FI75716B - Traodloes telefonapparat. - Google Patents

Description

Langaton puhelinlaite

Tradlös telefonapparat ' ^ ^

Keksintö koskee langatonta puhelinlaitetta sekä kiinteää, yksinomaan puhelinlaitteeseen - tai tilaajaliitännän 5 toiminnallisesti rinnakkainkytkettyihin laitteisiin - yhdistettyä puhelinkytkentärasiaa puhelujen yhdistämiseksi yleisen puhelinverkon kautta, jolloin sekä puhelinlaite että myöskin puhelinkytkentärasia, joka on kytketty suoraan puhelinverkkoon, kummatkin käsittävät lähettimen ja 10 vastaanottimen.

Tietoliikennetekniikassa tunnetaan erilaisia järjestelmiä puhelujen välittämiseksi kahden keskustelukumppanin välillä. Maailmanlaajuisiksi ulottuvia ovat langalliset puhelinverkot. Langalliset puhelut ovat kuuluvuudeltaan 15 erikoisen salakuunteluvarmoja. Liikkuvien asemien välillä käytetään myös langatonta siirtoa. Langattomassa siirrossa syntyy mahdollisuus salakuunteluun ilman suurta riskiä salakuuntelua harjoittaville. Autopuhelinlaitteet yhdistävät välimatkan ajoneuvon ja puhelinkeskuksen välillä radio-20 teitse, jolloin syöttö puhelinverkkoon tapahtuu puhelinkeskustelussa, joka voi olla yhteydessä kaikkien liikkuvien tilaajien kanssa.

Näihin viimemainittuihin, radioteitse tapahtuviin yhteyksiin liittyviä ongelmia on käsitelty US-patentissa 25 3 173 996, jossa kuvatussa laitteistossa on keskus sekä useita liittymiä, esimerkiksi ajoneuvoissa, joiden liittymien lukumäärä voi olla suurempi kuin käytettävissä olevien siirtokanavien määrä. Jotta senvuoksi, että tietty kanava on varattu tiettyä liittymäryhmää varten, tämän 30 liittymäryhmän liittymästä tuleva puhelu ei estäisi saman ryhmän muista liittymistä tulevia puheluja, silloin kun muissa ryhmissä on vapaita kanavia, on kyseisessä patentissa ehdotettu, että keskuksessa merkitään aina vapaa kanava, jolle seuraava puhelu kytketään. Liittymät havain-35 noivat jatkuvasti vapaana olevaa kanavaa ja pysyvät sillä. Mikäli kanavaa käytetään, merkitsee keskus seuraavan vapaana olevan kanavan. Kyseinen systeemi edellyttää näinol- 2 75716

Ien kanavan varauksen ohjausta keskuksen toimesta.

US-patentissa no 3 351 714 kuvattu systeemi perustuu edelläkuvattuun periaatteeseen ja siinä on esitetty kyt-kentäpiireja, jotka mahdollistavat nopeamman ja varmemman 5 puhelujen kierron.

Keksintö lähtee langallisesta siirtojärjestelmästä. Tavallisessa puhelinliitännässä kulkee verkkoon kuuluva siirtojohto puhelinkytkentärasiaan, joka on yhdistetty puhelinlaitteeseen monisäikeisellä kaapelilla. Tietyissä ra-10 joissa on puhelinlaitteen järjestely tai sijoitus joustava. Ensi sijassa nämä rajat määrää kaapelin pituus. Vaihtoehtoisesti on myös järjestetty useita laitepistorasioita siten, että puhelinlaitteen toiminta-aluetta voidaan suurentaa. Verkkoon sidotuilla laitteilla ei ollut pitkään 15 aikaan kuitenkaan mahdollista valita vapaasti puhelinlaitteen sijaintia riippumatta kriteereistä "kaapelin pituus ja pistorasian sijainti". Verkkoon sidotussa puhelinjärjestelmässä uudenaikaisimpaan rakennevaiheeseen kuuluu, että siirtomatka tilaajan alueella, siis puhelinkytkentä-20 rasian ja puhelinlaitteen välillä tapahtuu langattomasti. Näin puhelinlaite voidaan asunnon, konttorin tai talon alueella ottaa mukaan kaikkialle sinne, missä oleskellaan jonkin aikaa, jotta siellä voidaan ottaa vastaan puheluja sekä itse ottaa puheluja.

25 Saksalaisessa kuulutusjulkaisussa no 1 226 650 on ku vattu tähän langattomaan siirtojärjestelmään kuuluvaa puhelinlaitetta, jossa liittymäaseman kytkentärasian ja langattoman käsipuhelimen välinen signaali siirretään moduloidun kantajasignaalin avulla. Kytkentärasian lähetin ja 30 käsipuhelimen vastaanotin toimivat ensimmäisellä kantotaajuudella, ja toisella kantotaajuudella toimivat käsipuhelimen lähetin ja kytkentärasian vastaanotin. Systeemissä on yksityistaajuuksia, jotka varataan liittymäasemalle.

EP-hakemusjulkaisun 0 051 726 mukaan on julkisen puhe-35 linverkon tilaajaliittymään sijoitettu toinen, langaton

II

3 7571 6 liittymä, joka on yhdistetty radioteitse, ulträänen tai valosignaalin avulla tilaajaliittymään. Langaton liittymä voi julkaisun mukaan olla sijoitettuna rannekelloon, taskukelloon tai vastaavaan. Puhelun siirto tapahtuu valin-5 naisilla taajuuksilla ja se voidaan suorittaa tunnussanoja vaihtamalla lukitussa muodossa.

Tällaiset tunnetut laitteet edellyttävät, että käytettävänä on riittävästi taajuuksia, jotta jokaiselle tilaajalle voidaan järjestää oma taajuus (yksityistaajuus). 10 Tätä ehtoa ei kuitenkaan voida käytännössä täyttää, sillä viranomaisten taholta voidaan antaa tähän tarkoitukseen vain vähäinen määrä puhekanavia. Jos esim. vain 40 puhekanavaa on käytettävissä, silloin on selvää, että sellaisella järjestelmällä ei olisi kaupunkialueella mitään mahdol-15 lisuuksia. - Näissä tunnetuissa systeemeissä ei ole näinollen otettu huomioon käytettävissä olevan vähälukuisen kanavamäärän optimaalista hyväksikäyttöä mahdollisimman suurella varmuudella virhekytkentöjen välttämiseksi.

Autopuhelinlaitteet seuraavat toista päämäärää. Näihin 20 laitteisiin kuuluu yksi tai useampia kiinteitä asemia, joihin liittyy aina suuri määrä liikkuvia asemia ajoneuvoissa. Tässä on ratkaistava tehtävä johtaa puhelu, joka saapuu kiinteälle asemalle lankaa myöten, vastaten puhelun etukäteen asettamaa "osoitetta" edelleen oikeaan liikku-25 vaan vastaanottimeen joukosta valittavia tilaajia. Kiinteällä asemalla muunnetaan lankaa pitkin saapunut osoite useiden siihen kuuluvien liikkuvien asemien puitteissa, joiden kanssa kiinteä asema voi olla yhteydessä, yhtä erikoista osoitetta vastaavaksi koodiksi. Kaikki liikkuvat 30 asemat vastaanottavat koodin ja vertaavat sitä aseman koodiin. Vain yksi liikkuva asema, joka tunnistaa koodin 4 7571 6 omakseen, kytkee yhteyden.

Tällaiset tunnetut laitteet käsittävät niinmuodoin langattoman valintajärjestelmän. Kiinteä asema voi aikaansaada yhteyden hyvin moniin liikkuviin asemiin. Saa-5 puvan puhelun ja sen osoitteen perusteella koodi tutkitaan vastaanottimen valitsemiseksi.

Keksinnön mukaisissa laitteissa muodostaa tilaaja-kytkentärasia langattoman puhelinlaitteen kanssa toiminnallisesti erottamattoman parin. Kytkentärasia voi olla 10 yhteydessä vain siihen liittyvän puhelinlaitteen kanssa. Joka tapuaksessa puhelinlaitteeseen voidaan oheenjärjes-tää lisäpuhelinkoneita, joilla kuitenkin kaikilla on sama numero. Valintamahdollisuutta tilaajaa ajatellen tämän siirtomatkan sisäpuolella ei ole. Se joutuisi jo en-15 nen puhelun kytkentärasiaan saapumista automaattikeskuk-seen.

Keksinnön päämääränä on minkä tahansa tarjolla olevan kanavan kaksoiskäytön välttäminen ja sen poissulkeminen, että lähtevä puhelu kulkee naapurin kytkentärasian sekä 20 siihen liitetyn maksunlaskijän kautta sekä vielä salakuuntelu turvallisuuden varmistaminen. Tämä varmistetaan siten, että lähettimessä on koodilaite koodin siirtämiseksi kanavaan, jonka vastaanotin tunnistaa vapaaksi, jolloin koodi on laitekohtainen ja riippumaton valitusta pu-25 helintilaajan liitäntänumerosta, että vastaanottimessa on lähettimen pyyhkäisyetsintälaite erotuksella vapaiden ja varattujen kanavien välillä joukosta annettuja siirtokanavia tai siirtokanavapareja·, ja että vastaanotin on aina varustettu vertailukytkennällä siirretyn invariantin 30 koodin tunnistamiseksi ja vertaamiseksi vastaanottimen koodiin, ja että aina on aikaansaatu kytkentä langattoman yhteyden kytkemiseksi koodien täsmätessä vertailukytken-nässä, erikoisesti dupleksikäytossä puhelinlaitteen ja puhelinkytkentärasian välillä. Tällä kytkentäjärjestelyl-35 lä estetään se, että jokaiselle puhelinlaitteelle yhdessä siihen liittyvän puhelinkytkentärasian kanssa täytyy jär- li 7571 6 jestää kiinteä lähetys- ja vastaanottotaajuus. Kun puhelu on siirrettävä puhelinlaitteeseen langattomasti, silloin lähetin puhelinkytkentärasiassa varaa skannaavan vastaanottimen vapaaksi tunnistaman kanavan ja lähettää koo-5 din. Vastaanotin puhelinlaitteessa toimii jatkuvasti lähettimen pyyhkäisyetsinnällä (skannerikäytöllä), tunnustelee peräkkäin jokaista varattua kanavaa ja tunnistaa, jos sen oma koodi (esim. 15 bitin koodi) on kyseessä. Jos näin on, silloin se antaa tällä tai muulla koodilla merit) kin takaisin kytkentärasiaan, ja langaton dupleksiyhteys kytketään puhelinverkkoon ja puhelu johdetaan puhelinlaitteeseen .

Jos päinvastoin puhelu tulee johtaa ulos langattomasta puhelinlaitteesta, silloin puhelinlaitteen lähetin va-15 raa sen oman skanaavan vastaanottimen vapaaksi tunnistaman kanavan ja lähettää koodin. Myöskin puhelinkytkentä-rasian vastaanotin työskentelee jatkuvasti lähettimen pyyhkäisyetsinnällä (skannerikäytöllä). Se tunnistaa vertailu-kytkennän kautta täsmäämisen muistiin kiinteästi viedyn 20 koodin kanssa, jonka jälkeen annetaan merkki takaisin tällä tai muulla koodilla ja yhteys puhelinverkkoon kytketään. Lähettimen teho on riittävä kattamaan noin 50 m alueen. Leikkautuminen naapurilaitteiden kanssa ei voi johtaa virhekytkentöihin, sillä vapaaksi tunnistetun ka-25 navan käyttämä koodaus sallii 15 bitin koodilla vähintään 30 000 yhdistelmää muutoin rajoitetulla lähetinalueella.

Keksinnönmukaista kytkentärasiaa voidaan siis jotenkin verrata releeseen ilman omaa intelligenssiä, kun taas kiinteä asema on tekniikan tasoltaan verrattavissa auto-30 maattikeskukseen. KeksinnÖnmukainen "kiinteä asema" (=kyt-kentärasia) muodostaa taloliitännän, joka on järjestetty vain yhteen ainoaan kytkettyyn puhelinnumeroon. KeksinnÖnmukainen pari, nimittäin kytkentärasia ja siihen liittyvä puhelinlaite eivät ole tekniikan tason mukaises-35 ti kytkentärasiassa valintatapahtuman kautta kytketyt yh- 7571 6 teen. Ne on pakollisesti kytketty toisiinsa seurauksena lähettimen kiinteästä koodista sekä liitosrasiassa että myös puhelinlaitteessa.

Kohonnut varmuus voidaan saavuttaa siten, että toi-5 saalta puhelinkytkentärasian lähettimessä ja puhelinlaitteen vastaanottimessa ja toisaalta puhelinlaitteen lähet- % timessä ja puhelinkytkentärasian vastaanottimessa on pa-rittain täsmäävä koodi, jolloin kuitenkin toisen parin koodi on erilainen kuin toisen parin koodi.

10 Keksinnönmukaisen laitteen periaatekytkentäkaavio on esitetty piirustuksessa.

Langattoman puhelinlaitteen 1 ja puhelinkytkentära-sia 2 välillä on käytettävissä esim. 40 siirtokanavaa. Puhelinlaitteeseen 1 kuuluu vastaanotin 3 lähettimen pyyh-15 käisyetsinnällä sekä lähetin 4. Vastaanottimessa 3 tunnustellaan jatkuvasti (joka tapauksessa annetuin aikavälein) siirtokanavia. Vapaat ja varatut kanavat erotellaan. Vastaanottimen 3 lähdössä 5 ovat tiedot vapaista kanavista .

20 Kun näppäimistöä 6 käytetään, silloin lähetin 4 ja vastaanotin 3 kytketään vapaalle kanavaparille. Ensin lähetin 4 lähettää koodauslaitteesta 7 johdetun koodimer-kin vapaalle kanavalle.

Puhelinkytkentärasiassa 2 on myös vastaanotin 13 lä-25 hettimen pyyhkäisyetsinnällä. Tämä tunnustelee kaikkia varattuja kanavia (lähtö 18). Tämän perään kytketyssä vertailukytkennässä 19 tunnustellaan vastaako lähetetty koodi vastaanottimen 13 koodilaitteessa 17 olevaa koodia. Tunnistettaessa koodi oikeaksi tapahtuu kuittaus ("kätte-30 ly") kytkentärasiasta 2 puhelinlaitteeseen 1, jossa vastaanotin 3 vastaanottaa koodin lähettimestä 14 ja vertaa sitä. Sitten yhteys kytketään ja yhdistetään puhelinverkkoon 20. Valitsimella 6 valitaan numero ja puhelu langattomasta puhelinlaitteesta johdetaan ulos. Valinnalla ei 35 ole mitään vaikutusta langattomaan yhteyteen ja koodiin.

7 75716

Jos taas puhelu saapuu puhelinverkosta puhelinkyt-kentärasiaan 2, silloin annetaan ensin tieto vastaanottimen 13 tunnistamasta vapaasta kanavasta lähdön 15 kautta edelleen lähettimeen 14. Lähetin 14 lähettää koodaus-5 kytkennän 17 varastoiman lähettimen puoleisen kiinteän koodin. Puhelinlaitteen 1 jatkuvasti lähettimen pyyhkäi-syetsinnällä työskentelevä vastaanotin 3 tunnustelee peräkkäin varattujen kanavien kaikki merkit lähdössä 8, johon on yhdistetty vertailukytkentä 9. Vertaamalla vas-10 taanottimen puoleiseen koodiin koodikytkennästä 7 identifioidaan lähettimen 14 kautta sisääntuleva yhdistämis-toivomus, tai se löydetään eri kanaville tulevien merkkien summasta. Sen jälkeen lähetin 4 lähettää koodin, joka voi vastata lähetettyä koodia. Vastakkainen vastaan-15 otin 13 ottaa koodin ja vertaa sitä vastaanottimen puolelle varastoituun koodiin. Se tunnistaa täsmäämisen.

Näin on kuittaus ("kättely") tapahtunut, yhteys automaat-tikeskukseen kytketään ja puhelu yhdistetään langattomaan yhteyteen. Lähetin 14 ja vastaanotin 3 sekä lähetin 4 ja 20 vastaanotin 13 työskentelevät pareittain ja aina kiinteällä koodilla. Molemmat parit voivat toimia samalla koodilla, tai olla vain parittain samoin koodattuja. Olennaista on , että koodi on invariantti, josta kytkentärasian ja puhelinlaitteen toiminnallinen yhteys ilmenee.

25 Jos vastaanottimet 3 ja 13 saavat merkkejä naapuris sa olevista laitteista, tällöin ei synny vaaraa, että vastaanottimet johtaisivat ne edelleen, sillä valinta tapahtuu koodauksen, identifioinnin ja kuittauksen kautta. Puhelinsalaisuus jää näin turvatuksi.

30 Päinvastoin ei ole myöskään mahdollista päästä pu helinlaitteesta vieraaseen puhelinkytkentärasiaan ja ottaa puhelu sen maksulaskijän kautta.

Täysdupleksikäyttöä varten on käytettävissä 40 ka-navaparia. Tähän sopivat periaatteessa samat järjestelyt 35 kuin edellä. Yhteen vastaanottokanavaan, joka vastaanot- 7571 6 timessa 3 tai 13 tunnistetaan vapaaksi tai varatuksi, liittyy aina yksi lähetinkanava. Laite toimii 900 Mhz kaistalla, kanavaparien taajuusetäisyys on 45 Mhz. Lähetystehona 10 mW on noin 50 m etäisyyksille riittävä 5 puhelinlaitteen 1 ja puhelinkytkentärasian 2 välillä. Tämä mahdollistaa sen, että 40 kanavalla riittävyys voidaan löytää.

Jotta yksittäisille kanaville puhelinlaitteessa 1 ja puhelinkytkentärasiassa 2 ei aina tarvitsisi järjes-10 tää yksilöllistä kvartsia, voidaan taajuuden valmistelu suorittaa syntesoija-periaatteella käyttämällä Phase-Locked-Loop (PLL). Tällöin vapaasti värähtelevän oskillaattorin (VCO) merkkiä verrataan vaiheenvertailukytken-nässä kvartsistabiiliin vertailumerkkiin. Syntyvä tasa-15 virtakorjausmerkki palvelee VCO-taajuuden jälkisäädös-sä ohjetaajuudella ja samanaikaisesti kanavanvalintaa tai kanavan edelleenkytkemistä. Tätä tarkoitusta varten VCO-merkki (f=70 Mhz) seuraavaksi sekoitetaan noin 1 Mhz taajuuden kanssa ja sitten ohjelmoitavan jakajan avulla 20 jaetaan askeltaajuudeksi. Vaihtokytkemällä jakajasuhdet-ta voidaan jokainen kanavataajuus asettaa. Automaattisen pyyhkäisyetsinnän toteuttamiseksi täytyy siis muutettava jakaja ohjelmoida loogisella lähdön ohjauksella.

Stabiloitu VCO-merkki johdetaan kulloinkin puskuri-25 vahvistimen kautta toisaalta vastaanotinkertojaan, toisaalta lähetinsekoittimeen. Vastaanotinkertojan (noin 850 Mhz) lähtömerkki vapautetaan useampinapaisen johdin-suotimen avulla ei-toivotuista kirjonosista ja johdetaan 1. vastaanotinsekoittajaan.

30 Ohjauslähetin on kvartsistabiloitu ja toimii noin 80 Mhz taajuudella. Oskillaattorimerkki yhdistetään vai-hemodulaattorissa modulaatiovahvistimessa valmistettuun informaatioon.

Tämän jälkeen sekoitetaan moduloitu merkki lähetin-35 sekoittajassa VCO-merkin kanssa, summataajuus suodatetaan ja säädetään lähetinkertoja (x 6) lähettimen nimel- 9 75716 listaajuudelle (n. 900 Mhz). Vahvistamisen jälkeen pää-teasteessa on käytettävissä +10 dBm lähetysteho. Sekä antennilähdössä että myös lähetinkertojän jälkeen on kaistasuodatin välttämätön, ei-toivottujen taajuuksien 5 vaimentamiseksi mahdollisimman hyvin. Korkeiden käyttö-taajuuksien tähden tulevat kyseeseen tässä vain ns. "He-lix”-suodattimet, sillä vain tällä tavoin suodattimista voidaan saada välttämätön piirinhyvyys samanaikaisilla pienillä mitoilla, ja vähäinen läpäisyvaimennus sekä kor-10 kea erottelu. Haittana on hienomekaanisten kustannusten määrä tällaisten suodattimien valmistuksessa, toisaalta saavutetaan kuitenkin optimi häiriövarmuudessa (yliaallot, peilitaajuudet).

Vastaanotin toimiin kaksinkertaisella sekoitusperi-15 aatteella. Yksinkertaisella konversiolla täytyisi väli-taajuus valita hyvin korkeaksi (100 - 150 Mhz), peili-taajuus häiriöiden vaimentamiseksi mahdollisimman paljon. Suurten välitaajuuksien vahvistaminen ja demodulaatio törmää kuitenkin vaikeuksiin (stabiliteetit, alhainen säh-20 köinen hyötysuhde).

Ensimmäinen välitaajuus asetettiin arvoon 75 Mhz, toinen 10,7 Mhz. Vastaanotin on rakennettu niin pitkälle kuin mahdollista suurella integroinnilla.

Esivalinnan jälkeen 2-piirisessä kaistasuodattimes-25 sa kohotetaan hyötysignaalin äänenkorkeus esivahvistimes- sa ja annetaan toisen kaistasuodattimen kautta 1. sekoittajaan. 2. sekoittaja muuttaa merkin arvosta 75 Mhz arvoon 10,7 Mhz, tämä vahvistetaan rajoitusvahvistimessa, rajoitetaan, demuloidaan ja vahvistamisen jälkeen NF-vah- 30 vistimessa johdetaan kuulokseen.

Vastaanottaja sisältää lisäksi kohinasulun, jonka vastinkynnys on säädettävä. Näin varmistetaan, että yhteys syntyy vain silloin, kun signaali/kohinasuhde (SNR) ylittää määrätyn vähimmäisarvon. Yhteyden jo synnyttyä se 35 pidetään päällä vielä muutaman sekunnin ajan sen jälkeen,

Claims (2)

10 7571 6 kun vähimmäis-SNR on alitettu. Ellei SNR nouse tänä aikana jälleen yli vähimmäisarvon, silloin yhteys katkaistaan.

1. Langaton puhelinlaite sekä kiinteä, yksinomaan puhelinlaitteeseen tai tilaajaliitännän toiminnallisesti rinnakkain kytkettyihin laitteisiin liitetty puhelin-kytkentärasia.puheluiden johtamiseksi yleisen puhelinverkon kautta, jolloin sekä puhelinlaitteessa että myös 10 puhelinkytkentärasiassa, joka on välittömästi liitetty puhelinverkkoon, on kummassakin lähetin ja vastaanotin, tunnettu siitä, että lähettimessä (4, 14) on koodilaite (7, 17) koodin siirtämiseksi vastaanottimeen (3, 13) vapaaksi tunnettuna kanavana, jolloin kummankin 15 lähettimen (4, 14) koodi on laitekohtainen ja riippumaton puhelintilaajan valitusta liitäntänumerosta, että vastaanottimissa (3, 13) on lähettimen pyyhkäisyetsin-nällä vapaiden ja varattujen kanavien erotuksella joukosta annettuja siirtokanavia tai siirtokanavapareja, 20 ja että vastaanottimiin (3, 13) on aina peräänkytketty vertailukytkentä (9, 19) lähetetyn invariantin koodin tunnustelemiseksi ja vertaamiseksi vastaanottimen puoleisen koodin kanssa sekä aina kytkentä langattoman yhteyden kytkemiseksi koodin täsmätessä vertailukytken-25 nässä (9, 19), erikoisesti dupleksikäytössä puhelinkoneen ja puhelinkytkentärasian välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen langaton puhelin-laite, tunnettu siitä, että toisaalta puhelinkytkentärasian (2) lähettimellä (14) ja puhelinlaitteen 30 (1) vastaanottimella (3) ja toisaalta puhelinlaitteen (1) lähettimellä (4) ja puhelinkytkentärasian (2) vastaanottimella (13) on parittain täsmäävät koodit, kuitenkin eri koodit eri pareilla. Il