FR2651394A1 - Radiotelephone communication network - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un réseau de communication radio-téléphonique. The present invention relates to a radio-telephone communication network.
On connaît des réseaux de communication radiotéléphonique comportant une série de stations centrales téléphoniques reliées à une série de bases de transmission fixes réparties sur Le territoire à couvrir par le réseau de communication et comportant chacune une pluraLité d'ensembles comprenant chacun un organe d'interface radiotéléphonique, un émetteur et un récepteur pour communiquer avec les stations mobiles selon une liaison radio. Radiotelephone communication networks are known comprising a series of central telephone stations connected to a series of fixed transmission bases distributed over the territory to be covered by the communication network and each comprising a plurality of sets each comprising a radiotelephone interface member , a transmitter and a receiver for communicating with the mobile stations over a radio link.
Dans les réseaux existants, les stations de transmission fixes sont généralement reliées aux stations centrales téléphoniques par des câbles. In existing networks, fixed transmission stations are generally connected to central telephone stations by cables.
L'implantation d'une base de transmission implique un certain nombre de contraintes, en particuLier la disposition d'un site suffisamment éLevé pour l'instaLla- tion des antennes et d'un Local à proximité pour L'instal- lation des organes constituant la base de transmission. The establishment of a transmission base implies a certain number of constraints, in particular the provision of a site high enough for the installation of antennas and a nearby room for the installation of the constituent bodies the transmission base.
Ces contraintes sont particuLièrement difficiles à satisfaire dans Les villes ou la présence de nombreux immeubles implique l'implantation d'une base de transmission sur les immeubles les plus élevés et où L'acquisition ou la location d'un
Local sont particulièrement onéreuses. De plus, L'impLantation d'une base de transmission au sommet d'un immeuble implique le passage des câbLes téléphoniques à travers l'ensemble de l'immeuble, proLongé par une liaison souterraine. Pour résoudre ce dernier problème, on a envisagé d'assurer une liaison radio entre la station centrale téléphonique et la base de transmission. Toutefois, cette solution ne résoud pas le problème de la disposition d'un local dans L'immeuble sur lequel les antennes doivent être installées.These constraints are particularly difficult to satisfy in cities where the presence of numerous buildings implies the establishment of a transmission base on the tallest buildings and where the acquisition or rental of a
Local are particularly expensive. In addition, the installation of a transmission base at the top of a building involves the passage of telephone cables through the entire building, extended by an underground connection. To solve this last problem, it was envisaged to provide a radio link between the central telephone station and the transmission base. However, this solution does not solve the problem of the provision of a room in the building on which the antennas are to be installed.
Par ailleurs, on cherche actuellement de plus en plus à réduire Le volume et le coût des stations mobiles afin que celles-ci puissent être utilisées par un plus grand nombre d'utilisateurs. Une telLe réduction
du volume et du coût des stations mobiles implique une
réduction de leur puissance et donc de leur portée. Il
est alors nécessaire de multiplier le nombre de celluLes
formant le territoire à couvrir par le réseau de communication et, par voie de conséquence, Le nombre de bases de transmission associées aux celLules. Les probLèmes qui ont été évoqués ci-dessus à propos de l'implantation d'une base de transmission rendent pratiquement impossible la mise en place d'un réseau de communication de faible puissance dans des zones urbaines déjà constituées, au moyen des dispositifs existants.In addition, there is an increasing interest in reducing the volume and cost of mobile stations so that they can be used by a larger number of users. Such reduction
of the volume and cost of mobile stations implies a
reduction of their power and therefore of their range. he
it is then necessary to multiply the number of cells
forming the territory to be covered by the communication network and, consequently, the number of transmission bases associated with the cells. The problems which have been mentioned above with regard to the establishment of a transmission base make it practically impossible to set up a low-power communication network in already constituted urban areas, using existing devices.
Un but de la présente invention est de proposer un réseau de communication radio-téléphonique minimisant
Les problèmes d'implantation des bases de transmission.An object of the present invention is to propose a radio-telephone communication network minimizing
Problems in setting up transmission bases.
En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon L'invention un réseau de communication radio-téLéphonique comportant au moins une station centrale téléphonique, au moins une base de transmission fixe reliée à la centrale téléphonique pour assurer un interface radio-téléphonique et communiquer avec des stations mobiles selon une liai son radio, et au moins une station répétitrice associée à une base de transmission pour assurer une liai son radio globale avec la base de transmission et les stations mobiles. With a view to achieving this aim, provision is made according to the invention for a radio-telephone communication network comprising at least one central telephone station, at least one fixed transmission base connected to the central telephone to provide a radio-telephone interface and communicating with mobile stations according to a radio link, and at least one repeater station associated with a transmission base to ensure a global radio link with the transmission base and the mobile stations.
Par liaison radio globale, on entend une
Liaison radio transmettant l'ensemble d'une gamme de fréquences sur laquelle s'effectuent les différentes communica t ions. By global radio link is meant a
Radio link transmitting the whole range of frequencies on which the various communications are carried out.
Selon une version avantageuse, une station répétitrice comporte un organe émetteur - récepteur pour la communication avec la base de transmission, cet organe émetteur - récepteur étant relié à une ligne d'émission de signaux radio vers les stations mobiles et à une Ligne de réception de signaux radio en provenance des stations mobiles, ces deux lignes étant reliées à un oscillateur commun pour assurer une transposition de fréquence porteuse entre la communication de la station répétitrice avec la base de transmission et avec les stations mobiles et à un organe émetteur et récepteur pour la liaison avec les stations mobiles. According to an advantageous version, a repeater station comprises a transmitter-receiver member for communication with the transmission base, this transmitter-receiver member being connected to a line for transmitting radio signals to the mobile stations and to a line for receiving radio signals from mobile stations, these two lines being connected to a common oscillator to ensure carrier frequency transposition between the communication of the repeater station with the transmission base and with the mobile stations and with a transmitter and receiver for the link with mobile stations.
Les stations répétitrices sont ainsi réalisées avec un nombre d'organes très réduit pouvant être disposés dans un boîtier de faible encombrement associé à un mât portant les antennes sur le toit d'un immeuble. L'implantation d'une station répétitrice ne nécessite donc plus la disposition d'un local ni de câblage traversant l'immeuble, la station répétitrice étant alimentée par une batterie ou par un raccordement au réseau électrique habituel desser vant l'immeuble > et permet donc de multiplier sans difficulté les sites envisagés. The repeater stations are thus produced with a very small number of members that can be arranged in a compact housing associated with a mast carrying the antennas on the roof of a building. The installation of a repeater station therefore no longer requires the provision of a room or wiring passing through the building, the repeater station being powered by a battery or by a connection to the usual electrical network serving the building> and allows therefore to easily multiply the sites envisaged.
D'autre part, dans les bases de transmission actuelles, même Lorsque celles-ci sont implantées dans des régions à très faible densité de communications (en particulier les zones rurales), il est nécessaire de prévoir pour chaque base de transmission au moins deux ensembles émetteur-récepteur -interface radio-téléphonique, L'un de ces ensembles étant utilisé pour le fonctionnement normal et l'autre ensemble étant prévu en cas de panne du premier ensemble, l'ensemble en service n'étant pas utilisé à sa capacité maximale. Cette disposition est particulièrement coûteuse. On the other hand, in current transmission bases, even When these are located in regions with very low communications density (in particular rural areas), it is necessary to provide for each transmission base at least two sets transceiver-radio telephone interface, One of these assemblies being used for normal operation and the other assembly being provided in the event of failure of the first assembly, the assembly in service not being used at its maximum capacity . This arrangement is particularly expensive.
Selon un autre aspect de L'invention, on prévoit d'associer plusieurs stations répétitrices à une même base de transmission, le nombre d'ensembles émetteurrécepteur - organe d'interface radio-téléphonique étant déterminé en fonction du nombre de communications devant être assurées par la base de transmission et toutes les stations répétitrices qui lui sont associées. On assure ainsi la couverture d'un territoire avec un nombre d'ensembles émetteur-récepteur - organe d'interface radiotéléphonique beaucoup plus réduit qu'avec les bases de transmission séparées existantes. According to another aspect of the invention, provision is made to associate several repeater stations with the same transmission base, the number of transmitter-receiver-radio-interface unit assemblies being determined as a function of the number of communications to be provided by the transmission base and all the repeater stations associated with it. This ensures coverage of a territory with a number of transmitter-receiver assemblies - radiotelephone interface unit much smaller than with existing separate transmission bases.
De préférence, lorsque la disponibilité des fréquences de communication le permet, on assure la communi cation des stations répétitrices avec la base de transmission et avec les stations mobiles dans une même gamme de fréquences porteuses. Ainsi, on réduit encore le coût de l'ins- lallation. Preferably, when the availability of communication frequencies allows, communication of the repeater stations with the transmission base and with the mobile stations in the same range of carrier frequencies is ensured. This further reduces the cost of installation.
D'autres caractéristiques et avantages de
L'invention apparaîtront à la lecture de la description qui
suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de
L'invention en liaison avec les figures ci-jointes parmi lesquelles
- la figure 1 est une représentation schématique d'un réseau de communication radio-téléphonique selon
L'invention,
- la figure 2 est une représentation schématique de la structure d'une station répétitrice selon L'in- vention.Other features and benefits of
The invention will appear on reading the description which
follows particular nonlimiting embodiments of
The invention in conjunction with the attached figures, among which
- Figure 1 is a schematic representation of a radio-telephone communication network according to
The invention,
- Figure 2 is a schematic representation of the structure of a repeater station according to the invention.
- la figure 3 est une représentation schématique d'une variante de réseau de communication radio-télépho- nique selon L'invention. - Figure 3 is a schematic representation of a variant of radio-telephone communication network according to the invention.
En référence aux figures 1 et 2, le réseau de communication radio-téléphonique selon L'invention comporte une station centrale téléphonique 1 reliée à des bases de transmission fixes 2 par des câbles téléphoniques 3. Dans Le mode de réalisation illustré, la base de transmission 2.1 a une structure classique et est équipée d'une antenne émettrice 4.1 et d'une antenne réceptrice 5.1 pour communiquer directement avec des stations mobiles 6. Au contraire, selon L'invention, les bases de transmission 2.2 et 2.3 sont associées à une station répétitrice 7, respectivement 7.2 et 7.3. With reference to FIGS. 1 and 2, the radio-telephone communication network according to the invention comprises a central telephone station 1 connected to fixed transmission bases 2 by telephone cables 3. In the illustrated embodiment, the transmission base 2.1 has a conventional structure and is equipped with a transmitting antenna 4.1 and a receiving antenna 5.1 for communicating directly with mobile stations 6. On the contrary, according to the invention, the transmission bases 2.2 and 2.3 are associated with a station repeater 7, respectively 7.2 and 7.3.
Les stations répétitrices 7 sont en liai son radio avec La base de transmission à laquelle elles sont associées, par exemple au moyen d'une antenne émettriceréceptrice 8 portée par la station répétitrice et une antenne émettrice-réceptrice 9 portée par la base de transmission. The repeater stations 7 are linked to its radio with the transmission base with which they are associated, for example by means of a transceiver antenna 8 carried by the repeater station and a transceiver antenna 9 carried by the transmission base.
La station répétitrice et la base de transmission étant fixes, on utilisera de préférence des antennes très directionnelles. L'antenne émettrice-réceptrice 8 d'une station répétitrice (voir figure 2) est reliée par l'intermédiaire d'un organe de duplexage 10 à une ligne d'émission 11 de signaux radio vers les stations mobiles et une ligne de réception 12 des signaux radio en provenance des stations mobiles, ces deux lignes étant reliées à un oscillateur commun 13 pour assurer une transposition de fréquence porteuse entre la communication de la station répétitrice avec la base de transmission et avec les stations mobiles.The repeater station and the transmission base being fixed, it is preferable to use very directional antennas. The transceiver antenna 8 of a repeater station (see FIG. 2) is connected via a duplexer 10 to a transmission line 11 of radio signals to the mobile stations and to a reception line 12 radio signals from mobile stations, these two lines being connected to a common oscillator 13 to ensure transposition of carrier frequency between the communication of the repeater station with the transmission base and with the mobile stations.
La ligne d'émission 11 est en outre équipée d'une antenne émettrice 4, respectivement 4.2 pour la station répétitrice 7.2 et 4.3 pour la station répétitrice 7.3, tandis que la ligne de réception 12 est reliée à une antenne réceptrice 5, respectivement 5.2 pour la station répétitrice 7.2 et 5.3 pour La station répétrice 7.3, pour la communication avec les stations mobiles.The transmission line 11 is further equipped with a transmitting antenna 4, respectively 4.2 for the repeating station 7.2 and 4.3 for the repeating station 7.3, while the receiving line 12 is connected to a receiving antenna 5, respectively 5.2 for the repeater station 7.2 and 5.3 for the repeater station 7.3, for communication with the mobile stations.
On remarquera que la station répétitrice n'assure aucun traitement des signaux de communication transmis et assure une répétition globale du signal radio, le seul traitement étant la transposition de la fréquence porteuse, par exemple voisine de 38 GHz pour la communication avec la base de transmission à une fréquence, par exemple voisine de 2 GHz, pour la transmission avec des stations mobiles, et de préférence une amplification des signaux radio répétés, le pas-sage à 38 GHz pour la communication entre la station répétitrice et la base de transmission ayant simplement pour fonction d'économiser les fréquences disponibles au voisinage de 2 GHz pour la communication avec les stations mobiles. It will be noted that the repeater station does not provide any processing of the transmitted communication signals and provides a global repetition of the radio signal, the only processing being the transposition of the carrier frequency, for example around 38 GHz for communication with the transmission base. at a frequency, for example close to 2 GHz, for transmission with mobile stations, and preferably an amplification of the repeated radio signals, the passage at 38 GHz for the communication between the repeating station and the transmission base having simply to save the frequencies available in the vicinity of 2 GHz for communication with mobile stations.
On remarquera qu'en plus de la facilité d'implantation d'une station répétitrice qui a déjà été souligné ci-dessus, le réseau de communication radio-téléphonique selon L'invention présente en outre l'avantage de permettre un regroupement des bases de transmission dans un même local, qui peut d'ailleurs être le même local que celui dans lequel est implantée la station centrale téléphonique
de sorte que les bases de transmission peuvent utiliser
certains organes en commun. De plus, les interventions
d'entretien ou de réparation sur les bases de transmission
sont facilitées par leur regroupement.It will be noted that in addition to the ease of setting up a repeater station which has already been emphasized above, the radio-telephone communication network according to the invention also has the advantage of allowing the bases of transmission in the same room, which can also be the same room as the one in which the central telephone station is located
so the transmission bases can use
certain organs in common. In addition, the interventions
maintenance or repair on transmission bases
are facilitated by their grouping.
La figure 3 illustre une variante de réalisa
tion destinée à couvrir un territoire sur lequel Le faible
nombre de communications ne justifie pas L'utilisation
d'une base de transmission pour chaque cellule, c'est à
dire pour chaque zone élémentaire du territoire, et où le
nombre de fréquences disponibles dans une même gamme de
fréquence, par exemple au voisinage de 2 GHz, est élevé
par rapport au nombre de fréquences nécessaires pour assurer
la communication avec les stations mobiles (non représentées).Figure 3 illustrates an alternative embodiment
tion intended to cover a territory in which the weak
number of communications does not justify Use
a transmission base for each cell,
say for each elementary area of the territory, and where the
number of frequencies available in the same range of
frequency, for example around 2 GHz, is high
relative to the number of frequencies needed to ensure
communication with mobile stations (not shown).
Dans ce cas, la base de transmission 2.1 est associée à plusieurs stations répétitrices 7.11 ; 7.12 et 7.13. La base de transmission comporte une antenne émettrice omnidirectionnelle 4.1 et une antenne réceptrice omnidirectionneLle 5.1 qui lui permettent de communiquer soit directement avec une station mobile lorsque celleci se trouve à proximité de la base de transmission, soit avec l'une des stations répétitrices qui sont équipées pour cela d'antennes réceptrices directionnelles 14, respectivement 14.11 ; 14.12 et 14.13, et d'antennes émettrices directionnelles 15, respectivement 15.11 ; 15.12 et 15.13, tournées vers la base de transmission. In this case, the transmission base 2.1 is associated with several repeater stations 7.11; 7.12 and 7.13. The transmission base comprises an omnidirectional transmitting antenna 4.1 and an omnidirectional receiving antenna 5.1 which enable it to communicate either directly with a mobile station when it is near the transmission base, or with one of the repeating stations which are equipped for this directional receiving antennas 14, respectively 14.11; 14.12 and 14.13, and directional transmitting antennas 15, respectively 15.11; 15.12 and 15.13, facing the transmission base.
Lorsque des signaux sont émis par la base de transmission, ceux-ci sont reçus par Les stations mobiles disposées dans le rayon de transmission directe de la base de transmission, et par toutes les stations répétitrices qui assurent une répétition avec un décalage de fréquence porteuse spécifique à chaque station répétitrice afin de ne pas créer un brouillage pour une station mobile se trouvant dans le champ de transmission de deux stations répétitrices voisines. When signals are transmitted by the transmission base, these are received by mobile stations located within the direct transmission radius of the transmission base, and by all repeater stations which provide repetition with a specific carrier frequency offset. to each repeater station so as not to create interference for a mobile station located in the transmission range of two neighboring repeater stations.
De la même façon, tous les signaux reçus par les stations répétitrices à un instant donné sont retransmis avec un décalage de fréquence porteuse vers la base de transmission, celle-ci ne recevant réellement que les signaux à la fréquence sur laquelle la base de transmission est calée à cet instant. Likewise, all the signals received by the repeater stations at a given time are retransmitted with a carrier frequency shift towards the transmission base, the latter actually receiving only the signals at the frequency on which the transmission base is stalled at this time.
On remarquera que dans ce mode de réalisation, on économise non seulement un certain nombre d'ensembles émetteur-récepteur - organe d'interface radio-téléphoniques qui auraient dû être mis en place dans des bases de transmission traditionnelles réparties sur le territoire, mais également les organes de communication à fréquence élevée (par exemple 38 GHz) prévus dans Le dispositif des figures 1 et 2. En revanche, ce mode de réalisation utilise plus de fréquences dans La gamme de fréquences considérée. It will be noted that in this embodiment, we save not only a certain number of transmitter-receiver assemblies - radio-telephone interface unit which should have been set up in traditional transmission bases distributed over the territory, but also the high frequency communication devices (for example 38 GHz) provided in the device of FIGS. 1 and 2. On the other hand, this embodiment uses more frequencies in the range of frequencies considered.
A titre d'exemple, un territoire comprenant sept cellules, une cellule centrale entourée de six ceLLuLes périphériques, où chaque cellule a un nombre d'ERLANG égal à deux, est couvert selon un réseau traditionnel par sept bases de transmission comprenant chacune un ensemble émetteurrécepteur - organe d'interface radio-téléphonique normal à huit canaux et un ensemble de secours, soit quatorze ensembles. Le nombre total d'ERLANG étant de quatorze sur tout le territoire, celui-ci pourra être couvert par une base de transmission comportant seulement cinq ensembles emetteur-récepteurs - organe d'interface radio-téléphonique (quatre normaux et un de secours), cette base étant associée à six stations répétitrices. For example, a territory comprising seven cells, a central cell surrounded by six peripheral cells, where each cell has an ERLANG number equal to two, is covered according to a traditional network by seven transmission bases each comprising a transmitter-receiver assembly - normal radio-telephone interface unit with eight channels and a backup set, ie fourteen sets. The total number of ERLANG being fourteen throughout the territory, it can be covered by a transmission base comprising only five sets of transceivers - radio-telephone interface unit (four normal and one backup), this base being associated with six repeating stations.
Dans Le cas où le nombre de communications à assurer justifie L'association d'une base de transmission à plusieurs stations répétitrices sans que le nombre de fréquences disponibles dans une même gamme soit suffisant pour assurer la liaison entre la base de transmission et les stations répétitrices, cette liai son est assurée à une fréquence différente, par exemple 38 GHz, la base de transmission et les stations répétitrices étant alors équipées des organes nécessaires à cette transmission. In the case where the number of communications to be ensured justifies the association of a transmission base with several repeater stations without the number of frequencies available in the same range being sufficient to ensure the link between the transmission base and the repeater stations , this link is provided at a different frequency, for example 38 GHz, the transmission base and the repeater stations then being equipped with the components necessary for this transmission.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de L'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and it is possible to make variant embodiments without departing from the scope of the invention.
En particulier, bien que les stations répétitrices de La figure 2 aient été décrites avec l'organe émetteur-récepteur comportant une antenne émettrice-réceptrice unique associée à un duplexeur pour assurer la liaison entre La station répétitrice et la base de transmission associée, cette antenne unique pourrait être remplacée par une antenne émettrice et une antenne réceptrice respectivement associées à la ligne d'émission et à la ligne de réception de La station répétitrice, comme illustré par la figure 3, la base de transmission étant alors elle-même équipée d'une antenne émettrice et d'une antenne réceptrice. In particular, although the repeater stations of FIG. 2 have been described with the transceiver unit comprising a single transceiver antenna associated with a duplexer for ensuring the link between the repeater station and the associated transmission base, this antenna single could be replaced by a transmitting antenna and a receiving antenna respectively associated with the transmission line and the reception line of the repeater station, as illustrated in FIG. 3, the transmission base then being itself equipped with a transmitting antenna and a receiving antenna.
Claims (4)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |