NO178518B

NO178518B - Wireless, digital communication system and telephone system

Info

Publication number: NO178518B
Application number: NO953507A
Authority: NO
Inventors: Jr John David Kaewell; Scott David Kurtz
Original assignee: Interdigital Tech Corp
Priority date: 1990-02-06
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 1996-01-02
Also published as: NO178518C; NO953507D0; NO953507L

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et trådløst, digitalt kommunikasjonssystem som innbefatter minst to stasjoner i RF kommunikasjon med hverandre, og der én stasjon initierer tidsstyringen av RF signaler og den andre stasjonen synkroniserer sin tidsstyring i henhold til den initier.te tidsstyring, samt et trådløst, digitalt telefonsystem omfattende minst to stasjoner som innbefatter en første stasjon og en andre stasjon som står i forbindelse med hverandre ved hjelp av RF frekvenssignaler, idet nevnte RF frekvenssignaler omfatter bølgeformer som er oppdelt i et flertall av tidsrammer, der hver ramme omfatter en enkelt tidsluke. The present invention relates to a wireless, digital communication system which includes at least two stations in RF communication with each other, and where one station initiates the time management of RF signals and the other station synchronizes its time management according to the initiated time management, as well as a wireless, digital telephone system comprising at least two stations which include a first station and a second station which are connected to each other by means of RF frequency signals, said RF frequency signals comprising waveforms which are divided into a plurality of time frames, where each frame comprises a single time slot.

Generelt anvender nåværende telefonsystemer i økende grad trådløs teknologi for fjernsamtaler og har i visse tilfeller begynt å anvende digital teknologi. Imidlertid har intet system som generelt anvendes idag vært istand til å gi effektiv trådløs digital teknologi for lokalsamtaler til og fra individuelle abonnenter. Slik teknologi er blitt omhandlet i forskjellige tidligere patenter som felles eies av nærværende søknads søker, se eksempelvis US patent nr. 4.644.561 (17. februar 1987) og US patent nr. 4.675.863 (23. juni 1987). Teknologien som er omhandlet i disse patenter gir basisstasjoner i kommunikasjon med både en fjernkoblings-sentral og et flertall av abonnentstasjoner som anvender digitale trådløse tidsdelingskretser hvor der er gjentatte sekvensmessige lukeposisjoner i en sendekanals bitstrøm, idet hver luke er knyttet til en bestemt abonnent. In general, current telephone systems increasingly use wireless technology for long-distance calls and in some cases have begun to use digital technology. However, no system in general use today has been able to provide effective wireless digital technology for local calls to and from individual subscribers. Such technology has been discussed in various previous patents jointly owned by the applicant of the present application, see for example US patent no. 4,644,561 (February 17, 1987) and US patent no. 4,675,863 (June 23, 1987). The technology disclosed in these patents provides base stations in communication with both a remote switching center and a plurality of subscriber stations using digital wireless time division circuits where there are repeated sequential slot positions in a transmit channel's bit stream, each slot being associated with a particular subscriber.

Basisstasjoner som anvendes i ovennevnte tidsdelingssystem er relativt kompliserte og kostbare, men økonomisk mulige for et stort system som betjener et stort antall av abonnenter. For relativt små systemer som tjener et relativt lite antall av abonnenter, kan det imidlertid' være økonomisk umulig. I tillegg anvender et slikt system et par av frekvenser, én for transmisjon og én for mottagelse, og i betraktning av den begrensede mengde av kanaler som er tilgjengelige i spekteret, vil det være meget fordelaktig dersom kun én frekvens kunne effektivt brukes. Base stations used in the above-mentioned time-sharing system are relatively complicated and expensive, but economically feasible for a large system serving a large number of subscribers. However, for relatively small systems serving a relatively small number of subscribers, it may be economically impossible. In addition, such a system uses a pair of frequencies, one for transmission and one for reception, and considering the limited amount of channels available in the spectrum, it would be very advantageous if only one frequency could be effectively used.

Det er derfor formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe det som kan benevnes som simulert eller emulert basisstasjon og som effektivt kan erstatte en virkelig basisstasjon i visse situasjoner, samt et system som kan anvendes for flere abonnenter, men som kan opereres kun på enkelt frekvens. It is therefore the purpose of the present invention to provide what can be termed a simulated or emulated base station and which can effectively replace a real base station in certain situations, as well as a system which can be used for several subscribers, but which can only be operated on a single frequency.

De for oppfinnelsen kjennetegnende trekk frremgår av de vedlagte patentkrav, samt av den etterfølgende beskrivelse med henvisning til de vedlagte tegninger. Fig. 1 er et blokkskjema som viser et totalt system som omfatter den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er en skjematisk illustrasjon av RCC bølgeformen som anvendes i standard basisstasjonen. Fig. 3 er en skjematisk illustrasjon av RCC bølgeformen som anvendes i den foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 er en skjematisk illustrasjon som viser de positive kanter av amplituden av det mottatte signal som anvendes ved grov synkronisering ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 er et blokkskjema over kretsen for oppnåelse av grov synkronisering ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 er et blokkskjema over den mottatte AGC krets som anvendes i den foreliggende oppfinnelse. Fig. 7 er et blokkskjema som viser frekvensinnhentingskretsen som anvendes i den foreliggende oppfinnelse. Fig. 8 er en skjematisk illustrasjon over et trådløst telefonsystems konfigurasjon ifølge den foreliggende oppf innelse. Fig. 9 er en skjematisk illustrasjon tilsvarende fig. 8, men som viser et dobbelt abonnentsystem. Fig. 10 er en skjematisk illustrasjon over rammeformatet for det doble abonnentsystemet i fig. 9. Fig. 11 er en skjematisk illustrasjon over rammeformatet for et flertall av doble abonnentsystemer. Fig. 12 er en skjematisk illustrasjon over et system som innehar den foreliggende oppfinnelse som anvendes for overvåkning av én eller flere funksjoner. Fig. 13 er en skjematisk illustrasjon over et forsterker-system som omfattes av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 14 er en skjematisk illustrasjon over et system som omfattes av den foreliggende oppfinnelse og gjør bruk av flere forsterkere. Fig. 15 er en skjematisk illustrasjon over et system omfattet av den foreliggende oppfinnelse, hvor en enkelt forsterker anvendes til å drive et flertall av andre forsterkere samt abonnentenheter. The characteristic features of the invention appear from the attached patent claims, as well as from the following description with reference to the attached drawings. Fig. 1 is a block diagram showing a total system comprising the present invention. Fig. 2 is a schematic illustration of the RCC waveform used in the standard base station. Fig. 3 is a schematic illustration of the RCC waveform used in the present invention. Fig. 4 is a schematic illustration showing the positive edges of the amplitude of the received signal used in rough synchronization according to the present invention. Fig. 5 is a block diagram of the circuit for achieving coarse synchronization according to the present invention. Fig. 6 is a block diagram of the received AGC circuit used in the present invention. Fig. 7 is a block diagram showing the frequency acquisition circuit used in the present invention. Fig. 8 is a schematic illustration of a wireless telephone system configuration according to the present invention. Fig. 9 is a schematic illustration corresponding to fig. 8, but which shows a dual subscriber system. Fig. 10 is a schematic illustration of the frame format for the dual subscriber system in fig. 9. Fig. 11 is a schematic illustration of the frame format for a majority of dual subscriber systems. Fig. 12 is a schematic illustration of a system incorporating the present invention which is used for monitoring one or more functions. Fig. 13 is a schematic illustration of an amplifier system which is covered by the present invention. Fig. 14 is a schematic illustration of a system which is covered by the present invention and makes use of several amplifiers. Fig. 15 is a schematic illustration of a system covered by the present invention, where a single amplifier is used to drive a majority of other amplifiers and subscriber units.

Den totale interne drift av systemet, generelt betegnet med 10, er vist i blokkskjemaform i fig. 1. I dette system, under en telefonsamtale, taler en person inn i telefonen 12 og talesignalet sendes til den lokale telefongrensesnitt-enheten 14. Signalet digitaliseres av koderen/dekoderen KODEK 16 og den resulterende digitale datastrøm mates så til taleprosessoren 18 som komprimerer taledataene til en lavere datatakt. De komprimerte data mates så til modemet 20 via linje 22 og dobbelt-kast bryteren 24, idet modemet virker til å omdanne datastrømmen til et spektralt virkningsfullt analogt signal. Dette analoge signalet mates til radioen 26 via linje 28. Radioen oppomformer signalet til et radio-frekvens (RF) signal og sender så dette RF signal via antennen 30. The total internal operation of the system, generally denoted by 10, is shown in block diagram form in fig. 1. In this system, during a telephone conversation, a person speaks into the telephone 12 and the speech signal is sent to the local telephone interface unit 14. The signal is digitized by the encoder/decoder KODEK 16 and the resulting digital data stream is then fed to the speech processor 18 which compresses the speech data to a lower data rate. The compressed data is then fed to modem 20 via line 22 and double-throw switch 24, the modem acting to convert the data stream into a spectrally effective analog signal. This analogue signal is fed to the radio 26 via line 28. The radio converts the signal into a radio frequency (RF) signal and then sends this RF signal via the antenna 30.

I intervallene mellom transmisjoner av RF signalene, er enheten tilpasset til å motta RF signaler fra en abonnentenhet. Radioen 26 nedomformer hvert av disse RF signaler til et IF (mellomfrekvens) signal og mater dette IF signal til modemet 20 via linje 32. Modemet 20 demodulerer IF signalet til å danne et digitalt signal som så mates til taleprosessoren via bryter 24 og linje 36. Taleprosessoren virker deretter til å utvide signalet til et digitalisert talesignal og dette digitaliserte signalet mates så inn i KODEK 16 som utmater et analogt talesignal til telefonen 12 via telefon-grensesnittet 14. In the intervals between transmissions of the RF signals, the device is adapted to receive RF signals from a subscriber unit. The radio 26 downconverts each of these RF signals into an IF (intermediate frequency) signal and feeds this IF signal to the modem 20 via line 32. The modem 20 demodulates the IF signal to form a digital signal which is then fed to the speech processor via switch 24 and line 36. The speech processor then acts to expand the signal into a digitized speech signal and this digitized signal is then fed into the CODEC 16 which outputs an analogue speech signal to the telephone 12 via the telephone interface 14.

Datatransmisjonsmodusen er tilsvarende den som er beskrevet ovenfor, bortsett fra at telefonen er erstattet av en dataterminal eller datamaskin 38 og telefonen, nevnte KODEK og taleprosessor forbigås ved hjelp av den vekselvise posisjon av bryteren 24 som da er koplet til terminalen 38 ved hjelp av linjer 40 og 42. The data transmission mode is similar to that described above, except that the telephone is replaced by a data terminal or computer 38 and the telephone, said CODEC and speech processor are bypassed by means of the alternating position of the switch 24 which is then connected to the terminal 38 by means of lines 40 and 42.

Modemet 20 og radioen 26 er begge koplet til en styreenhet 44. Styreenheten 44 blir initielt satt til en forutbestemt luke, modulasjon og treningsmodus for modemet og til en forutbestemt RF frekvens og effektnivå for radioen. Imidlertid kan disse parametre justeres ved hjelp av abonnentenheten i det tilfellet at de ikke er adekvate til å gi en tilfreds-stillende mottakelse på abonnentstasjonen. The modem 20 and the radio 26 are both connected to a control unit 44. The control unit 44 is initially set to a predetermined gate, modulation and training mode for the modem and to a predetermined RF frequency and power level for the radio. However, these parameters can be adjusted by means of the subscriber unit in the event that they are not adequate to provide satisfactory reception at the subscriber station.

I et system som anvender en virkelig basisstasjon, eksempelvis som systemet beskrevet i nevnte US patent 4.675.863, er den sendte bølgeformen oppdelt i et flertall (dvs. 45) m.sek. rammer. Hver ramme er i sin tur oppdelt i fire 11,25 m.sek. luker. Basisstasjonen sender på alle fire luker til å gi en 100$ arbeidssyklusmodulasjonsbølgeform, med det eneste unntak av radiostyringskanalen (RCC = radio control channel). RCC luken er noe kortere enn ll,25m.sek. og dette bevirker et lite gap i modulasjonen ved begynnelsen av hver ramme. Dette gap er kjent som et AM hull. Et diagram over bølge-formen i RCC kanalen i det virkelige basisstasjonformatet er vist i fig. 2. I systemet, ifølge den foreliggende oppfinnelse er der imidlertid ingen transmisjon av en 100$ arbeidssyklus bølgeform. I stedet er der en transmisjon av kun én luke pr. ramme (en 25% arbeidssyklus bølgeform), slik som vist i fig. 3. Dette modifiserte rammeformat nødvendig-gjør endringer i grov synkronisering, automatisk forsterkningsstyring (AGC) og frekvensinnhetning. Disse endringer er angitt i den følgende beskrivelse. In a system that uses a real base station, for example as the system described in said US patent 4,675,863, the transmitted waveform is divided into a plurality (ie 45) m.sec. frames. Each frame is in turn divided into four 11.25 m.sec. hatches. The base station transmits on all four slots to provide a 100$ duty cycle modulation waveform, with the sole exception of the radio control channel (RCC). The RCC hatch is somewhat shorter than ll.25m.sec. and this causes a small gap in the modulation at the beginning of each frame. This gap is known as an AM gap. A diagram of the waveform in the RCC channel in the real base station format is shown in fig. 2. In the system according to the present invention, however, there is no transmission of a 100$ duty cycle waveform. Instead, there is a transmission of only one hatch per frame (a 25% duty cycle waveform), as shown in fig. 3. This modified frame format necessitates changes in coarse synchronization, automatic gain control (AGC) and frequency honing. These changes are indicated in the following description.

Ettersom systemet ifølge den foreliggende oppfinnelse anvender kun en 25% arbeidssyklusbølgeform, overvåker det amplituden av det mottatte signal og søker etter positive kanter i ampi itudesignalet. disse positive kanter er vist i fig. 4. Abonnentenheten justerer sin rammetidsstyring til å innrette med opptredenen av disse positive kanter. As the system of the present invention uses only a 25% duty cycle waveform, it monitors the amplitude of the received signal and searches for positive edges in the amplitude signal. these positive edges are shown in fig. 4. The subscriber unit adjusts its time frame management to align with the appearance of these positive edges.

Kretsen for oppnåelse av ovenstående type av grovsynkroni-sering er vist i blokkskjemaform i fig. 5, hvor det mottatte signal er vist matet inn i en amplitudeberegningsanordning 50 som frembringer et datamaskinamplitudesignal som så føres til en komparator 52 hvor det sammenlignes med et forutbestemt terskelsignal, for derved å danne et digitalt signal (1 = signal tilstede, 0 = intet signal tilstede). Dette signal mates inn i en kantdetektor 54 som utmater en markør (strobe) for å indikere deteksjonen av en positiv kant. The circuit for achieving the above type of coarse synchronization is shown in block diagram form in fig. 5, where the received signal is shown fed into an amplitude calculation device 50 which produces a computer amplitude signal which is then fed to a comparator 52 where it is compared with a predetermined threshold signal, thereby forming a digital signal (1 = signal present, 0 = no signal present). This signal is fed into an edge detector 54 which outputs a marker (strobe) to indicate the detection of a positive edge.

25$ arbeidssyklus modulasjonen krever en distinkt type av mottaks AGC krets som unngår følging når der ikke er noe signal tilstede. En sakte stignings, hurtignedgangs AGC er The 25$ duty cycle modulation requires a distinct type of receive AGC circuit that avoids tracking when no signal is present. A slow rise, fast fall AGC is

derfor tilveiebragt. Denne er vist i fig. 6 hvor det mottatte signal mates inn i en amplitudeberegningsanordning 56, som kan har formen av en pre-programmert ROM, fra hvilken et resulterende ampiitudesignal mates inn i en komparator 58 hvor det subtraheres fra en forutbestemt terskelverdi til å danne et differansesignal. Dette differansesignal mates gjennom en av to skalerings multiplikatorer, vist som 60 og 62, inn i et lavpassf il ter som omfatter en adderer 64 og et forsinkelsemiddel 66 som er koblet gjennom en sløyfe 68. Den ene eller den andre av de to multiplikatorene anvendes i hht. fortegnet av differansesignalet. Dersom differansesignalet er positivt, vil den sakte nedgangen i AGC styrings-signalet bli realisert. Dersom differansesignalet er negativt, blir en hurtig stigning i AGC styresignalet realisert. Utmatningen fra filteret er forsterknings-signalet som så mates til forsterkningsstyreenheten 44 som er vist i fig. 1. therefore provided. This is shown in fig. 6 where the received signal is fed into an amplitude calculation device 56, which may be in the form of a pre-programmed ROM, from which a resulting amplitude signal is fed into a comparator 58 where it is subtracted from a predetermined threshold value to form a difference signal. This difference signal is fed through one of two scaling multipliers, shown as 60 and 62, into a low-pass filter comprising an adder 64 and a delay means 66 connected through a loop 68. One or the other of the two multipliers is used in hht. sign of the difference signal. If the difference signal is positive, the slow decrease in the AGC control signal will be realized. If the difference signal is negative, a rapid increase in the AGC control signal is realized. The output from the filter is the gain signal which is then fed to the gain control unit 44 which is shown in fig. 1.

Ettersom det i 25% arbeidssyklus rammeformatet ikke kreves å utføre frekvensinnhenting under av-tiden (75% nulltid) og ettersom rammetidstyringen ikke er kjent ved tidspunktet når frekvensinnhenting utføres, er en modifisert form av frekvensinnhentingskrets blitt tilveiebragt, slik som i fig. 7. I denne krets mates det mottatte signalet inn i en Diskret Fourier Transformasjon (DFT) beregningsanordning 70 som utmater det høyere bånds energi (energi i frekvensbåndet over senterfrekvensen, og lavbåndsenergien (energi i frekvensbåndet under senterfrekvensen). Høybåndsenergi-utmatningen subtraheres fra lavbåndsenergiutmatningen på addereren 72 og utmatningen derav mates til en blander eller multiplikator 74. Det mottatte RF signalet føres også til et vekkrivningsmiddel 76 som river vekk fortegnet av signalet (negativt eller positivt), hvorved bestemmes kun signalets absolutte verdi (amplitude). Det vekkrevne signal mates så til et filter 78 som glatter signalet ved å ta gjennomsnitt av dette. Utmatningen fra filteret 78 mates, via forsterker 80, til multiplikator 74. As in the 25% duty cycle frame format it is not required to perform frequency acquisition during the off-time (75% zero time) and as the frame time control is not known at the time when frequency acquisition is performed, a modified form of frequency acquisition circuit has been provided, as in fig. 7. In this circuit, the received signal is fed into a Discrete Fourier Transform (DFT) calculation device 70 which outputs the higher band energy (energy in the frequency band above the center frequency, and the low band energy (energy in the frequency band below the center frequency). The high band energy output is subtracted from the low band energy output on the adder 72 and its output is fed to a mixer or multiplier 74. The received RF signal is also fed to a tear-off means 76 which tears away the sign of the signal (negative or positive), whereby only the signal's absolute value (amplitude) is determined. The torn-off signal is then fed to a filter 78 which smooths the signal by averaging it.The output from the filter 78 is fed, via amplifier 80, to multiplier 74.

Det primære formål med kretsen gjennom 76, 78 og 80 er å hindre virkningen av støy på utgangssignalet, mens selve signalet fremheves. I dette henseende, ettersom støy generelt har en liten amplitude, blir det effektivt utfiltrert under glattingsprosessen. På den annen side, ettersom det virkelige signalet generelt har en relativt stor amplitude blir det i realiteten fremhevet ved tilføyelse av det glattede eller filtrerte signalet til blanderen 74. The primary purpose of the circuit through 76, 78 and 80 is to prevent the effect of noise on the output signal, while enhancing the signal itself. In this respect, since noise generally has a small amplitude, it is effectively filtered out during the smoothing process. On the other hand, since the real signal generally has a relatively large amplitude, it is effectively enhanced by adding the smoothed or filtered signal to the mixer 74.

Det skalerte signalet som forlater blanderen 74 er balansert mellom høy og lavenergifrekvensene, og dette balanserte signal, som er proporsjonalt med den kortvarige gjennomsnitt-lige amplitude av det mottatte signal, mates inn i et lavpassfilter omfattende en adderer 82, og et forsinkelsemiddel 84 som er ført i sløyfe ved 86. Forsinkelsemidlet 84 bevirker utgangssignalet 88 til VCXO styringen til å representere utmatningen umiddelbart forut for utmatningen som faktisk mates inn i lavpassfilteret. VCXO styringen anvendes til å justere frekvensen for hovedoscillatoren i systemet. The scaled signal leaving the mixer 74 is balanced between the high and low energy frequencies, and this balanced signal, which is proportional to the short-term average amplitude of the received signal, is fed into a low-pass filter comprising an adder 82, and a delay means 84 which is looped at 86. The delay means 84 causes the output signal 88 of the VCXO controller to represent the output immediately preceding the output actually fed into the low-pass filter. The VCXO control is used to adjust the frequency of the main oscillator in the system.

Etter initiell eller grov synkronisering er blitt utført, er systemet i ledig talemodus, men er fullstendig oppsatt for taleoperasjon. Dersom telefonen ved den ene eller andre ende tas av gaffelen, vil telefonen ved den andre enden ringe inntil den ringende telefonen besvares eller den initierende telefonen legges "på gaffelen". After initial or rough synchronization has been performed, the system is in idle voice mode, but is fully set up for voice operation. If the phone at one or the other end is taken off-hook, the phone at the other end will ring until the ringing phone is answered or the initiating phone is placed "on the hook".

Anropene settes opp av et talekodeord (VCW) ved begynnelsen av hver taleluke, idet dette kodeord indikerer en "av-gaffel"-tilstand på den initierende stasjonen. Når dette skjer vil så stasjonen som virker som en emulert basisstasjon så synes selv å gå "av-gaffel" til fjernformidlingssentralen (CO) for derved å danne forbindelse med fjernformidlingssentralen. Den initerende abonnentstasjonen fortsetter så med å fullføre anropet ved å slå det ønskede nummer. Når den initierende abonnentenheten går "på-gaffel", blir den emulerte basisstasjonen så informert av nevnte VCW og presenterer et "på-gaffel" utseende til fjernformidlingssentralen. The calls are set up by a voice code word (VCW) at the beginning of each voice slot, this code word indicating an "off-fork" condition on the initiating station. When this happens, the station, which acts as an emulated base station, will itself appear to go "off-fork" to the remote communication center (CO) in order to establish a connection with the remote communication center. The initiating subscriber station then proceeds to complete the call by dialing the desired number. When the initiating subscriber unit goes "on-forked", the emulated base station is then informed by said VCW and presents an "on-forked" appearance to the remote relay center.

Når den emulerte basisstasjonen detekterer et ringesignal fra fjernformidlingssentralen, bevirkes abonnentenheten til å ringe ved hjelp av det korresponderende VCW fra den emulerte basisstasjonen. Når abonnentenheten deretter går "av-gaffel", blir den emulerte basisstasjonen informert om dette via det korresponderende VCW og den presenterer så et "av-gaffel" utseende til fjernformidlingssentralen. When the emulated base station detects a ringing signal from the remote switching center, the subscriber unit is caused to ring using the corresponding VCW from the emulated base station. When the subscriber unit then goes "off-forked", the emulated base station is informed of this via the corresponding VCW and it then presents an "off-forked" appearance to the remote relay center.

Ovennevnte type av trådløst telefonsystemkonfigurasjon er eksemplifisert i fig. 8 hvor abonnentenheten 90 er vist i trådløs kommunikasjon via antenner 92 og 94 med den emulerte basisstasjonen 96. Stasjonen 96 er i trådlinjekommunikasjon via linje 98 og grensesnitt 100 med fjernkoblingssentralen. The above type of wireless telephone system configuration is exemplified in FIG. 8 where the subscriber unit 90 is shown in wireless communication via antennas 92 and 94 with the emulated base station 96. The station 96 is in wireline communication via line 98 and interface 100 with the remote switching center.

Det ovenfor beskrevne system kan anvendes med en dobbelt abonnentløsning som vist i fig. 9. I dette system er hver kanal istand til å understøtte to fullstendige konversasjoner uten nødvendigheten av å anvende en duplekser. I dette henseende blir en dobbel abonnentenhet 102 forbundet ved hjelp av ledninger 104 og 106 til et par av abonnenttelefon-apparater 108 og 110. Abonnentenheten 102 er i trådløs kommunikasjon via antenner 112 og 114 med en emulert dobbel basisstasjon 116. Enheten 116 er forbundet med fjernformidlingssentralen ved hjelp av trådlinjer 118 og 120. The system described above can be used with a double subscriber solution as shown in fig. 9. In this system, each channel is capable of supporting two complete conversations without the necessity of using a duplexer. In this regard, a dual subscriber unit 102 is connected by wires 104 and 106 to a pair of subscriber telephone sets 108 and 110. The subscriber unit 102 is in wireless communication via antennas 112 and 114 with an emulated dual base station 116. The unit 116 is connected to the remote communication center using wire lines 118 and 120.

De to separate abonnentene 108 og 110 anvender en tidsluke-løsning slik som omhandlet i tidligere nevnte US patent 4.675.863, hvor hver abonnent er tildelt en separat luke. Rammef ormatet for denne løsning er vist i fig. 10 hvor fire luker er vist, nummerert 1, 2, 3 og 4. De første to lukene anvendes for den emulerte basisstasjonen og de siste to anvendes for abonnentene. The two separate subscribers 108 and 110 use a time slot solution as discussed in previously mentioned US patent 4,675,863, where each subscriber is assigned a separate slot. The frame format for this solution is shown in fig. 10 where four slots are shown, numbered 1, 2, 3 and 4. The first two slots are used for the emulated base station and the last two are used for the subscribers.

Et flertall av dobbeltabonnentsystemer kan opereres på forskjellige kanaler uten dupleksere ved å synkronisere alle de emulerte baisstasjontransmisjoner. Dette er vist ved hjelp av rammef ormatet i fig. 11 hvor kanal 1 er vist over kanal n (som indikerer et hvilket som helst ønsket antall av kanaler mellom) er vist nedenfor. På hver kanal er de to første lukene for sending og de siste to er for mottagelse. A majority of dual subscriber systems can be operated on different channels without duplexers by synchronizing all the emulated base station transmissions. This is shown using the frame format in fig. 11 where channel 1 is shown above channel n (indicating any desired number of channels in between) is shown below. On each channel, the first two slots are for transmission and the last two are for reception.

En emulert basisstasjon kan anvendes med et flertall av forskjellige abonnenter, en av gangen. Med slik løsning, vil for mottagelse abonnentene kontinuerlig overvåke transmi-sjonene i radiostyringskanalene (RCC), hvilket er beskrevet nærmere i nevnte US patent 4.675.863, inntil en bestemt abonnent anropes av den emulerte basisstasjonen ved hjelp av abonnentens identitetsnummer (SID). Etter mottagelse av et anrop, initierer abonnenten en transmisjon tilbake til den emulerte basisstasjonen under anvendelse av synkroniserings-prosessen som er beskrevet ovenfor. For initiering av et anrop, sender abonnenten på nevnte RCC ved bruk av den tidligere beskrevne synkroniseringsprosess. An emulated base station can be used with a plurality of different subscribers, one at a time. With such a solution, for reception the subscribers will continuously monitor the transmissions in the radio control channels (RCC), which is described in more detail in the aforementioned US patent 4,675,863, until a specific subscriber is called by the emulated base station using the subscriber's identity number (SID). After receiving a call, the subscriber initiates a transmission back to the emulated base station using the synchronization process described above. To initiate a call, the subscriber sends on said RCC using the previously described synchronization process.

Det foreliggende system kan anvendes for overvåkning av en eller flere funksjoner. I dette henseende kan, under anvendelse av en datamaskin som en styrende/dataloggings-anordning, et flertall av abonnenter periodisk oppropes for å rapportere om en eller annen funksjon, slik som temperatur, værforhold, sikkerhet, vann/flomvarsel, lavt brennstoff-varsel, fjerntliggende gass, elektrisitet eller vannmåler-avlesninger, etc. Dette er vist i fig. 12 hvor en emulert basisstasjon 122 er i trådløs kommunikasjon med et flertall av abonnenteenheter som er respektivt betegnet med 124,126 og 128. Enheten 122 er i trådlinjeforbindelse med både en telefon 130 for talekommunikasjon og en datamaskin eller dataterminal 132 for datainnmatning. Likeledes er hver abonnentenhet forbundet både med en respektiv telefon 134, 136 eller 138 for talekommunikasjon og med en dataanordning, slik som hhv. ved 140, 142 eller 144. The present system can be used for monitoring one or more functions. In this regard, using a computer as a controlling/data logging device, a plurality of subscribers may be periodically called upon to report on some function, such as temperature, weather conditions, security, water/flood warning, low fuel warning, remote gas, electricity or water meter readings, etc. This is shown in fig. 12 where an emulated base station 122 is in wireless communication with a plurality of subscriber units which are respectively denoted by 124, 126 and 128. The unit 122 is in wireline connection with both a telephone 130 for voice communication and a computer or data terminal 132 for data entry. Likewise, each subscriber unit is connected both with a respective telephone 134, 136 or 138 for voice communication and with a computer device, such as at 140, 142 or 144.

En viktig bruk av det foreliggende system er som en forsterker for å utvide systemets rekkevidde. I denne løsning kan den emulerte basisstasjonen anvendes til å overvinne forstyrrende hindringer, slik som fjell og lignende. Fig. 13 illustrerer denne funksjon, som viser en abonnentenhet 146 i trådløs kommunikasjon med en emulert basisstasjon 148 på toppen av et fjell. Enheten 148 er også i trådløs kommunikasjon med en standard basisstasjon 150 som er forbundet med en fjernformidlingssentral. An important use of the present system is as an amplifier to extend the system's range. In this solution, the emulated base station can be used to overcome disturbing obstacles, such as mountains and the like. Fig. 13 illustrates this function, showing a subscriber unit 146 in wireless communication with an emulated base station 148 on top of a mountain. The unit 148 is also in wireless communication with a standard base station 150 which is connected to a remote dispatch center.

Den relative enkelhet og rimelighet av den emulerte basisstasjonen gjør den meget kostnadseffektiv som forsterker-enhet. Den kan også anvendes som en forsterker til å utvide langdistanseområdet for systemet uansett nærværet eller fraværet av hindringer. Ved bruk av tidslukeløsningen, passer forsterkereenheten uten bruk av noen duplekser inn i det fullstendige systemet, mens den forblir gjennomsiktig overfor både standard basisstasjonen og abonnenten. Den kan selvfølgelig innføres mellom abonnenten og en annen emulert basisstasjon i stedet for en standard basisstasjon. Dette kan tilveiebringes i flere trinn fra én emulert basisstasjon til en annen, for i stor grad å øke systemets rekkevidde på en relativt billig måte. Dette er vist i fig. 14 hvor en rekke av forsterkerenheter 152 er innskutt mellom abonnenten 154 og basisstasjonen 156. The relative simplicity and affordability of the emulated base station makes it very cost-effective as an amplifier unit. It can also be used as an amplifier to extend the long-range range of the system regardless of the presence or absence of obstacles. Using the timeslot solution, the amplifier unit without the use of any duplexers fits into the complete system, while remaining transparent to both the standard base station and the subscriber. It can of course be introduced between the subscriber and another emulated base station instead of a standard base station. This can be provided in several stages from one emulated base station to another, to greatly increase the system's range in a relatively inexpensive way. This is shown in fig. 14 where a number of amplifier units 152 are inserted between the subscriber 154 and the base station 156.

I tillegg til å utvide området for systemet, tjener forsterkerenheten til å rense opp det virkelige basisstasjonsig-nalet via utligning før gjenutsending til abonnenten. En forsterker kan også anvendes i hva som kan benevnes et forsterkerstjernesystem til å drive flere forsterkere og/eller abonnenter. Dette er vist i fig. 15 hvor den ene forsterkerenheten 158 er i trådløs kommunikasjon med hjelpeforsterkere 160 og 162, samt med én eller flere abonnenter, slik som ved 164. Hjelpeforsterkerne er selv i trådløs kommunikasjon med abonnenter, slik som vist ved 166, 168, 170, 172 og 174 samt med andre hjelpeforsterkere, slik som ved 176. En hvilken som helst av hjelpeforsterkerne slik som forsterkerne 162, kan anvendes som sluttforsterkeren i direkte kommunikasjon med basisstasjonen som er angitt med 178. In addition to extending the range of the system, the amplifier unit serves to clean up the real base station signal via equalization before retransmission to the subscriber. An amplifier can also be used in what can be called an amplifier star system to drive several amplifiers and/or subscribers. This is shown in fig. 15 where the one amplifier unit 158 is in wireless communication with auxiliary amplifiers 160 and 162, as well as with one or more subscribers, as at 164. The auxiliary amplifiers are themselves in wireless communication with subscribers, as shown at 166, 168, 170, 172 and 174 as well as with other auxiliary amplifiers, such as at 176. Any of the auxiliary amplifiers, such as amplifiers 162, may be used as the final amplifier in direct communication with the base station indicated at 178.

Flere forsterkere kan anbringes på et sted, på forskjellige kanaler og synkroniseres slik at deres transmisjoner og mottagelser skjer samtidig, hvorved unngås bruken av dupleksere. I en slik konfigurasjon anvendes hovedfor-sterkeren til å overvåke RCC kanalen for basisstasjonen og formidler den overvåkte informasjon til de forskjellige abonnenter via den emulerte basisstasjonens RCC. I en slik konfigurasjon, ved anropsoppsetting, blir abonnentene hver tildelt en forsterkerkanal. Several amplifiers can be placed in one place, on different channels and synchronized so that their transmissions and receptions occur simultaneously, thereby avoiding the use of duplexers. In such a configuration, the main amplifier is used to monitor the RCC channel for the base station and conveys the monitored information to the various subscribers via the emulated base station's RCC. In such a configuration, at call setup, the subscribers are each assigned an amplifier channel.

Claims

1. Wireless, digital communication system (10) which includes at least two stations in RF communication with each other, and where one station (122) initiates the timing of RF signals and the other station (124) synchronizes its timing according to the initiated timing, characterized by a synchronizing means at said second station (124) comprising a lead frequency acquisition circuit (Fig. 7), where said circuit has computing means (70) separating the signal received from said one station into high-band and low-band energy frequencies, means for subtracting (72) the high-band energy output from the low-band energy output to obtain a resulting signal; means for stripping away (76) the sign in the resulting signal to determine only its amplitude; means for accentuating (80) the torn signal, while noise is essentially filtered (78) out, and means for feeding the ripped signal (82,84,86) to a voltage controlled crystal oscillator (VCSO) which provides the timing control at said second station.

2. Wireless digital telephone system (10) comprising at least two stations including a first station (122) and a second station (124) which are in communication with each other by means of RF frequency signals, said RF frequency signals comprising waveforms which are divided into a plurality of time frames (fig. 10), where each frame comprises a single time slot, characterized by a control means (44) at each station (122, 124), amplitude monitoring means (50) at each station (122, 124) controlled by said control means (44) to monitor the amplitude of signals from another station and to determine the location of positive edges (Fig. 4) in the waveforms of such signals by comparing (52) the amplitude of each signal from another station with a predetermined threshold signal, frame adjustment means at each station (122, 124) which is controlled by said control means (44) to adjust the frame time control therein to align the frames with appearances of positive edges (fig. 4), said first station (122) having frame synchronization initiating means and said second station (124) having frequency acquisition means (Fig. 7) for synchronizing the timing of signals received from said first station (122) with the timing initiated by the first station (122 ), in that said first station (122) differs in all significant respects from said second station 8124) only by the inclusion in said first station (122) of said synchronization initiating means, said system (10) further comprising a circuit (Fig. 6) having automatic gain control (AGC) with slow rise and fast fall, said circuit avoiding tracking in the absence of a signal, said circuit comprising: an amplitude calculation means (56) into which a received signal is fed and which outputs an amplitude signal, a comparator (58) for receiving said amplitude signal and subtracting it from a predetermined threshold value to form a difference signal, means for determining the positive or negative sign of said difference signal to selectively realize a slow decrease or a rapid increase in the AGC signal (50, 62), and means for feeding (64, 66, 68) the realized signal to said control means (44).