FI113440B - Menetelmä DECT:n kapasiteetin lisäämiseksi - Google Patents

Description

113440

Menetelmä DECT:n kapasiteetin lisäämiseksi

Keksinnön ala

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja 5 laite, jolla huomattavasti lisätään DECT-järjestelmän kapasiteettia lisäämällä sen taajuusaluetta.

Tunnettu tekniikka DECT:llä (Digital European Cordless Telecommunication) on tänä päivänä ylieurooppalainen taajuusjako, 10 joka sijaitsee välillä 1 880 - 1 900 MHz. Tällä kaistalla DECT:llä tulee olla korkeampi prioriteetti (EU-direktii-vien CEPT-suositusten mukaisesti) kuin kaikilla muilla palveluilla. DECT-standardi antaa tällä kaistalla kapasiteetin, joka on ainakin 10 000 Erlang/km2/kerros, joka on 15 hyvin korkea kapasiteetti verrattuna sekä liikkuvaan puhelinviestintään, jolla tavallisesti on kapasiteettejä, jotka ovat suuruusluokkaa 100 Erlang/km2/kerros, että verrattuna tavanomaisiin PABX-vaihteisiin.

DECT on kuitenkin tarkoitettu sekä puhetta että 20 dataa varten, jossa datapalvelut voivat viedä suuren osan kapasiteetista, koska DECT:n datakapasiteetti on suhteel- lisen suuri. Yksittäinen käyttäjä voi saada käyttöönsä "" jopa noin 500 Kbit/s ilman erityisjärjestelyltä. Tämä • * · bittinopeus vastaa tilannetta, jossa käyttäjä varaa 23 • · · '·* ’ 25 aikaväliä, eli noin 10 % DECT:n kapasiteetista. Tähän · · : .* kategoriaan voidaan myös laskea DECT:n käyttö ISDN:n \j.· (Integrated Services Digital Network) kantajana, koska • · · I tämä vaatii hyvin suuren datakapasiteetin, jolloin täten hyödynnetään olennaisesti suurempaa kaistanleveyttä kuin ··· 30 yksinkertaisessa 3,1 kHz:n puhelinliikenteessä. Korkea .··*, kapasiteetti on laskettu lähiöympäristöön, kuten esimer- ^ kiksi konttoriympäristöön, jossa on hyvin pieniä soluja, joilla voi olla säde, joka on ainoastaan 20 - 30 m. Avoi-memmissa ympäristöissä voi olla epäedullista käyttää . 35 pieniä soluja, samalla kun toivotaan saavutettavan korkea ·, : kapasiteetti.

2 112440

Siksi on olemassa voimakas tarve yrittää lisätä DECT:n taajuusaluetta. Taajuuden jakavat viranomaiset ovat kuitenkin suhteellisen haluttomia lisäämään taajuusaluetta, koska muut järjestelmät jo varaavat ympärillä 5 olevia taajuuskaistoja.

On kuitenkin olemassa sellainen mahdollisuus, että käytetään yleistä ISM-kaistaa, joka sijaitsee 2,4 GHz:llä jossa 83,5 MHz voidaan käyttää siinä tapauksessa, että noudatetaan tiettyjä ehtoja (ISM tarkoittaa Industry, 10 Scientific and Medicine, ja tämä taajuuskaista on tarkoitettu hyvin paljon erilaisia radiojärjestelmiä varten).

ISM-kaistan ja DECT:n yhteishyödyntäminen tulee erityisen mielenkiintoiseksi, koska tämä mahdollistaa kaistan käytön puhepalveluja varten. ISM-kaistan ehdot 15 ovat yleisesti ottaen, että kaistaa voidaan käyttää useita eri tarkoituksia varten samanaikaisesti, kuten esimerkiksi ovenavaajia, mikroaaltouuneja, datapalveluita jne. varten. Tämän tuloksena on, että käyttäjä tietämättään voi joutua häiriöiden uhriksi, joka vähentää kapasiteet-20 tia ja käyttöturvaa.

DECT-kaistojen ja ISM-kaistojen yhteiskäyttö voi aiheuttaa sen, että käyttäjä "pakenee" takaisin "varmal- » *' ) le" DECT-kaistalle, mikäli ISM-kaistalla esiintyy voimak- » 9 ; kaita häiriöitä. Tällä tavalla myös ISM-kaistaa voidaan * · '· ' 25 käyttää puhepohjaisiin palveluihin, joka ei ole mahdol- : .* lista järjestelmässä, joka ainoastaan käyttää ISM-kais- taa.

Il .* Taajuuskaistojen yhteiskäyttö ei ole täysin uutta, ja tätä on suunniteltu koskien GSM (900)- ja DCS1800-. j. 3 0 kaistoja, jota yhteiskäyttöä juuri standardisoidaan si- .*·, ten, että voidaan käyttää järjestelmiä rinnakkain hando- • ver-järjestelmällä.

Käytettäessä DECT:tä 2,4 GHz:n kaistalla syntyy kuitenkin tiettyjä ongelmia. Eräs ongelma on, että ISM- » 35 kaistaa käytetään useita eri tietoliikennepalveluja var- • » » 113440 3 ten, joka voi aiheuttaa sen, että DECT-lähetykset voivat häiritä tai häiriintyä muihin lähetyksiin.

Toinen ongelma on siinä, että DECT on mukautettava ETS 300 328 -standardin mainitsemiin ehtoihin.

5 Näitä ongelmia ja myös muita ongelmia, jotka syn tyvät DECT-kaistan (1 800 MHz:n kaistan) ja ISM-kaistan (2,4 GHz:n kaistan) yhteiskäytössä, analysoidaan yksityiskohtaisesti seuraavassa selostuksessa.

Esitutkimuksessa, joka tehtiin selvittääkseen, mi-10 käli tunnettu tekniikka esittää DECT-kaistan ja ISM-kaistan yhteiskäyttöä, sekä ratkaisee yllä mainittuja ongelmia, löytyy seuraavat julkaisut.

Julkaisussa WO-A1-94/4 796 esitetään langaton puhelinjärjestelmä. Järjestelmä, joka on CT-2-järjestel-15 mä, hyödyntää ISM-taajuuskaistaa tietoliikennettä varten yritysympäristössä ja kotiympäristössä. Viestintä "tele-pointien" kautta hyödyntää samaa taajuuskaistaa kuin so-lumainen matkapuhelinliikenne. ISM-kaista, jota on esitetty julkaisussa, sijaitsee alueella 902 - 928 MHz.

20 Siirtoprotokolla on "spread spectrum".

Julkaisussa US-A-5 115 463 esitetään laajennettua järjestelmää langatonta puhelinliikennettä varten. Tässä ’*'! järjestelmässä hyödynnetään osa 900 - 928 MHz:n kaistasta » lisäkanavien saamiseksi.

t · I

**' * 25 Julkaisussa US-A-5 025 452 esitetään viestintäjär- * · · ·* .* jestelmä, joka on suunniteltu hyödyntämään ISM-kaistaa ·.·.· 2 400 - 2 483,5 MHz. Järjestelmä tarjoaa full-duplex-tie- V · toliikennettä käyttämällä "spread spectrumin" ISM-kaisto- jen valituilla alikaistoilla "sub-band".

··· 30 Julkaisussa US-A-5 218 630, WO-A1-95/1 039 ja WO-

Al-93/20 624 esitetään eri menetelmiä, joilla voidaan • _ laajentaa käytettyä taajuuskaistaa langattomassa puhelin- « 1 * · * järjestelmässä. Julkaisut koskevat CT-2:ta (toisen suku- i · polven johdottomat puhelimet) .

» * · 113440 4 Näissä julkaisuissa ei siis esitetä DECT-järjes-telmiä, joihin on lisätty ISM-kaistan hyödyntäminen, ja yllä mainittuihin ongelmiin esitettäviä ratkaisuja, jotka syntyvät tällä laajennuksella, ei myös esitetä.

5 Keksinnön yhteenveto

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on huomattavasti lisätä DECT-järjestelmän kapasiteettia lisäämällä ISM-kaistaa (2,4 GHz:n kaistaa), ja poistaa yllä mainitut ongelmat, jotka syntyvät, mikäli samanaikaisesti käyte-10 tään DECT-kaistaa ja ISM-kaistaa.

Tämä aikaansaadaan menetelmällä digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä, joka on esimerkiksi DECT, siten että DECT DECT -kaistan (1 880 - 1 900 MHz) lisäksi samanaikaisesti hyödynnetään ISM-kaistaa, joka sijaitsee 15 2,4 GHz:llä tietojen lähettämiseksi ja vastaanottamisek si, ja että aikaväli DECT:n taajuusaikavälirakenteessa 1 880 MHz:n kaistalla saa erityisen toiminnon, joka mahdollistaa, että kun tukiasema kanavaskannauksessa tulee mainittuun aikaväliin, käynnistyy skannaus ym. 2,4 GHz:n 20 kaistalla, ja mikäli dynaaminen kanavanjakoalgoritmi (DCA) valitsee ratkaisun, jossa se käyttää mainittua ai-kaväliä, tukiasema ja kannettava siirtyy 2,4 GHz:n kais-***’ talle, sekä että 2,4 GHz:n kaistalla aikaväli vastaavalla ;;; tavalla toimii yhteyslenkkinä 1 800 MHz:n kaistalle, jol- '·' 25 loin, mikäli dynaaminen kanavanj akoalgoritmi (DCA) välit- : see tämän aikavälin, tukiasema ja käsipuhelin siirtyy 1 800 MHz:n kaistalle.

:: : Keksinnön lisäominaisuudet ilmenevät epäitsenäi sistä patenttivaatimuksista.

30 Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohta!- .···. semmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin.

Piirustusten lyhyt kuvaus

Kuviossa 1 esitetään normaali dynaaminen kanavan-jako (DCA) DECTrSsä.

» * » 113440 5

Kuviossa 2 esitetään, miten aikaväli 1,8 GHz:n kaistalla voi toimia avauksena 2,4 GHz:n kaistan aikavälin suhteen.

Kuviossa 3 esitetään, miten taajuuslohko kulkee 5 taajuudessa ISM-kaistalla kanavanumerointia ym. ylläpidettäessä .

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisesti dynaamista kanavanjakoa DECT:ssä viittaamalla kuvioon 1. Tämän 10 jälkeen seuraa yleinen ISM-kaistan esitys, sen päävaihto-ehtoineen FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) ja DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) ennen kuin esillä olevaa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin.

DECT:n taajuuskäyttö 15 Dynaaminen kanavanjako (DCA; Dynamic Channel Allo cation) on hyvin tehokasta DECT-.ssä. Kanavanjakoa ohjataan pääasiassa kannettavista puhelimista käsin, jotka valitsevat parhaimman käytettävissä olevan kanavan taajuustasossa ja aikatasossa. Kuviossa 1 esitetään DECT:n 20 normaalia kanavanjakoa matriisimuodossa.

Kuten käy ilmi kuviosta 1, on olemassa 10 käytet-tävissä olevaa kanavaa taajuuskaistalla 1 880 - 1 900 MHz, joilla kullakin on kaistanleveys 1,728 MHz. Jokainen

IM

·;;; kehys, jonka pituus on 10 ms, on jaettu 24 aikaväliin, • · · '·* 25 jossa 12 aikaväliä käytetään suunnassa tukiasemasta kä- : .* sipuhelimeen (linkki alaspäin) ja jäljellä olevia aikavä- ·.*.· lejä käytetään suunnassa käsipuhelimesta tukiasemaan ·/· : (linkki ylöspäin) .

Kuviosta 1 käy ilmi, miten käsipuhelin voi skanna- 30 ta aikatasoa ja taajuustasoa saadakseen tiedon käytettä- .···, vissä olevista kanavista ja aikaväleistä ja näiden laa- * » * » » • dusta käsipuhelimen näkökannalta. Yksinkertaisimmassa mallissa käsipuhelin käyttää yhtä aikaväliä per kehys, ja tukiasemaan (itse asiassa RFP, Radio Fixed Part) kuuluu . 35 ainoastaan yksi radioyksikkö. Niinä aikaväleinä, jolloin : käsipuhelin ei ole aktiivinen (esim. 11 12:sta), hakee se 113440 6 yhtä kymmenestä käytettävissä olevasta kantoaaltotaajuudesta; maksimaalinen lukumäärä kantoaaltotaajuuksia on siten pienempi kuin maksimaalinen lukumäärä käytettävissä olevia aikavälejä.

5 DCA:n etuja on useita, mm. se ei vaadi taajuus- suunnittelua, ja kapasiteetti ohjataan sinne missä sitä tarvitaan.

Euroopassa DECT:lie on annettu ylieurooppalainen taajuusjako (1 880 - 1 900 MHz), jota varten DECT:n DCA 10 on sovitettu erityisesti.

Yleistä ISM-kaistasta ETSI on standardissa "Wireless Wideband Data" (ETS 300 328) määrittänyt vaatimukset ISM-kaistan käyttämiseksi 2,4 GHz:llä (83,5 MHz on käytettävissä). Eräs perus-15 vaatimuksista standardissa on, että "spread spectrum" -menetelmää käytetään, kuitenkin hyvin laajalla tulkinnalla. Ensimmäiset tuotteet, jotka noudattavat tätä standardia, on jo lanseerattu (esim. NCR) ja lähiaikoina tulee lisää.

20 Kuten aikaisemmin mainittiin, on olemassa tarve ja mielenkiinto laajentaa DECT yllä mainitulle taajuusalu-. eelle. Tämä vaatii siinä tapauksessa, että DECT:n tulee täyttää ETS 300 328 -vaatimukset.

i 1 · ;y Seuraavassa annetaan yhteenveto ETS-300 328 -vaa- ’·1 ’ 25 timuksista 2,4 GHz:n kaistan käyttämiseksi. Standardissa > 1 1 : esitetään kaksi päävaihtoehtoa: ·,|(ί - FHSS, eli Frequency Hopping Spread Spectrum, : : : joka on taajuushyppymuunnelma, jonka maksimaalinen anto- teho on -10 dBW (100 mW) per 100 kHz.

3 0 - DSSS, eli Direct Sequence Spread Spectrum, jonka

I · M

.···, maksimaalinen antoteho on -20 dBW (10 mW) per 1 MHz.

Yllä mainitut kanavanleveydet ovat myös mittausik- i ‘ 1 kunan leveys; molemmissa tapauksissa kokonaisintegroitu antoteho taajuuksissa on maksimoitu arvoon 100 mW. Molem- > > 1 i » 113440 7 mat menetelmät ovat suhteellisen laajakaistaisia, vaikkakaan tätä ei ole suoraan esitetty.

FHSS ja DSSS ETS 300 328:ssa voidaan sanoa esittävän menetelmiä yhteiskäytöstä käyttäen 2,4 GHz:n kaistaa 5 myös muuhun, joko nopeasti hyppäämällä taajuudesta toiseen (FHSS) siten, että muiden järjestelmien häirintä rajoitetaan sekä ajallisesti että taajuudeltaan, tai "levittämällä" pienempää antotehoa suuremmalle alueelle aika- ja taajuustasossa siten, että "häirintä" sijaitsee 10 kohinatason alapuolella.

On yleisesti tunnettua, että viranomaiset antavat luvan käyttää ISM-kaistaa korkeammilla antotehoilla kuin mitä mainitaan ETS 300 328:ssa. Tällainen lupa vaatii todennäköisesti, että voidaan osoittaa, että käytetty lait-15 teisto ei huomattavasti (esim. pitkällä aikavälillä) tule häiritsemään muita laitteita, jotka myös käyttävät ISM-kaistaa. Tämä suosii FHSS:ää, jossa häirintä joka taajuudella on suhteellisen lyhytaikainen. DSSS, jolla on "korkeampi" antoteho, voisi aikaansaada ei-hyväksyttävän kor-20 kean kohinatason, ja todennäköisyyttä, että taajuusjaon antaneet viranomaiset sallisivat tämän, voidaan täten pi-tää hieman pienempänä.

Yllä mainittuihin vaatimuksiin voidaan lisätä ·;;· yleinen vaatimus, joka koskee data-ratea (datanopeutta) *·' ‘ 25 per kanava, jonka tulee ylittää 422 Kbit/s. DECT:n : .* vastaava datanopeus on 1137,6 Kbit/s (DECT-kaistalla käy- tettynä) , joka muuten on samaa suuruusluokkaa kuin ETS .* 300 328 :n mukaisilla kaupallisilla tuotteilla.

ISM-kaistan DECT-käyttö hyödyntäen FHSS:ää ·;. 3 0 Taajuushypyn (FHSS:n) suurin etu on todennäköises- ti standardin sallima maksimaalinen antoteho. Ylläpitä- i · i I » • mällä DECT:n kanavaleveyttä (1,7 MHz) antotehoa saadaan I t I # · 100 mW per taajuuskanava (verrattuna DECT-kaistan antote-hoon, joka on maks. 250 mW, tai DSSS:n 2,4 GHz:llä, joka 35 maksimaalisesti sallii noin 20 mW) . ETS 300 328 :n vaati- , . : mukset ovat: 113440 8 a) Ainakin 20 eri kanavaa on oltava käytettävissä. Standardissa sanaa kanava käytetään taajuuteen ja aikaja-koa ei edellytetä, mutta ei myöskään kielletä.

b) Maksimaalinen "dwell time" on 0,4 sekuntia.

5 Tällä tarkoitetaan aikajaksoa, jona kanava eli taajuus on käyttäjän varaama.

c) Jokaista käytettävissä olevaa kanavaa tulee käyttää ainakin kerran aikavälillä 4 x dwell time x kanavien lukumäärä. Standardi ei kerro mitään siitä, että ka- 10 navaa tulee käyttää, mikäli se on häiritty tai mikäli muut käyttäjät käyttävät sitä. On sopivaa olettaa, että tämä ei ole mikään vaatimus.

ISM-kaistan DECT-käyttö DSSS:n kanssa DSSS:ää on selostettu siihen kuuluvine ehtoineen 15 erittäin vähäisesti ETS 300 328:ssa. Standardissa mainitaan, että kaikki, joka ei täytä FHSS:n ehtoja, luokitellaan DSSS-.ksi. On kuitenkin olemassa CEPT-suosituksia 2,4 GHz:n kaistaa varten, jotka mahdollisesti voivat lisätä vaatimuksia, jotka asetetaan "spread spectrum" -tuotteel-20 le. DSSS 2,4 GHz:n kaistalla on toisin sanoen harmaa alue, ja on oletettavaa, että sen osalta tulevaisuudessa . suoritetaan kansallisia tulkintoja.

*“) Mikäli ainoastaan halutaan noudattaa ETS 300:aa, * * · ···· DECT:n saantimenetelmää voidaan luokitella DSSS:ksi, jos- • · · '·’ ' 25 sa antoteho ja taajuusalue on ainoa säätö, joka on tar- * · « : ’.· peen.

Teknisiä ongelmia :: : Mikäli DECTrtä käytetään 2,4 GHz:n kaistalla, syn tyy, kuten mainittiin, lukuisia ongelmia, jotka kaikki on 30 ratkaistava jollakin tavalla. Alla listataan tärkeimmät ongelmat: • 1. ISM-kaistaa käyttävät muut palvelut ja järjes- ‘ telmät yleisesti. Tällä kaistalla on järjestelmiä data- ,,· viestintää varten, mutta myös täysin erilaisia sovelluk- 112440 9 siä, kuten mikroaaltouuneja, varten. Tämä johtaa siihen, että interferenssiä voi esiintyä paikallisesti ajallisesti, taajuudellisesti tai tilallisesti, tai kaistan olennaisissa osissa.

5 2. DCA-toiminto on säilytettävä mahdollisimman pitkälle, mm. siitä syystä, että nopeasti ja helposti löydettäisiin häiriintymättömiä kanavia. Mieluiten DCA:n tulee toimia sekä kummankin kaistan että kaistojen välillä (1,8 ja 2,4 MHz).

10 3. Yleinen vaatimus 2,4 GHz:n kaistalla koskien taajuushyppyä voi "vahingoittaa" dynaamista kanavanjakoa (eli vähentää sen vaikutusta).

4. Muutosten tulee olla mahdollisimman pieniä ja DECT-pinon tulee olla käytännöllisesti katsoen muuttumat- 15 toman. Tämä johtuu kustannustekijöistä, teknisistä syistä, ja siitä syystä, että mahdollistetaan molempien kaistojen yhteinen käyttö. Seuraus tästä on siten, että aika-välirakenne samoilla parametreillä ja arvoilla on säilytettävä myös 2,4 GHz:n kaistalla.

20 5. Mikäli koko 2,4 GHz:n taajuusalue ja mahdolli sesti myös 1,8 GHz:n taajuusalue halutaan sisällyttää . laajennettuun DCArhan, on tarkkailtava noin 105 MHz (20 + ***; 83,5 MHz) ja käsiteltävä dynaamisesti, joka asettaa suu- • < · ·;··’ rempia vaatimuksia tukiaseman nopeudelle (noin 10 kertaa • · · * 25 nopeampi kuin mikäli ainoastaan 1,8 GHz:n kaistaa käyte- • · * • ’.· tään) .

6. Standardin ETS 300 328 välttämättömät ehdot on täytettävä.

Keksinnön kuvaus , 3 0 Yllä mainitut tekniset ongelmat ratkaistaan tässä ,·*. selostamalla keksintöä yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin kuvioihin 2 ja 3.

» ' * Ongelmat 1 ja 2 ratkaistaan luomalla mahdollisuus ...· dynaamiselle hypylle DECT-kaistan ja ISM-kaistan välillä.

35 Tämän hypyn ohjaus tapahtuu samalla tavalla kuin kanava- ; jako 1,8 GHz:n kaistalla, eli käytetään DCA-algoritmia.

* · 113440 10

Yksi 120:stä aikavälistä (näennäinen tai todellinen) DECT:n taajuusaikavälirakenteessa 1,8 GHz:n kaistalla, joka on esitetty kuviossa 2, saa tietyn erikoistoiminnon. Tämä avaa oven 2,4 GHz:n kaistalle. Kun tukiasema kanava-5 skannauksessa tulee tähän aikaväliin, aloitetaan täten 2,4 GHz:n alueen skannaus. Mikäli DCA valitsee tämän aikavälin, käytön tukiasema ja käsipuhelin siirtyvät 2,4 GHz:n kaistan käyttöön, ja vastaava (todellinen tai näennäinen) aikaväli 2,4 GHz:n kaistalla toimii "katselurei-10 känä" 1,8 GHz:n kaistalla. Mikäli DCA katsoo, että häiriöt ovat liian voimakkaat 2,4 GHz:n kaistalla, DCN hyödyntää tätä "katselureikä"-aikaväliä 2,4 GHz:n kaistalla siirtääkseen lähetyksen 1800 MHz:n kaistalle.

Kuten aikaisemmin mainittiin, DECT täyttää DSSS-15 vaatimukset ETS 300 328:ssa, mikäli ainoastaan antotehoa ja taajuutta säädetään. Toisaalta FHSS:llä on tiettyjä etuja, erityisesti suurempi antoteho, joka mahdollistaa suuremman ulottuvuuden. FHSS:n vaatimukset ovat kuitenkin vaikeita täyttää.

20 Sekä DSSS:n että FHSS:n osalta jaetaan esillä ole van keksinnön mukaisesti 2,4 GHz:n kaista tiettyyn luku-. määrään lohkoja, jotka kukin vastaavat DECT:n jakoa 1,8 ··*; GHz:n kaistalla. Kullekin lohkolle annetaan täten kais- tanleveys 20 MHz, ja 2,4 GHz:n kaistalle mahtuu neljä • » · *.* ’ 25 tällaista lohkoa.

M « • ’.· Koska DECT käyttäessään ISM-kaistaa periaatteessa jo täyttää DSSS-vaatimukset ETS 300 328:ssa, seuraavassa selostetaan sovitus FHSS-ehtoihin.

Kussakin DECT-lohkossa, jotka ovat 20 MHz, vara-30 taan 10 taajuuskanavaa, jolla kullakin on kaistanleveys .*·, noin 1,7 MHz. ISM-kaistalla, jolla on kaistanleveys 83,5 MHz, on täten tilaa neljälle tällaiselle DECT-lohkolle, » ’· joka tarkoittaa sitä, että käytettävissä olevat kanavat j,,! on neljä lohkoa x 10 kanavaa per lohko = 40 kanavaa. Vaa- , ,·, 35 timus FHSS:ssä on, että käytettävissä on ainakin 20 eri ·'*; kanavaa, joka ehto siis täyttyy.

» > 113440 11

Kuten kuvio 3 esittää, käytetty taajuuslohko siirtyy jokaisella DECT-kehyksellä kehysjaksoajan, joka on 10 ms yhden taajuuskanavan ISM-kaistalla. Yksinkertaisinta on ajatella, että tämä siirtyminen tapahtuu seuraa-5 valle (esim. korkeammalle) taajuudelle, mutta on mahdollista käyttää myös muita algoritmeja tätä varten. Tässä siirtymisessä numeroidaan kaikki kanavat uudestaan siten, että DECT-laitteisto suurimmaksi osaksi käsittelee lohkoa kuten jos se olisi kiinteätaajuinen. Taajuuslohko siirtyy 10 siis mutta koko DECT-laitteisto ei siis "huomaa" tätä. Täten lohkossa säilyy kanavajakotoiminto DCA samanaikaisesti kuin dwell time on maksimaalisesti 0,1 s; kehysjak-soaika on 10 ms, ja taajuuskanavien lukumäärä on 10, joka tarkoittaa, että kokonaisuudessaan kestää 100 ms siirtää 15 lohko kokonaisen askeleen. Tällöin FHSS:n vaatimus täyttyy koskien dwell timea, joka suurimmillaan saa olla 0,4 s.

FHSS:ssä tulee edelleen jokainen käytettävissä oleva kanava käyttää ainakin kerran aikajaksolla, joka on 20 4 x dwell time x käytettävissä olevat kanavat. Tämä aika jakso on yllä mainitun mukaisesti 16 s, mikäli dwell time on 0,1 s ja 40 kanavaa käytössä. Kuten yllä mainittiin, kukin kanava tarkistetaan jaksoajalla 0,lsx40=4s, • i « ·;;; jolloin myös tämä ehto täyttyy.

• ♦ · '** 25 Dynaaminen kanavan jako (DCA) voi yllä mainitulla * · · l lohkosiirtymällä todeta, että uusi taajuuskanava ei enää « ole riittävän hyvä. Tällöin valitaan uusi kanava, ja DCA : pystyy valitsemaan kanavan, jolla on pienempi taajuus, eli DCA voi tietyssä määrin vastustaa kaikkien kanavien *·· 30 läpikulkua, ja jossain määrin dwell timea. Mutta nopealla lohkon siirrolla rajat eivät koskaan ylity, ja ainoastaan • _ häiriöt kaistalla aiheuttavat siirtymistä.

Yhteenvetona voidaan sanoa, että ongelmat 2-6

ratkaistaan yllä mainitulla tavalla sovittamalla DECT

35 ISM-lähetykselle ETS 300 328:n vaatimusten mukaisesti ja ; jakamalla FHSS ja DSSS tiettyyn lukumäärään lohkoja, » 113440 12 jotka kukin vastaavat DECT:n jakoa 1 800 MHz:n kaistalla, ja siten, että kullakin DCT-kehyksellä siirtyy käytetty lohko taajuuskanavan ISM-kaistalla, jolloin kaikki kanavat tässä siirrossa numeroidaan uudestaan siten, että 5 DECT-laitteisto suurimmaksi osaksi käsittelee lohkoa kuten mikäli sillä olisi kiinteä taajuus, jolloin kanavaja-kotoiminto DCA voidaan säilyttää lohkon sisällä.

Yllä selitettyä menetelmää taajuudeltaan "siirtyvillä lohkoilla" voidaan täydentää käsittelemällä ongel-10 maa, jolloin suuret alueet 2,4 GHz:n kaistasta käytännössä on rajattu muuhun käyttöön, jonka DECT kokee häiriöinä .

Tietyissä määrin DECT:n DCA itse ratkaisee nämä ongelmat, kun lohko siirtyy alueelle, jossa on häiriöitä. 15 DCA hakee silloin muita vapaita ja parempia aikavälejä, joka ennemmin tai myöhemmin johtaa siihen, että DCA löytää aikavälin, joka löytää 1,8 GHz:n kaistalle. Isoja lohkoja häiriöineen on kuitenkin vältettävä laadun lisäämiseksi ja DCA:n panoksen vähentämiseksi.

20 Esillä olevan keksinnön mukaisesti rekisteröidään siksi skannaustulokset, jotka DCA antaa systemaattisesti, . ja kun useita peräkkäisiä kanavia on rekisteröity korke- *' * * alla interferenssitasolla, tätä käytetään joko hyppäämään suoraan takaisin 1,8 GHz:n alueelle ja/tai sallimalla, ’ 25 että koko lohko siirtyy esim. yhden lohkon pituuden taa- : juustasossa.

t Tällaista aktiviteettia voidaan edelleen parantaa : .* : derivoimalla häiriötasoa taajuuden tai ajan suhteen; po sitiivinen derivaatta kertoo, että häiriöt lisääntyvät •h 30 "edempänä". Tämä parannus ei sovellu käytettäväksi erik- seen vaan se on yhdistettävä häiriöiden absoluuttiarvoon * · (tämä on yleistä säätöteoriaa).

» K · * * ’ * Ne taajuusalueet, jotka sisältävät voimakkaita häiriöitä, voidaan tämän jälkeen merkata "huonoiksi alu-. 35 eiksi", joita vältetään tietyn ajan. Esimerkiksi voidaan ,·, ; säädettävä ajastin säätää, jossa rajoitettu aika on muu- 113440 13 tama sekunti tai muutama minuutti, jotka aikajaksot ovat tyypillisiä, ja sopivat ISM-kaistan häiriöihin.

Yllä selostettu johtaa siihen, että kommunikointi tukiaseman ja käsipuhelimen välillä voi tapahtua häiriöt-5 tä samassa aikavälissä sekä DECT-kaistalla että ISM-kais-talla, mikäli tällainen tarve on olemassa. Esimerkki ohjauksessa on, että annetaan normaalin dataliikenteen käyttää 2,4 GHz:n kaistaa ja puheliikenteen 1,8 GHz:n kaistaa.

10 Esillä oleva keksintö on ensisijaisesti tarkoi tettu käytettäväksi DECT-järjestelmän kapasiteetin nostamiseksi olennaisesti. Sitä voidaan käyttää kaikilla DECT:n käyttöalueilla (yritykset, yleisesti, henkilökohtaisesti ja paikallisverkoissa) . Suurin keksinnön kiin-15 nostus lienee yrityskäytössä ja paikallisverkkokäytössä.

Yllä selostettu on ainoastaan esimerkki esillä olevan keksinnön suoritusmuodoista, ja keksinnön suojan määräävät seuraavat patenttivaatimukset.

• » • · * · · • 1 · * » » • · »

Claims (19)

113440 14

1. Menetelmä lähetyskapasiteetin lisäämiseksi digitaalisessa viestintäjärjestelmässä, kuten DECT-.ssä, 5 tunnettu siitä, että DECT DECT-kaistan (1 880 - 1 900 MHz) lisäksi samanaikaisesti hyödyntää ISM-kaistaa 2,4 GHz tietojen lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi, ja että aikaväli DECT:n aikavälirakenteessa saa tietyn toiminnon, joka aikaansaa sen, että kun tukiasema kanava- 10 skannauksessa tulee mainittuun aikaväliin, tapahtuu skan-naus ym. ISM-kaistalla, ja mikäli DECT:lie tarkoitettu dynaaminen kanavanjakoalgoritmi (DCA) valitsee tämän aikavälin käytön, tukiasema ja käsipuhelin siirtyvät käyttämään ISM-kaistaa, sekä että aikaväli ISM-kaistalla vas- 15 taavalla tavalla toimii liikennelenkkinä 1 800 MHz: n kaistaan nähden, jolloin, mikäli dynaaminen kanavanjako-algoritmi (DCA) valitsee tämän aikavälin käytön, tukiasema ja käsipuhelin siirtyvät käyttämään 1 800 MHz:n kaistaa .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että DCA valitsee mainitun DECT-kaistan aikavälin käytön, mikäli viestinnän tulee tapah-··; tua molemmilla taajuusalueilla. « t

· ··: 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, V * 25 tunnettu siitä, että aikaväli, joka toimii vies- s * k ; \· tintälenkkinä ISM-kaistalta DECT-kaistalle, joko on näen- : näinen tai todellinen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aikaväli, joka toimii vies- 30 tintälenkkinä DECT-kaistalta ISM-kaistalle, joko on näen-näinen tai todellinen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tukiasema on Radio Fixed : Part (RFP) .

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viestintä tukiaseman ja kä- ' > 112440 15 sipuhelimen välillä tapahtuu molemmilla taajuuskaistoilla samanaikaisesti samalla aikavälillä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viestintäliikenteen ohjauk- 5 sen hoitaa DCA siten, että dataliikenne normaalisti siirretään 2,4 GHz:n kaistalle ja puheliikenne 1,8 GHz:n kaistalle.

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dynaaminen kanavanjakoalgo- 10 ritmi (DCA) voi valita vaihtoehdon, että se hyödyntää mainittua ISM-kaistan aikaväliä, mikäli huomattavaa interferenssiä esiintyy paikallisesti ja ajallisesti, taa-juudellisesti tai tilallisesti, tai mainitun taajuuskaistan olennaisissa osissa.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ISM-kaista sekä DSSS:n että FHSS:n osalta jaetaan tiettyyn taajuuslohkojen lukumäärään, jotka kukin vastaavat DECT:n taajuusjakoa DECT-kaistalla (1 880 - 1 900 MHz).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokainen taajuuslohko on 20 MHz, jolloin neljää tällaista taajuuslohkoa käytetään ISM-kaistalla.

• · · ;;* 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, ♦ · · '·* 25 tunnettu siitä, että jokaisella lähetetyllä DECT- : kehyksellä tapahtuu käytetyn taajuuslohkon siirtyminen mielivaltaiselle taajuuskanavalle DCA:n algoritmin mukai-J .* : sesti.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, ··· 30 tunnettu siitä, että taajuuslohkon siirto tapah- tuu lähinnä korkeammalle taajuuskanavalle ISM-kaistalla.

* 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, * tunnettu siitä, että mainitussa siirtymisessä ,,· kaikki kanavat numeroidaan uudestaan taajuuslohkossa si- 35 ten, että DECT-laitteisto olennaisilta osilta käsittelee , ; taajuuslohkoa siten kuin se olisi kiinteä taajuudeltaan, 113440 16 jolloin dynaaminen kanavanjako (DCA) voidaan ylläpitää taajuuslohkon sisällä.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taajuuskanavaa mainitussa 5 lohkon siirrossa valvotaan DCA:n toimesta, jolloin, mikäli ennalta määrätty interferenssitaso ylittyy tällä taajuuskanavalla, DCA valitsee uuden taajuuskanavan.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että DCA valitsee taajuuskanavan, 10 jolla on alempi taajuus.

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että DCA systemaattisesti valvoo taajuuskanavia, ja mikäli useita peräkkäisiä kanavia on rekisteröity korkean interferenssitason omaaviksi, DCA 15 katsoo, että lähetys ja vastaanotto tukiaseman ja käsipuhelimen välillä suoraan siirtyy 1,8 GHz:n kaistalle tai siirtää koko taajuuslohkoa esim. koko lohkon pituuden ISM-kaistan taajuustasossa.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että häiriötaso derivoidaan taajuuden tai ajan suhteen.

18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taajuustasot, joissa esiin- ;;; tyy paljon häiriöitä, rekisteröidään DCA:han häiriöalu- ’ 25 eiksi, joita vältetään ennalta määrätyn ajan.

< .· 19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säädettävää ajastinta käyte- » I » : : tään, jossa rajoitettu aikaväli on muutama sekunti tai muutama minuutti, jotka aikavälit ovat tyypillisiä ISM- .j. 30 kaistan häiriöiden kestolle. > « » » 112440 17