuuk-siin on vakio, jolloin kolmannen linkkiyhteyden tiedonsiirtovälineissä voidaan käyttää paikallisoskillaattoritaajuuden muodostamiseen linkki-modulin paikallisoskillaattoria ja kiinteälle taajuudelle viritettyä apuoskil- 17 111674 laattoria. Audio- ja datasignaalien välitys voidaan suorittaa edellä mainituilla tiedonsiirtomenetelmillä, edullisesti taajuusmoduloituina suurtaa-juussignaaleina.

5 Rannekeosan 3 ja luuriosan 45 välinen etäisyys on pieni, luokkaa 1 m, jolloin rannekeosan ja linkkiosan välisessä tiedonsiirrossa riittää suhteellisen pieni lähetysteho.

Kolmeen osaan jaetussa puhelimessa voi puhelinosan 2, ranneke-10 osan 3 ja luuriosan 45 välinen liikennöinti tapahtua myös siten, että käytetään vain linkkejä LINK1 ja LINK3 niin, että linkit ovat identtiset. Linkkiyhteyden sisältämä datasignaali ilmaistaan rannekkeessa ja vastaavasti ranneke lähettää vain dataa. Luuriosassa ilmaistaan linkkiyhteyden sisältämä audiosignaali kuulokkeelle 13 ja luuriosa moduloi mik-15 rofonilta14 saadulla audiosignaalilla linkkisignaalia. Tarvittaessa luuriosassa voidaan ilmaista myös osa datasignaalista esimerkiksi säätämään kuulokkeen ja mikrofonin signaalivoimakkuustasoja.

Keksinnön kolmannen ja neljännen suoritusmuodon mukaisen radiopu-20 helimen luuriosana voidaan käyttää esimerkiksi tunnettua päähän asetettavaa kuuloke-mikrofoniyhdistelmää, jolloin kuuloke (kuulokkeet) ja mikrofoni ovat heti käytettävissä ja molemmat kädet ovat puhelun aikana vapaana.

25 Aikaisemmin tässä selityksessä on esitetty eräs toteutusvaihtoehto linkkiyhteydessä LINK1, LINK2, LINK3 käytettävän taajuuden (kanavan) valitsemiseksi pyyhkäisemällä käytettävä vastaanottokaista läpi ja etsimällä vapaat kanavat. Kuvassa 5 on esitetty vaihtoehtoinen linkkiyhteydessä käytettävän taajuuden valintamenetelmä.

30

Radiopuhelinsolukkoverkko hallitsee verkossa olevien radiopuhelimien taajuuksia niin, että samassa solussa, eli samalla maantieteellisellä alueella samanaikaisesti aktiiviset radiopuhelimet käyttävät eri lähe-tys/vastaanottotaajuutta ja/tai eri aikaväliä eli kullakin radiopuhelimella 35 on oma yksilöllinen liikennöintikanavansa. Tätä tietoa käytetään hyväksi siten, että linkkitaajuus sidotaan radiopuhelimen radio-osan käyttämään taajuuteen ja/tai aikaväliin, jolla radiopuhelin kommunikoi tukiaseman kanssa. Kun linkin taajuus on kaikissa analogisissa radiopuhelimissa ie 111674 tietyllä kiinteällä etäisyydellä, esimerkiksi puhelimen lähettimen taajuudesta ja kaikkien samassa solussa toimivien radiopuhelimien radio-osan 4 lähettimet ovat eri taajuuksilla, niin myös solussa olevien radiopuhelimien linkkitaajuudet ovat erilaiset. Kuvan 5 mukaisessa radiopu-5 helimessa 1 radio-osan lähetin/vastaanottimen 49 paikallisoskillaattori 51 muodostaa lähetys- ja vastaanottotaajuuden lähetin/vastaanottimelle 49. Samaa radio-osan lähetin/vastaanottimen paikallisoskillaattorin 51 taajuutta hyödynnetään sekoittamalla se tai jokin siihen sidoksissa oleva radio-osan taajuus linkkimodulin sekoittimessa 78 modulin paikal-10 lisoskillaattorin taajuuteen linkkitaajuuden muodostamiseksi eli linkki-taajuus seuraa radio-osan paikallisoskillaattorin 51 taajuutta pysyen va-kioetäisyydellä siitä. Tällä estetään samassa solussa olevien radiopuhelimien linkkitaajuuksien asettuminen samalle taajuudelle. Sekoitus voi olla ylös- tai alassekoitus käytetystä linkkitaajuudesta riippuen.

15

Kuvan 6 mukainen linkkitaajuuksien hallinnan kolmas edullinen toteutusvaihtoehto käsittää syntetisaattorin 52 linkkitaajuuden muodostamiseksi. Syntetisaattori käsittää tässä suoritusmuodossa vaihelukitun silmukan (PLL, Phase Locked Loop) ja jänniteohjatun oskillaattorin (VCO, 20 Voltage Controlled Oscillator). Vaihelukitun silmukan jakolukua muuttamalla muutetaan jänniteohjatun oskillaattorin ohjausjännitettä, jolloin jänniteohjatun oskillaattorin taajuus muuttuu. Radio-osan kontrollerilla 50 on tiedossa radio-osan lähetin/vastaanottimen 49 käyttämät taajuu-det/aikavälit eli liikennöintikanava. Tätä tietoa hyväksi käyttäen radio-25 osan suoritinyksikkö 50 ohjaa linkin syntetisaattoria 52 linkkitaajuuden asettamiseksi. Suoritinyksikkö huolehtii samalla siitä, että linkkitaajuus pysyy tietyllä etäisyydellä radio-osan lähetin/vastaanottimen 49 lähetys-ja vastaanottotaajuudesta.

30 Digitaalipuhelimissa kuten esimerkiksi TDMA (GSM, PCN) ja CDMA useita puhelimia voi olla samanaikaisesti samassa solussa toiminnassa samalla taajuudella. TDMA-järjestelmässä samalla taajuudella liikennöivät puhelimet käyttävät eri aikavälejä, jolla vältetään se, että puhelimet häiritsisivät toisiaan.

35 CDMA (Code Division Multiple Access) järjestelmässä puhelimet liikennöivät samalla taajuudella samanaikaisesti. CDMA perustuu hajaspekt-ritekniikkaan (spread spectrum communication). Jokaisella kanavalla 19 111674 on oma valesatunnaissekvenssi (pseudorandom binary sequence), jolla moduloidaan kantoaaltoa ja hajotetaan spektri (spreading spectrum). Signaalit erotellaan vastaanotossa käyttämällä korrelaattoria, joka hyväksyy vain valitun binäärisekvenssin signaalienergian ja "kokoaa" 5 (despreads) sen spektrin.

Kuvan 6 mukaista sovellusta voidaan käyttää myös puhelinjärjestelmissä, joissa useat saman solun puhelimet liikennöivät samanaikaisesti samalla taajuudella.

10

Kullakin samassa solussa olevalla puhelimella on yksilöllinen liiken-nöintikanavansa (kanavanumero), jolla se kommunikoi tukiaseman kanssa. Kun linkkikanavat LINK1, LINK2, LINK3 sidotaan kanavanume-roon niin, että kutakin puhelimen liikennöintikanavaa, puhelin^tuki-15 asema, vastaa oma yksilöllinen linkkikanava, voidaan puhelimien linkkien keskinäinen häiriintyminen estää.

Digitaalipuhelimien linkkikanavilla LINK1, LINK2, LINK3 voidaan käyttää myös aikajakoa niin, että samalla taajuudella olevat liikennöintika-20 navat, puhelin^tukiasema, siirtävät tiedon käyttämästään aikavälistä linkille LINK. Tämä tieto on radio-osan suoritinyksiköllä 50, joka voi ohjata linkkimodulin PLL-yksikköä 52 ja kontrolliyksikköä 27. Tällöin kunkin puhelimen linkki toimii ainoastaan sille varatussa aikavälissä ja puhelimien keskinäinen häiriintyminen estetään. Koska link LINK taajuus 25 on eri kuin liikennöintikanavan taajuus voivat linkin käyttämät aikavälit olla erilaiset kuin liikennöintikanavan aikavälit, kunhan kutakin liikennöintikanavaa tai kanavaryhmää vastaa oma yksilöllinen linkkikanavan-sa. Linkissä voidaan käyttää myös taajuushyppelyä (frequency hopping) niin, että kullakin linkkikanavalla on oma yksilöllinen hyppelyse-30 kvenssinsä, jolla estetään puhelimien keskinäinen häiriintyminen.

Linkissä voidaan käyttää myös CDMA-järjestelmän hajaspektritekniik-kaa, jolloin kullakin linkkikanavalla on erilainen valesatunnaissekvenssi, jolla estetään lähellä toisiaan olevien puhelimien linkkien keskinäinen 35 häiriintyminen. Tässäkin on jälleen oleellista se, että kutakin liikennöintikanavaa tai kanavaryhmää, puhelin<->tukiasema, vastaa erilainen valesatunnaissekvenssi linkissä.

20 111674 TDMA tai CDMA tekniikan käyttö mahdollistaa myös sen, että linkin lähetin ja vastaanotin voivat toimia samalla taajuudella, eli linkki esimerkiksi lähettää ja vastaanottaa samalla taajuudella, mutta eri aikaväleissä tai käyttäen eri valesatunnaissekvenssiä.

5

Samaa linkkikanavien muodostusperiaatetta voidaan käyttää puhelimen ja sen lisälaitteiden (accessories) väliseen liikennöintiin.

Keksinnön mukaisissa suoritusmuodoissa on esitetty vain keksinnön 10 kannalta oleelliset osat. Esimerkiksi linkkivastaanottimet ja lähettimet voidaan toteuttaa niin, että käytetään useampaa välitaajuutta, kuten on alan ammattilaiselle tunnettua.

Vaikka keksintöä on edullista soveltaa sellaisissa radiopuhelimissa, 15 jotka on tarkoitettu kannettaviksi telepäätelaitteiksi, voidaan keksintöä soveltaa myös radiopuhelimissa, joissa yhteys muodostetaan kahden radiopuhelimen välille mahdollisesti yhden tai useamman tukiaseman kautta.

20 Keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa. 1

Claims (25)

1. Radiopuhelin (1), joka käsittää ainakin teholähteen (65), radio-osan 5 (4), radio-osan antennin (5), ja käyttäjäliitynnän, jossa on ainakin yksi mikrofoni (9, 14), ainakin yksi kuuloke (8, 13), välineet puhelun muodostamiseksi (6) ja välineet puheluun vastaamiseksi (15), jolloin radiopuhelin (1) on jaettu ainakin ensimmäiseen osaan (2) ja toiseen osaan (3), joka ensimmäinen osa (2) käsittää ainakin teholähteen (65), radio-10 osan (4), radio-osan antennin (5) sekä välineet (21, 28) kommunikoimaan ensimmäisellä linkkiyhteydellä (LINK1) toisen osan (3) kanssa, joka toinen osa (3) käsittää ainakin puheluun vastaus-välineet (15) sekä välineet (33, 39) kommunikoimaan ensimmäisen osan (2) kanssa, tunnettu siitä, että ensimmäisessä linkkiyhteydessä (LINK1) käytettävä 15 taajuus on järjestetty valittavaksi radiopuhelimen radio-osan (4) kulloinkin käyttämän taajuuden ja/tai aikavälin perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että radiopuhelin (1) on jaettu ensimmäiseen osaan (2) ja toiseen 20 osaan (3), että käyttäjäliityntä (6, 8, 9, 15) on sijoitettu ensimmäiseen osaan (2), ja että lisäkuuloke (13) ja lisämikrofoni (14) on sijoitettu toiseen osaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, 25 että se on jaettu ensimmäiseen osaan (2) ja toiseen osaan (3), ja että käyttäjäliityntä (6,13, 14,15) on sijoitettu toiseen osaan (3).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että se on jaettu ensimmäiseen osaan (2), toiseen osaan (3) ja kolman- 30 teen osaan (45), että käyttäjäliityntä (6, 8, 9, 15) on sijoitettu ensimmäiseen osaan (2), että toinen osa (3) käsittää lisäksi välineet (46, 47) kommunikoimaan kolmannen osan (45) kanssa, ja että lisäkuuloke (13) ja lisämikrofoni (14) on sijoitettu kolmanteen osaan (45), joka käsittää lisäksi välineet (70, 73) kommunikoimaan toisen osan (3) kanssa. 35

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että se on jaettu ensimmäiseen osaan (2), toiseen osaan (3) ja kolmanteen osaan (45), ja että välineet puhelun muodostamiseksi (66) ja saa- 22 111674 puvaan puheluun vastaamiseksi (15) on sijoitettu toiseen osaan (2), joka käsittää lisäksi välineet (46, 47) kommunikoimaan kolmannen osan (2) kanssa, ja että lisäkuuloke (13) ja lisämikrofoni (14) on sijoitettu kolmanteen osaan (45), joka käsittää lisäksi välineet (70, 73) kommu-5 nikoimaan toisen osan (3) kanssa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1—5 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että ainakin ensimmäisen osan välineet (21, 28) kommunikoimaan ensimmäisellä linkkiyhteydellä (LINK1) toisen osan (3) kanssa 10 ja toisen osan välineet (33, 39) kommunikoimaan ensimmäisen osan (2) kanssa on virrankulutuksen pienentämiseksi järjestetty kytkettäväksi päälle ajoittain.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 mukainen radiopuhelin (1), tunnet-15 tu siitä, ensimmäisen (2) ja toisen (3) osan välinen ensimmäinen linkki- yhteys (LINK1) on kaksisuuntainen radioyhteys, jolloin ensimmäisestä osasta (2) toiseen osaan (3) välitettävät signaalit on järjestetty lähetettäväksi lähetystaajuuskaistalla (uplink) ja toisesta osasta (3) ensimmäiseen osaan (2) välitettävät signaalit on järjestetty lähetettäväksi vas-20 taanottotaajuuskaistalla (downlink), jolloin kulloinkin käytettävä lähetys-taajuus ja vastaanottotaajuus ovat sopivimmin vakioetäisyyden päässä toisistaan (duplex-väli).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, 25 että tiedonsiirto ensimmäisellä linkkiyhteydellä (LINK1) on järjestetty suoritettavaksi taajuusmoduloituina signaaleina, jolloin ensimmäinen osa (2) käsittää linkkimodulin (10), jossa on lähetin (28) ensimmäisestä osasta (2) toiseen osaan (3) välitettävien signaalien lähettämiseksi ja vastaanotin (21) toisesta osasta (3) ensimmäiseen osaan (2) välitettä-30 vien signaalien vastaanottamiseksi, ja toinen osa (3) käsittää lähettimen (39) toisesta osasta (3) ensimmäiseen osaan (2) välitettävien signaalien lähettämiseksi ja vastaanottimen (33) ensimmäisestä osasta (2) toiseen osaan (3) välitettävien signaalien vastaanottamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 6 ja 8 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että linkkimodulin lähetin (28) ja toisen osan lähetin (39) on järjestetty kytkettäväksi päälle ainoastaan puhelun ajaksi, ja 23 111674 linkkimodulin vastaanotin (21) ja toisen osan vastaanotin (33) on järjestetty kytkettäväksi päälle väliajoin sen selvittämiseksi, onko ensimmäisellä linkkiyhteydellä (LINK1) lähet-5 teitä, ja puhelun ajaksi.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että linkkimoduli (10) käsittää välineet (20, 21, 27, 28, D1) ensimmäisessä linkkiyhteydessä (LINK1) kulloinkin käytettävän lähetys- ja 10 vastaanottotaajuuden valitsemiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että ensimmäisessä linkkiyhteydessä (LINK1) kulloinkin käytettävän kantoaaltotaajuuden valinta on järjestetty suoritettavaksi pyyhkäisemäl- 15 lä linkkimodulin vastaanottimella ensimmäiselle linkkiyhteydelle valittu vastaanottotaajuuskaista ja tutkimalla pyyhkäisyn aikana vastaanottimen detektorin lähtösignaalia lähetteistä vapaan kantoaaltotaajuuden selvittämiseksi.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että ensimmäisessä linkkiyhteydessä (LINK1) kulloinkin käytettävän lähetys- ja vastaanottotaajuuden valinta on järjestetty suoritettavaksi säätämällä linkkimodulin paikallisoskillaattoria (20) radio-osan paikallis-oskillaattorille (51) asetetun taajuuden perusteella. 25

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että linkkimodulin paikallisoskillaattorin (20) taajuuden ja radio-osan paikallisoskillaattorin (51) taajuuden erotus on vakio.

14. Patenttivaatimuksen 10 mukainen radiopuhelin (1), jossa puhelun- välityksessä on järjestetty käytettäväksi yhtä tai useampaa liikennöinti-kanavaa, tunnettu siitä, että linkkiyhteyksille (LINK1, LINK2, LINK3) on järjestetty kutakin liikennöintikanavaa tai tiettyä kanavaryhmää vastaava linkkikanava. 35 24 111674

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että se on digitaalipuhelin, jossa puhelunvälityksessä liikennöintikana-valla on järjestetty käytettäväksi aikajakoa (TDMA), jolloin kullakin lii-kennöintikanavalla on järjestetty käytettäväksi eri aikaväliä, ja että link- 5 kikanavilla on järjestetty käytettäväksi aikajakoa, jolloin kullakin linkki-kanavalla on järjestetty käytettäväksi eri aikaväliä.

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että se on digitaalipuhelin, jossa puhelunvälityksessä liikennöintikana- 10 valla on järjestetty käytettäväksi hajaspektritekniikkaa (CDMA), jolloin kullekin liikennöintikanavalle on järjestetty oma valesatunnaissekvenssi, ja että linkkikanavilla on järjestetty käytettäväksi hajaspektritekniikkaa, jolloin kullekin linkkikanavalle on järjestetty oma valesatunnaissekvenssi. 15

17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että se on digitaalipuhelin, jossa puhelunvälityksessä liikennöintikana-valla on järjestetty käytettäväksi taajuushyppelyä (FDMA), jolloin kullekin liikennöintikanavalle on järjestetty oma hyppelysekvenssi, ja että 20 linkkikanavilla on järjestetty käytettäväksi taajuushyppelyä, jolloin kullekin linkkikanavalle on järjestetty oma hyppelysekvenssi.

18. Jonkin patenttivaatimuksen A—17 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että toisen (3) ja kolmannen osan (45) välinen toinen link- 25 kiyhteys (LINK2) on kaksisuuntainen radioyhteys.

• 19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että tiedonsiirto toisella linkkiyhteydellä (LINK2) on järjestetty suoritettavaksi taajuusmoduloituina signaaleina, jolloin toinen osa (3) käsittää 30 välineet (46, 48, 67) toisesta osasta (3) kolmanteen osaan (45) välitettävien signaalien lähettämiseksi ja välineet (47, 48, 68) kolmannesta osasta (45) toiseen osaan (3) välitettävien signaalien vastaanottamiseksi.

20. Patenttivaatimusten 7 ja 19 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että ensimmäisessä (LINK1) ja toisessa (LINK2) linkkiyhteydessä kulloinkin käytettävien lähetystaajuuksien (uplink) erotus on vakio. 25 111674

21. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että audiosignaalit on järjestetty siirrettäväksi suoraan ensimmäisen (2) ja kolmannen osan (45) välillä, jolloin ensimmäinen osa käsittää lisäksi lähetin/vastaanottimen kommunikoimaan kolmannen osan kans- 5 sa ja kolmas osa käsittää lisäksi lähetin/vastaanottimen kommunikoimaan ensimmäisen osan kanssa.

21 111674

22. Jonkin edelläolevan patenttivaatimuksen 4—17 tai 21 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että ensimmäinen (LINK1) ja kolmas 10 (LINK3) linkkiyhteys ovat samanlaisia.

23. Jonkin edelläolevan patenttivaatimuksen 1—15, 18—22 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että se on GSM-matkapuhelin.

24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että se on käsipuhelin.

25. Jonkin edelläolevan patenttivaatimuksen 1—15, 18—22 mukainen radiopuhelin (1), tunnettu siitä, että se on CDMA-matkapuhelin. 20 e · · 26 111674