PL177554B1 - Układ i sposób łączności radiowej - Google Patents

Abstract

1 . Uklad lacznosci radiowej obejmujacy tele­ foniczny urzad furtki dolaczony do sieci telefonicz­ nej oraz wiele nieruchomych portów radiowych dolaczonych do telefonicznego urzedu furtki, wiele jednostek ruchomych nadajacych sygnaly radiowe i przemieszczanych w okreslonym kierunku, oraz urzadzenie tworzace polaczenia pomiedzy telefo­ nicznym urzedem furtki a jednostkami ruchomymi zawierajace nieruchomy port radiowy dolaczony do telefonicznego urzedu furtki, znamienny tym, ze obejmuje wiele ruchomych stacji bazowych (30), przy czym ruchome stacje bazowe (30) sa rozmiesz­ czone w odstepach od siebie, i ponadto sa one przemieszczane w okreslonym kierunku niezalez­ nym od ruchu jednostek ruchomych (20) w ograni­ czonym obszarze okreslonym wzgledem nierucho­ mego portu radiowego (50), przy czym kazda z ruchomych stacji bazowych (30) posiada pierwszy interfejs radiowy (132) odbierajacy sygnaly radiowe nadawane przez jednostki ruchome (20) oraz drugi interfejs radiowy (132) przesylajacy sygnaly radio­ we odpowiadajace odebranym sygnalom radiowym do nieruchomego portu radiowego (50). F ig . 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ łączności radiowej obejmujący telefoniczny urząd furtki dołączony do sieci telefonicznej oraz wiele nieruchomych portów radiowych dołączonych do telefonicznego urzędu furtki, wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe i przemieszczających się w określonym kierunku, oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostkami ruchomymi, jak też sposób łączności radiowej.

177 554

Wynalazek przeznaczony jest do stosowania w systemach telefonii komórkowej, w których ruchoma jednostka telefoniczna łączy się bezprzewodowo ze stacją bazową dołączoną do przewodowej sieci telefonicznej, a zwłaszcza w systemach tele-fonii komórkowej przeznaczonych do stosowania z szybko poruszającymi się ruchomymi jednostkami telefonicznymi.

W typowym systemie telefonii komórkowej teren podzielony jest na wiele komórek, z których każda ma usytuowaną centralnie stację bazową. Jednostka ruchoma poruszająca się w takiej sieci komórkowej łączy się przez radio z najbliższą stacją bazową. Każda ze stacji bazowych jest połączona kablem lub łączem mikrofalowym z interfejsem sieci telefonicznej. TOki interfejs sieci zwykle zapewnia łączność pomiędzy stacjami bazowymi oraz pomiędzy stacjami bazowymi a tak zwaną przewodową siecią telefoniczną. Działanie typowego interfejsu sieci opisane jest w The Bell System Tecbnical Journal, styczeń 1979, wolumin 58, nr 1. Jedną z fbnkcji, które są realizowane przez interfejs sieci telefonicznej, jest tak zwana fbnkcja przekazywania. Podczas przemieszczania się jednostki ruchomej poprzez sieć komórkową, oddala się ona od jednej stacji bazowej w kierunku innej stacji bazowej. Każda stacja bazowa monitoruje jakość sygnału odbieranego z jednostki ruchomej i przekazuje informację do interfejsu sieci telefonicznej oraz określa, kiedy rozmowa będąca w toku ma być przeniesiona z jednej stacji bazowej do drugiej. Procedura ta nazywana jest przekazywaniem. Proces przekazywania wymaga kilku działań, obejmujących wybranie łącza stacji bazowej pomiędzy MTSO (centrali telefonii ruchomej) a nową staj bazową, nadanie komunikatu do nadajnika/odbiornika jednostki ruchomej w celu przestrojenia z aktualnego kanału głosowego na kanał głosowy w nowej stacji komórkowej, odpowiadający nowo wybranemu łączu, zestawienie drogi rozmowy w MTSO z łącza starci bazowej do łącza sieci telefonicznej aktualnie używanego w połączeniu oraz uczynienie nieaktywną drogi rozmowy w sieci łączeniowej w MTSO pomiędzy starym łączem komórki a łączem sieci telefonicznej przydzielonym danej rozmowie.

Problemem istniejących ruchomych układów telefonicznych jest znaczny czas potrzebny na przekazywanie. Staje się to szczególnie ważnym problemem w obszarach miejskich, które są silnie przeludnione. Podstawową zasadą systemów telefonii komórkowej jest koncepcja ponownego wykorzystywania częstotliwości. Można wykazać, że pojemność ruchu systemu komórkowego zwiększa się ze współczynnikiem N², gdy wielkość komórki, tzn. jej średnica, maleje ze współczynnikiem N. Jest to spowodowane tym, że przynajmniej teoretycznie wszystkie częstotliwości w widmie telefonii ruchomej są dostępne do używania w każdej niezależnej komórce. Kiedy zatem liczba komórek rośnie, zwiększa się całkowita liczba rozmów, które mogą być równocześnie prowadzone na danym obszarze. Jednakże wadą zmniejszania rozmiarów komórek jest to, że występuje wtedy tendencja do zwiększenia częstości przekraczania granic komórek przez jednostkę ruchomą, co wymaga większej liczby przekazań, które z kolei będą miały tendencję do przeciążania centrali telefonii ruchomej (MTSO) aż do punktu, w którym istniejące połączenia mogą zostać przerwane lub odrzucone.

Usługa łączności osobistej (PCS) działa zasadniczo w taki sam sposób jak ruchomy układ komórkowy. W PCS użytkownik może znajdować się w budynku lub iść ulicą, albo jechać pojazdem i korzystać z aparatu, który łączy się ze staj bazową w taki sam sposób jak jednostka ruchoma łączy się ze staj bazową lub staj komórki w sieci komórkowej. Przewiduje się, że PCS, pracując z bardzo małymi komórkami, może świadczyć usługi bardzo dużej liczbie użytkowników, np. w gęsto zaludnionym obszarze miejskim. W przypadku PCS występuje taka sama trudność jak w systemie komórkowym, polegająca na tym, że wąskim gardłem stają się przekazania.

Nowoczesne systemy komórkowe stosują łączność z rozłożeniem w widmie z wielodostępem z podziałem kodowym (CDMA). W CDMa z kodowaniem w sekwencji bezpośredniej (DS-CDMA) energia sygnału użytkownika jest rozdzielana równomiernie na szerokość pasma systemu przez proces rozkładania przewidujący rozdzielenie pomiędzy użytkownikami tej samej częstotliwości w sąsiednich komórkach. Wymaganie DS-CDMA polega na tym, że żaden odbierany sygnał zakłócający nie może być znacznie silniejszy niż sygnał pożądany, ponieważ spowodowałby zagłuszanie słabszego sygnału. Ten typ kodowania jest stosowany w systemie, który czasami nazywany jest hierarchicznymi strukturami komórkowymi. Naj8

177 554 częściej wspomnianą, strukturą hierarchiczną jest makrokomórka parasolowa pokrywająca pewną liczbę mikrokomórek. Szybko poruszający się zespół ruchomy może być przykładowo obsługiwany przez makrokomórkę, aby uniknąć ekstremalnej liczby przekazań. Wolno poruszający się użytkownicy są przypisami mikrokomórkom, by oszczędzać pojemność makrokomórek. Przy stosowaniu koncepcji DS-CDMA mikrokomórki i makrokomórki wspólnie wykorzystują tę samą częstotliwość. W celu uniknięcia silnego zakłócania mikrokomórki przez jednostkę ruchomą mającą łączność ze staj bazową makrokomórki moc wejściowa jednostki ruchomej w mikrokomórce jest zwiększona powyżej mocy sygnału zakłócającego. Zastosowanie hierarchicznej struktury komórkowej w celu zapewnienia dobrej jakości mowy, łączność danych z prędkością do 2 megabitów na sekundę i łączność wideo z jednostkami ruchomymi, przemieszczającymi się z prędkościami większymi niż 100 mil na godzinę (około 160 kilometrów na godzinę) oraz stosowanie PCS widziane są jako niezbędne dla spełnienia wymagań telekomunikacji ruchomej w przyszłości.

W hierarchicznej strukturze komórkowej małe komórki niskiego rzędu, np. o średnicy około 100 stóp (około 30 metrów), obsługują, małe prędkości. Mała prędkość dotyczy przeważnie ruchu pieszego i innego ruchu odbywającego się z prędkościami mniejszymi niż 30 mil na godzinę (około 50 kilometrów na godzinę). Zaletą małych komórek jest to, że mają one terminale o małej mocy, proste, niedrogie i lekkie. Potrzebna jest jedynie infrastruktura, która umożliwia stosowanie takich terminali we wszystkich zastosowaniach, czy to w domu lub w biurze w charakterze telefonu bezprzewodowego, czy to na ulicach, w ośrodkach handlowych, portach lotniczych itd. oraz w samochodach na drogach szybkiego ruchu i na autostradach. Ponadto dla zapewnienia taniej usługi wysokiej jakości, która wymaga pasma o dużej szerokości dla każdego abonenta, konieczne jest wielokrotne wykorzystanie dużego widma.

W celu zapewnienia usługi z dobrą jakością głosu w cenie usług telefonii przewodowej potrzebna jest prędkość transmisji 32 kilobity na sekundę z koderami ADPCM. Ponieważ przewiduje się bezprzewodowe usługi transmisji danych, potrzebne będzie jeszcze szersze widmo. W przyszłości może być możliwe wykorzystywanie widma w zakresie 60, zapewniającego bardzo dużą liczbę pasm. Jednakże parametry fal radiowych przy tej częstotliwości dyktują bardzo krótki zasięg z propagaccą w linii widzenia, co wymaga bardzo małych komórek. Jak jednak zauważono, małe komórki i szybko poruszające się jednostki ruchome są. niekompatybilne ze względu na czas potrzebny na przekazywanie.

Według wynalazku układ łączności radiowej obejmujący telefoniczny urząd furtki dołączony do sieci telefonicznej oraz wiele nieruchomych portów radiowych dołączonych do telefonicznego urzędu furtki, wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe przemieszczanych w określonym kierunku, oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostkami ruchomymi zawierające nieruchomy port radiowy dołączony do telefonicznego urzędu furtki, charakteryzuje się tym, że obejmuje wiele ruchomych staci bazowych, przy czym ruchome stacje bazowe są rozmieszczone w odstępach od siebie, i ponadto są one przemieszczane w określonym kierunku niezależnym od ruchu jednostek ruchomych w ograniczonym obszarze określonym względem nieruchomego portu radiowego, przy czym każda z ruchomych stacji bazowych posiada pierwszy interfejs radiowy odbierający sygnały radiowe nadawane przez jednostki ruchome oraz drugi interfejs radiowy przesyłający sygnały radiowe odpowiadające odebranym sygnałom radiowym do nieruchomego portu radiowego. Korzystnie jednostki ruchome są przemieszczane wzdłuż jezdni, a ruchome stacje bazowe są przemieszczane w kierunku zasadniczo równoległym do jezdni. Korzystnie ruchome stacje bazowe są wsparte ruchomo na szynie przebiegającej równolegle do jezdni. Korzystnie nieruchomy port radiowy usytuowany jest po jednej strome szyny, naprzeciwko jezdni. Każda z ruchomych bazowych posiada pierwszą antenę radiową, która dołączona jest do pierwszego interfejsu radiowego i skierowana na jednostkę ruchomą, oraz drugą antenę radiową, która dołączona jest do drugiego interfejsu radiowego i skierowana na nieruchomy port radiowy, a ponadto zawiera procesor, który dołączony jest do pierwszego interfejsu radiowego i drugiego interfejsu radiowego. Sygnały radiowe przesyłane pomiędzy ruchomą staj bazową a nieruchomym portem radiowym nadawane są zgodnie z protokołem transmisji sygnałów z rozłożeniem w widmie w bezpośredniej sekwencji z wielodostępem z podzia177 554 łem kodowym. Korzystnie sygnały przesyłane z ruchomych jednostek telefonicznych do ruchomej slacci bazowej nadawane są przy pierwszym poziomie mocy, a sygnały przesyłane z ruchomej stacji bazowej do nieruchomego portu radiowego nadawane są przy drugim poziomie mocy, wyższym niż pierwszy poziom mocy. Sygnały przesyłane pomiędzy nieruchomym portem radiowym a ruchomą stacją bazową nadawane są dupleksowo z podziałem czasowym, a korzystnie dupleksowo z podziałem częstotliwościowym.

Układ według wynalazku obejmuje wiele nieruchomych portów radiowych, przy czym każda z ruchomych st^a^^ji bazowych korzystnie zsynchronizowana jest z wybranym nieruchomym portem radiowym poprzez sygnały pilotowe nadawane do wybranego nieruchomego portu radiowego. Sygnały przesyłane z nieruchomego portu radiowego do ruchomych stacji bazowych nadawane są przy pierwszym poziomie mocy, a sygnały przesyłane z ruchomych stacji bazowych do jednostek ruchomych nadawane są przy drugim poziomie mocy wyższym niż pierwszy poziom mocy. Każda z ruchomych stacji bazowych ma przydzielony obszar usługowy, przy czym każda z ruchomych stacji bazowych posiada procesor przekazujący i przyjmujący istniejące połączenia z jednostkami ruchomymi w przydzielonym obszarze usługowym. Korzystnie każda z ruchomych stacji bazowych posiada procesor lokalizujący zidentyfikowaną jednostkę ruchomą w przydzielonym obszarze usługowym. Korzystnie każda z ruchomych stacji bazowych posiada procesor lokalizujący zidentyfikowaną jednostkę ruchomą i przekazujący do zidenyfikowanej jednostki ruchomej sygnały odpowiadające sygnałom radiowym odebranym z telefonicznego urzędu furtki.

Korzystnie układ według wynalazku obejmuje wiele nieruchomych portów radiowych, przy czym obszar ograniczonego ruchu ruchomych stacji bazowych określony jest względem wielu nieruchomych portów radiowych.

Według kolejnego przykładu wykonania wynalazku układ łączności radiowej obejmujący telefoniczny urząd furtki dołączony do sieci telefonicznej oraz wiele nieruchomych portów radiowych dołączonych do telefonicznego urzędu furtki, wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe i przemieszczanych w określonym kierunku, oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostkami ruchomymi zawierające wiele nieruchomych portów radiowych dołączonych do telefonicznego urzędu furtki, charakteryzuje się tym, że obejmuje wiele ruchomych stacji bazowych, które są jednoznacznie dołączone do telefonicznego urzędu furtki, przy czym ruchome stacje bazowe są przemieszczane z uprzednio określoną prędkością w określonym kierunku i wzdłuż szyny w ograniczonym obszarze określonym względem nieruchomych portów radiowych, a ponadto w odpowiedzi na sygnały radiowe nadawane przez jednostkę ruchomą z ruchomych bazowych nadawane są odpowiednie sygnały radiowe w kierunku nieruchomych portów radiowych, zaś w odpowiedzi na sygnały radiowe nadawane przez sąsiednią ruchomą stację bazową z każdego nieruchomego portu radiowego nadawane są do telefonicznego urzędu furtki sygnały radiowe odpowiadające sygnałom nadawanym przez sąsiednią. ruchomą stację bazową. Korzystnie ruchome jednostki przemieszczane są wzdłuż jezdni, w kierunku równoległych do jezdni usytuowana jest szyna posiadająca pierwszą stronę sąsiadującą z jezdnią i drugą stronę znajdującą się naprzeciwko pierwszej strony, przy czym nieruchome porty radiowe są. rozmieszczone w odstępach od siebie i usytuowane są po drugiej stronie szyny, przy czym każda ruchoma stacja bazowa zawiera procesor oraz dołączoną pierwszą antenę radiową, która skierowana jest na pierwszą stronę szyny, i dołączoną drugą anteną radiową, która skierowana jest na drugą stronę szyny, ponadto każdy nieruchomy port radiowy zawiera procesor oraz dołączoną antenę radiową, która skierowana jest na drugą stronę szyny, przy czym w odpowiedzi na sygnały radiowe odbierane przez pierwszą antenę z każdej ruchomej stacji bazowej poprzez drugą antenę przesyłane są sygnały radiowe do nieruchomych portów radiowych, zaś w odpowiedzi na sygnały radiowe odbierane przez dołączoną antenę radiową z każdego nieruchomego portu radiowego poprzez pierścień z włókna światłowodowego przesyłane są. odpowiednie sygnały do telefonicznego urzędu furtki. Korzystnie ruchome stacje bazowe są przemieszczane z uprzednio określoną prędkością, która jest funkcją średniej prędkości wielu jednostek ruchomych. Korzystnie układ obejmuje wiele jednostek ruchomych przemieszczanych w kierunku przeciwnym do kierunku określonego, oraz wiele ruchomych stacji bazowych przemieszcza10

177 554 nych w przeciwnym kierunku, przy czym wiele ruchomych jednostek telefonicznych jest przemieszczanych w określonym kierunku wzdłuż pierwszej jezdni, i wiele ruchomych jednostek telefonicznych jest przemieszczanych w przeciwnym kierunku wzdłuż drugiej jezdni znajdującej się w oddaleniu od pierwszej jezdni, ponadto wzdłuż pierwszej jezdni po stronie sąsiadującej z drugą jezdnią rozmieszczonych jest wiele ruchomych stacji bazowych, które przemieszczane są w określonym kierunku, a wzdłuż drugiej jezdni po stronie sąsiadującej z pierwszą jezdnią rozmieszczonych jest wiele ruchomych stacji bazowych, które przemieszczane są w kierunku przeciwnym, przy czym pomiędzy wieloma ruchomymi stacjami bazowymi przemieszczanymi w określonym kierunku a wieloma ruchomymi stacjami bazowymi przemieszczanymi w przeciwnym kierunku rozmieszczonych jest wiele nieruchomych portów radiowych. Korzystnie układ według obejmuje wiele nieruchomych stacji bazowych dołączonych poprzez pierścień z włókna światłowodowego do telefonicznego urzędu furtki, z których w odpowiedzi na sygnały radiowe nadawane przez ruchome jednostki telefoniczne przesyłane są odpowiednie sygnały do telefonicznego urzędu furtki. Korzystnie układ obejmuje wiele nieruchomych portów radiowych reagujących na sygnały radiowe nadawane przez zidentyfikowaną jedną z ruchomych stacji bazowych, zaś w odpowiedzi na sygnały radiowe ze zidentyfikowanej ruchomej stacji bazowej w każdym nieruchomym porcie radiowym obliczane jest wskazanie jakości sygnału dla danych reprezentowanych przez przesyłane sygnały radiowe i do telefonicznego urzędu furtki nadawane są sygnały danych odpowiadające przesyłanym sygnałom radiowym wraz z odpowiednim wskazaniem jakości sygnałów, przy czym w odpowiedzi na odebranie tych sygnałów danych i wskazania jakości sygnałów z telefonicznego urzędu furtki przesyłane są do sieci telefonicznej dane odebrane od wybranego jednego z nieruchomych portów radiowych, mającego korzystne wskazanie jakości sygnałów. W odpowiedzi na komunikat danych odebranych z telefonicznego urzędu furtki z każdego nieruchomego portu radiowego nadawany jest odpowiedni komunikat radiowy do wybranych ruchomych stacji bazowych, przy czym z telefonicznego urzędu furtki nadawany jest uprzednio określony komunikat danych, który przeznaczony jest dla wybranej jednej z ruchomych stacji bazowych, do wybranych nieruchomych portów radiowych, a ponadto w odpowiedzi na odebranie uprzednio określonego komunikatu danych z każdego z wybranych nieruchomych portów radiowych nadawane są odpowiednie sygnały radiowe do wybranej ruchomej stacji bazowej. Uprzednio określony komunikat danych jest przesyłany do każdego z wybranych nieruchomych portów radiowych w określonej czasowo sekwencji, zaś z wybranych nieruchomych portów radiowych nadawane są odpowiednie sygnały radiowe w odpowiednio określonej czasowo sekwencji.

Każda z ruchomych stacji bazowych ma przydzielony obszar usługowy, przy czym istniejące połączenia z jednostkami ruchomymi są przekazywane i przyjmowane przez każdą z ruchomych stacji bazowych w przydzielonym obszarze usługowym, korzystnie zidentyfikowana jednostka ruchoma lokalizowana jest przez każdą z ruchomych stacji bazowych w przydzielonym obszarze usługowym.

Według kolejnego przykładu wykonania układ łączności radiowej obejmujący pierwszy i drugi telefoniczny urząd furtki dołączony do sieci telefonicznej oraz wiele nieruchomych portów radiowych, przy czym każdy z nieruchomych portów radiowych dołączony jest do jednego z telefonicznych urzędów furtki, wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe i przemieszczanych w określonym kierunku, oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznymi urzędami furtki a jednostkami ruchomymi, charakteryzuje się tym, że zawiera wiele ruchomych stacji bazowych oraz pierwszą i drugą zamkniętą pętlę, z których każda ma przeciwległe końce przystosowane do ruchomego podpierania wielu spośród ruchomych stacji bazowych, przy czym w telefonicznym urzędzie furtki rejestrowana jest pozycja każdej z ruchomych stacji bazowych na każdej z pętli, a ponadto z telefonicznego urzędu furtki poprzez jeden z nieruchomych portów radiowych przesyłany jest sygnał alarmowy do ruchomych stacji bazowych zbliżających się do jednego z przeciwległych końców jednej spośród pętli, zaś w odpowiedzi na ten sygnał alarmowy z ruchomej stacji bazowej odbierającej nadawany sygnał alarmowy istniejące połączenia przekazywane są z jednostki ruchomej do

177 554 innej ruchomej s^^c^i bazowej. Korzystnie jeden z przeciwległych końców jednej spośród pętli jest założony zakładkowo na jeden z przeciwległych końców innej pętli.

Według wynalazku sposób łączności radiowej pomiędzy telefonicznym urzędem furtki posiadającym dołączony do niego nieruchomy port radiowy a jednostką, ruchomą poruszającą się w określonym kierunku i nadaj ącą sygnały radiowe, charakteryzuje się tym, że ruchomą, stacje bazowa- jednoznacznie przyporządkowaną telefonicznemu urzędowi furtki przemieszcza się w określonym kierunku wzdłuż jezdni w ograniczonym obszarze określonym względem nieruchomego portu radiowego, przy czym na ruchomej stacji bazowej odbiera się sygnały radiowe nadawane z ruchomej jednostki, i z ruchomej stacji bazowej do nieruchomego portu radiowego nadaje się sygnały radiowe odpowiadające radiowym nadawanym z ruchomej jednostki. Korzystnie na ruchomej stacji bazowej odbiera się sygnały radiowe nadawane z nieruchomego portu radiowego, po czym z ruchomej stacji bazowej do ruchomej jednostki radiowej nadaje się sygnały radiowe przesyłane z nieruchomego portu radiowego. Podczas przemieszczania ruchomej st^<^jji bazowej przemieszcza się ruchomą stację bazową w jednym kierunku wzdłuż pętli posiadającej przeciwległe końce i przebiegającej zasadniczo równolegle do jezdni na ograniczonym dystansie, a gdy ruchoma stacja bazowa osiąga jeden z końców ograniczonego dystansu zmienia się kierunek przemieszczania tej ruchomej stacji bazowej. Korzystnie podczas przemieszczania ruchomej stacji bazowej przemieszcza się wiele ruchomych stacj i bazowych w określonym kierunku, przy czym określa się jakości odbieranych syg^^^^ów pochodzących ze zidentyfikowanej ruchomej jednostki telefonicznej przez każdą z wielu ruchomych sti^t^ji bazowych, po czym wybiera się sygnał o korzystnej jakości. Pomiędzy ruchomą, stacją bazową a nieruchomym portem radiowym przesyła się sygnały radiowe zgodnie z protokołem transmisji z rozłożeniem w widmie, z wielodostępem z podziałem kodowym, z bezpośrednią sekwencją. Sygnały radiowe nadawane przez ruchomą jednostkę telefoniczną i odebrane przez ruchomą stację bazową nadaje się z pierwszym poziomem mocy, a sygnały radiowe przesyłane z ruchomej stacji bazowej do nieruchomego portu radiowego nadaje się z drugim poziomem mocy, niższym niż pierwszy poziom mocy. Korzystnie sygnały radiowe przesyłane z nieruchomego portu radiowego do ruchomej stacji bazowej nadaje się z pierwszym poziomem mocy, a sygnały radiowe przesyłane z ruchomej stacji bazowej do ruchomej jednostki telefonicznej nadaje się z drugim poziomem mocy, wyższym niż pierwszy poziom mocy. Sygnały radiowe przesyłane pomiędzy nieruchomym portem radiowym a ruchomą stacją bazową nadaje się dupleksowo z podziałem czasowym. Korzystnie synchronizuje się ruchomą stację bazową z wybraną jednostką, telefoniczna przez przesyłanie sygnału pilotowego z ruchomej stacji bazowej do wybranej jednostki.

Według wynalazku sposób łączności radiowej pomiędzy telefonicznym urzędem furtki posiadającym dołączony do niego nieruchomy port radiowy a jednostką ruchomą poruszającą się w określonym kierunku i nadającą sygnały radiowe, charakteryzuje się tym, że wiele ruchomych stacji bazowych przemieszcza się w określonym kierunku, tworzy się połączenie telefoniczne pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostką ruchomą poprzez wybraną jedną z ruchomych stacji bazowych, na wybranej jednej ze stacji bazowych monitoruje się przesyłanie sygnałów z ruchomej jednostki telefonicznej, i na wybranej stacji bazowej kontroluje się przekazywanie tego połączenia telefonicznego od wybranej stacji bazowej na inną spośród wielu ruchomych stacji bazowych, podtrzymując połączenie telefoniczne pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a ruchomąjednostką telefoniczną.

Według innego przykładu wykonania układ łączności radiowej obejmujący telefoniczny urząd furtki dołączony do sieci telefonicznej, nieruchomy port radiowy dołączony do telefonicznego urzędu furtki, oraz wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe i przemieszczanych w określonym kierunku oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostkami ruchomymi, charakteryzuje się tym, że zawiera ruchome stacje bazowe przemieszczane z uprzednio wyznaczoną prędkością, w kierunku określonym przez kierunek przemieszczania się jednostki ruchomej, ponadto nieruchomy port radiowy zawiera procesor oraz antenę, która skierowana jest na ruchomą stację bazową, zaś ruchoma stacja bazowa zawiera procesor oraz pierwszą antenę radiową, która skierowana jest na nieruchomą stację bazową i drugą antenę radiową, która skierowana jest na jednostkę ru12

177 554 chomą, przy czym w odpowiedzi na sygnały radiowe odbierane przez pierwszą antenę radiową z ruchomej stacji bazowej poprzez drugą antenę radiową przesyłane są odpowiednie sygnały radiowe do nieruchomego portu radiowego, zaś w odpowiedzi na sygnały radiowe odbierane przez antenę z nieruchomego portu radiowego przesyłane są odpowiednie sygnały do telefonicznego urzędu furtki.

Według innego przykładu wykonania układ łączności radiowej obejmujący telefoniczny urząd furtki, wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe i przemieszczanych w określonym kierunku oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostkami ruchomymi, charakteryzuje się tym, że zawiera ruchomą telefoniczną stację bazową do tworzenia połączeń radiowych pomiędzy ruchomym telefonicznym urzędem furtki a ruchomą jednostką, przy czym ruchoma telefoniczna stacja bazowa przystosowana jest do ruchomego jej podparcia na szynie i zawiera ona interfejs radiowy odbierający sygnały radiowe z ruchomej jednostki, przy czym ruchoma telefoniczna stacja bazowa przemieszczana jest w określonym kierunku, i ponadto zawiera ona procesor sprzężony z interfejsem radiowym, w odpowiedzi na odbierane sygnały w procesorze wytwarzane są sygnały wyjściowe procesora, odpowiadające sygnałom odebranym z ruchomej jednostki, zaś w odpowiedzi na sygnały wyjściowe procesora z interfejsu radiowego nadawane są odpowiednie sygnały do telefonicznego urzędu furtki. W odpowiedzi na sygnały odbierane z telefonicznego urzędu furtki w procesorze poprzez interfejs radiowy wytwarzane są dalsze sygnały wyjściowe procesora, zaś w odpowiedzi na dalsze sygnały wyjściowe procesora z interfejsu radiowego nadawane są odpowiednie sygnały do jednostki ruchomej.

Problemy dotyczące łączności radiowej znane ze stanu techniki, zwłaszcza występujące podczas przekazywania rozmowy na granicach komórek, są przezwyciężone według przedmiotowego wynalazku dzięki zastosowaniu ruchomej stacji bazowej, która jest usytuowana pomiędzy poruszającą się ruchomą jednostką telefoniczną a nieruchomą stacją bazową. Według wynalazku ruchoma stacja bazowa porusza się wraz z ruchem odbywającym się na jezdni z prędkością, która jest porównywalna z prędkością ruchu i łączy się z poruszającą się ruchomą jednostką telefoniczną przez standardową ruchomą transmisję radiową. Ruchoma stacja bazowa łączy się ponadto sygnałami radiowymi z wieloma nieruchomymi antenami rozmieszczonymi w odstępach wzdłuż drogi ruchu ruchomej stacji bazowej. Kilka nieruchomych anten jest dołączonych do przewodowej sieci telefonicznej poprzez telefoniczny urząd furtki w standardowy sposób. Zgodnie z wynalazkiem nieruchome porty radiowe są synchronizowane, a sprzężenie pomiędzy ruchomą stacją bazową a nieruchomymi portami radiowymi jest w systemie CDMA z rozłożeniem w widmie z bezpośrednią sekwenccą ze zwielokrotnieniem z podziałem czasowym (TDM).

W jednym konkretnym przykładzie realizacji oprócz ruchomych stacji bazowych zastosowana jest pewna liczba nieruchomych stacji bazowych umożliwiających obsługę wolniejszego ruchu, takiego jak ruch pieszy lub ruch samochodowy w szczycie, dla łączności poprzez nieruchome stacje bazowe.

W kolejnym specyficznym przykładzie realizacji wynalazku ruchome stacje bazowe wyposażone są w silnie ukierunkowane anteny zwrócone do odbywającego się ruchu i w silnie ukierunkowane anteny zwrócone do portów radiowych. Łączność z nieruchomych portów radiowych do ruchomych stacji bazowych odbywa się przy stosunkowo niskim poziomie mocy, a z ruchomych stacji bazowych do jednostek ruchomych odbywa się przy stosunkowo wysokim poziomie mocy. Dzięki właściwościom CDMA z rozłożeniem w widmie z bezpośrednią sekwenecą sygnał o wyższym poziomie mocy będzie przeważać nad sygnałem o niższym poziomie mocy, tak że jednostka ruchoma nie odbiera sygnałów z nieruchomego portu radiowego, ale tylko z ruchomej stacji bazowej. W odwrotnym kierunku niski poziom sygnału jest nadawany z jednostek ruchomych do ruchomej stacji bazowej, a sygnał o wysokim poziomie jest nadawany ze stacji bazowej do nieruchomych portów radiowych, przez co eliminuje się wszelką bezpośrednią łączność z jednostki ruchomej do nieruchomego portu radiowego.

177 554

W jednym przykładzie realizacji wynalazku ruchome stacje bazowe są wsparte na szeregu zamkniętych pętli, przy czym końce sąsiednich pętli zachodzą na siebie zakładkowo, by ułatwić przekazywanie rozmów telefonicznych pomiędzy sąsiednimi pętlami.

Wynalazek w korzystnych przykładach wykonania opisany jest poniżej w odniesieniu do rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy struktury drogi z nieruchomymi stacjami bazowymi, ruchomymi stacjami bazowymi i nieruchomymi portami radiowymi; fig. 2 przedstawia schemat blokowy nieruchomego portu radiowego z fig. 1; fig. 3 przedstawia schemat blokowy nieruchomej sta<^c'i bazowej z fig. 1; fig. 4 przedstawia schemat blokowy ruchomej stacji bazowej z fig. 1; fig. 5 przedstawia schemat blokowy telefonicznego urzędu furtki z fig. 1; fig. 6 przedstawia tablicę przydziału kanałów; fig. 7 przedstawia wybrane kanały z fig. 6; fig. 8 przedstawia transmisję sygnału pomiędzy różnymi jednostkami układu; natomiast fig. 9 przedstawia schemat blokowy ruchomych stacji bazowych działających w oddzielnych pętlach.

Na figurze 1 przedstawiono schemat jednego z przykładów wykonania ruchomego układu łączności telekomunikacyjnej według wynalazku, fig. 1 przedstawia przykładowo podzieloną autostradę z ruchomymi jednostkami 20 jadącymi po pierwszej jezdni 10 w jednym kierunku i z wieloma jednostkami ruchomymi 25 jadącymi wzdłuż drugiej jezdni 15 w przeciwnym kierunku. Wzdłuż jednej strony jezdni 10 umieszczone jest wiele ruchomych stacji bazowych 30. Te stacje bazowe są oddalone od siebie o wybraną odległość równoważną średnicy komórki obsługiwanej przez ruchomą stację bazową. Ruchome stacje bazowe 30 mogą być przemieszczane za pomocą szyny 35 lub innego odpowiedniego urządzenia przenoszącego, które może stanowić pojazd samochodowy, jadący po jezdni w tym samym kierunku co ruch odbywający się na jezdni 10, jak zaznaczono strzałką. 12. W podobny sposób wiele ruchomych stacji bazowych 40 jest umieszczone przy jezdni 15, poruszając się w kierunku ruchu zaznaczonym strzałką 17. Ruchome stacje bazowe 40 są poruszane wzdłuż szyny 45. Ruchome stacje bazowe 30, 40 mogą być wsparte na dowolnym odpowiednim urządzeniu przenoszącym, takim jak szyny 35, 45. Urządzenie przenoszące może być na poziomie ziemi lub podwieszone, zależnie od terenu i miejsca dostępnego dla urządzenia. Ruchome stacje bazowe są korzystnie rozmieszczone dla optymalnej łączności radiowej z jednostkami ruchomymi na jezdniach.

Pomiędzy ruchowymi stacjami bazowymi, poruszającymi się wzdłuż szyn 35, 45, umieszczone jest wiele nieruchomych portów radiowych 50, które są dołączone za pomocą światłowodowego pierścienia 55 lub podobnego urządzenia przenoszącego sygnał do urzędu telefonicznego dołączonego do przewodowej sieci telefonicznej i nazywanego telefonicznym urzędem furtki. Urząd furtki 60 tworzy złącze pomiędzy ruchomym układem telekomunikacyjnym a przewodową siecią telefoniczną. Telefoniczny urząd furtki jest urządzeniem znanym. Jest on częścią sieci telefonicznej i jest odpowiedzialny za obsługę rozmowy w połączeniu ze stadami bazowymi. Jak opisano dalej, urząd furtki będzie zawierać pewien sprzęt procesorowy i oprogramowanie do wykrywania wskazania najlepszej jakości sygnału i do selektywnego przesyłania informacji z najlepszym wskaźnikiem jakości sygnału do sieci telefonicznej. Wiele nieruchomych stacji bazowych 70 umieszczone jest w sąsiedztwie jezdni 10 i są one dołączone do urzędu furtki 60 na pomocą pierścienia światłowodowego 75 lub podobnego urządzenia przesyłania sygnału.

W praktycznym działaniu ruchome stacje bazowe 30 mogą przemieszczać się w kierunku strumienia ruchu z prędkością. na przykład 60 mil na godzinę (około 100 km/h), co może być szybsze niż pewien ruch i wolniejsze niż inny ruch. Ruchoma stacja bazowa korzystnie obsługuje telekomunikację z jednostkami ruchomymi, które przemies/cją się z prędkością nie większą niż 30 mil na godzinę (około 50 km/h) większą lub mniejszą niż ruchoma stacja bazowa. Przykładowo ruchome stacje bazowe 30, 40 mogą poruszać się z prędkością 60 mil na godzinę (około 100 km/h), aby objąć ruch odbywający się w zakresie od 30 do 90 mil na godzinę (50-120 km/h). W układzie z fig. 1 nieruchome stacje bazowe 70 obejmowałyby łączność z jednostkami ruchomymi i jednostkami stacjonarnymi. Będzie łatwo zrozumiałe, że zamiast posiadania nieruchomych i ruchomych stacji bazowych, jak pokazano na fig. 1, mogą być również wykorzystywane powoli poruszające się i szybko poruszające się jednostki.

177 554

Określona ruchoma stacja bazowa jest skuteczna, kiedy jednostki ruchome poruszają się w tym samym kierunku co stacja bazowa. Fig. 1 pokazuje dwie jezdnie ruchu w przeciwnych kierunkach z ruchomymi staccami bazowymi usytuowanymi pomiędzy poruszającymi się w kierunku ruchu. Te stacje bazowe mogą również być usytuowane po przeciwnych stronach tej samej jezdni o ruchu dwukierunkowym, przy czym te ruchome stacje bazowe porusząią się w przeciwnych kierunkach po przeciwnych stronach jezdni.

W typowym systemie telefonii komórkowej stacja bazowa, zwana również stacją komórki, tworzy interfejs pomiędzy jednostką ruchoma a urządzeniem furtki. Stacje bazowe jako takie mogą realizować wiele funkcji, obejmujących takie funkcje jak lokalizowanie określonej jednostki ruchomej jak również przetwarzanie głosu i funkcje związane z zestawieniem połączenia, nadzorowaniem połączenia i kończeniem połączenia. Dodatkowo stacje bazowe re^izują funkcję przekazywania i odbierania istniejącego połączenia z jednostką, ruchomą, która weszła lub wyszła z normalnego obszaru obsługowego stacji bazowej. Wszystko to są znane funkcje stacji bazowych. W niektórych proponowanych ruchomych układach łączności telefonicznej według wynalazku stacje bazowe są głównie tylko radiowymi zespołami interfejsowymi, a kontroler stacji bazowej, dołączony do wielu st^(^^i bazowych, realizuje funkcje obsługi rozmowy dla wielu stacji bazowych. Układ według wynalazku różni się od stanu techniki głównie tym, że stacje bazowe 30, 40 poruszyą się z ruchem i mają łączność z urzędem furtki 60 poprzez nieruchome porty radiowe 50. Ponadto różne funkcje obsługi rozmów, łącznie z przekazywaniem, są realizowane przez ruchomą stację bazową. Korzystnie, ze względu na ruch stacji bazowej w tym samym kierunku co przemieszczająca się jednostka ruchoma, liczba przekazywań jest znacznie zmniejszona.

Każda z ruchomych stacji bazowych 30, 40 jest wyposażona w anteny 100, 101. Te anteny 100, 101, korzystnie anteny kierunkowe o dużym zysku do stosowania w łączności ruchomej, są znane i dostępne w handlu. Nieruchome stacje bazowe 70 są wyposażone w cztery oddzielne anteny 110, przebiegające w czterech różnych kierunkach. Anteny 100 na stacjach bazowych 30, 40 służą do łączności z ruchomymi jednostkami 20, 25, natomiast anteny 101 na ruchomych stacjach bazowych 30, 40 służą do łączności z ruchomymi portami radiowymi 50. Nieruchome stacje bazowe 70 są korzystnie wyposażone każda w cztery anteny 102-105. Można również stosować mniej niż cztery anteny. W takim przypadku stosowana jest co najmniej jedna antena dookólna. W konfiguracji z fig. 1 anteny 102 służą do łączności z jednostkami ruchowymi 20, a anteny 103-105 służą do łączności z innymi systemami telefonii ruchomej z ruchem o małej szybkości lub z abonentami nieruchomymi. Każdy ze stałych portów radiowych 50 w konfiguracji z fig. 1 jest wyposażony w parę anten kierunkowych 110, 111 tego samego typu co anteny kierunkowe 100-105. Gdy ruchome stacje bazowe 30, 40 poruszają, się względem nieruchomych portów radiowych 50, sygnały głosowe reprezentujące dane i informacje dotyczące połączeń są przesyłane pomiędzy antenami 101 na ruchomych stacjach bazowych 30,40 i antenami 110, 111 na nieruchomych portach radiowych 50.

Figura 2 jest schematyczną nieruchomych portów radiowych 50. Zespół ten zawiera standardowy mikroprocesor 150, jak również obwód 154 interfejsu radiowego pomiędzy sygnałami radiowymi odbieranymi na antenach 110, 111 a procesorem 150. Obwody te są typu zwykle używanego w nieruchomych stacjach bazowych i są znane w tej dziedzinie. Dodatkowo każdy port radiowy 50 zawiera procesor 150 dołączony do multipleksera dodawania/odrzucania (ADM) 152. ADM 152 sprzęga się z kablem światłowodowym 55 i jest zdolny do dodawania danych z procesora 150 do strumienia danych na kablu światłowodowym 55. Ponadto ADM 152 rozpoznaje strumień danych, któremu towarzyszy adres identyfikujący procesor 150, i przenosi takie dane ze strumienia danych kabla światłowodowego 55 do procesora 150. Jak to zostanie dalej opisane, procesor 150 oblicza wskaźnik jakości sygnału dla informacji odebranej z obwodów 154 interfejsu radiowego w znany sposób w oparciu głównie na siłę sygnału radiowego. Procesor 150 steruje infor^a^c^ przenoszoną pomiędzy kablem światłowodowym 55 a różnymi ruchomymi staccami bazowymi poprzez anteny 110, 111.

Figura 3 jest schematem blokowym reprezentującym jedną z nieruchomych stacji bazowych 70. Nieruchome stacje bazowe 70 spełniają zadania standardowych nieruchomych starci

177 554 bazowych według stanu techniki. Stacje bazowe 70 są dołączone do pierścienia światłowodowego 75 i zawierają multiplekser dodawania/odrzucania (ADM) 162, który zapewnia sprzężenie pomiędzy procesorem 160 a pierścieniem światłowodowym 75.

Jak wcześniej wspomniano zarówno pierścień optyczny 55 jak i pierścień optyczny 75 są dołączone do urzędu furtki 60. Głównym zadaniem urzędu furtki jest zapewnienie sprzężenia z przewodową siecią telefoniczną. Rozdziela on ruch telekomunikacyjny pomiędzy siecią a ruchomymi stacjami bazowymi poprzez nieruchome porty radiowe. Pierścienie światłowodowe 55, 75 są korzystnie ciągłymi pierścieniami z multiplekserem dodawania/odrzucania dla każdego pierścienia w urzędzie furtki. Transmisja danych na pierścieniach światłowodowych 55, 75 korzystnie odbywa się zgodnie z jednym ze znanych protokołów transmisji SONET lub SDH (synchroniczna hierarchia cyfrowa).

Anteny kierunkowe 100-105, 110, 111 mogą mieć architekturę sektorowaną lub mogą być antenami z polem sfazowanym z silnie kierunkowymi wiązkami częstotliwości radiowej. Takie anteny są korzystnie używane w celu zmniejszenia zakłóceń pomiędzy ruchomymi stacjami bazowymi a nieruchomymi portami radiowymi, umożliwiając powtórne użycie większego widma. Niejednoczesność anten może być zapewniona przez dwie rozdzielone przestrzennie wiązki radiowe rozdzielone w czasie przez określone opóźnienie ustawione dla łatwiejszego rozdzielania przy odbiorze. W tej dziedzinie znane są różne techniki uzyskiwania takiej niejednoczesności anten, a anteny realizujące takie techniki są dostępne w handlu.

Figura 4 jest schematem blokowym przedstawiającym ruchomą stację bazową 30. Stacja 30 zawiera procesor 130 połączony poprzez interfejsy radiowe 132, 134 odpowiednio z antenami 100, 101. Procesor 130 może być standardowym mikroprocesorem, a obwody 132 interfejsów radiowych mogą być standardowymi obwodami interfejsów radiowych. Mikroprocesor jest korzystnie zaprogramowany tak, aby realizował funkcje obsługi połączeń realizowane w znanym układzie przez miejsce połączeń lub przez wspólny kontroler stacji bazowej. W taki sposób ruchoma stacja bazowa ma większą autonomię i wymaga mniej łączności ze wspólnym kontrolerem stacji bazowej itp. Obwody 132, takie jak obwody 154 interfejsu radiowego w nieruchomym porcie radiowym 50 i obwody 164 interfejsu radiowego w nieruchomej stacji bazowej 70, są znanymi obwodami dostępnymi w handlu.

Interfejs radiowy pomiędzy jednostkami ruchomymi 20, 25 i ruchomymi stacjami bazowymi 30, 40 a nieruchomą staj bazową 70 jest standardowym interfejsem radiowym, znanym w tej dziedzinie. Interfejs radiowy pomiędzy ruchomymi stacjami bazowymi 30, 40 a nieruchomymi portami radiowymi 50 jest korzystnie bezpośrednio sekwencyjnym interfejsem ze zwielokrotnieniem z podziałem czasowym z rozłożeniem w widmie, z wielodostępem z podziałem kodowym (TDM/CDMA). Wiele kanałów, pomiędzy s^^jią bazową a nieruchomymi portami radiowymi, jest zwielokrotnione z podziałem czasowym jako szczeliny czasowe w strumieniu danych. Ten strumień danych jest rozłożony z kodem pseudoprzypadkowym w przydzielonym widmie. W przesyłany sygnał wprowadzana jest sekwen j pilotowa, aby ułatwić synchronizację w znany sposób. Interfejs pomiędzy ruchoma staj bazową a nieruchomym portem radiowym jest korzystnie przezroczysty dla całego układu w stosowanym widmie.

Dla łączności dupleksowej może być stosowany podział częstotliwościowy lub podział czasowy. W trybie dupleksowym z podziałem częstotliwościowym (FDD) dane są równocześnie przesyłane w obu kierunkach, dla każdego kierunku w innym paśmie widma. W typowym systemie w trybie FDD czas trwania przesyłania ramki TDM będzie w przybliżeniu 500 mikrosekund, co czyni ten interfejs zasadniczo przezroczystym dla całkowitego opóźnienia systemu.

Interfejs pomiędzy jednostką ruchomą, a ruchomą bazą może być standardowym interfejsem radiowym usług łączności osobistej (PCS) na bazie IS-95. Pojemność kanałowa dla tak zwanego trybu rozszerzonego (2,5 MHz) została określona na siedem kanałów przy 32 kilobitach na se-kundę. Przydzielone przez fCc licencjonowane widmo dla usług łączności osobistej (PCS) zawiera licencje 10 MHz i 30 MHz. Każda licencja 10 MHz przewiduje dwa oddzielne pasma 5 MHz, a każda licencja 30 MHz przewiduje dwa oddzielne pasma 15 MHz dla łączności dwukierunkowej. Dwa pasma 5 MHz mogą reaaizować 14 dupleksowych kanałów

177 554 przy 32 kilobitach na sekundę, a dwa pasma 15 MHz mogą realizować 42 kanały dupleksowe przy 32 kilobitach na sekundę.

Kanały głosowe pomiędzy jednostką ruchomą a urzędem furtki są kodowane w standardowy sposób przy użyciu kodowania głosu ADPCM z minimalną prędkością transmisji 32 kilobity na sekundę w każdym kanale. Interfejs pomiędzy ruchomą staj bazową a nieruchomym portem radiowym jest przeznaczony do przenoszenia do 19 kanałów, każdy po 32 kilobity na sekundę przy 16 bitach w szczelinie czasowej. Struktura ramki zawiera 16 nośnych kanałów po 32 kilobity na sekundę przy 16 bitach w szczelinie czasowej. Prędkość transmisji dla ramek zwielokrotnionych z podziałem czasowym pomiędzy ruchomą stacją bazową a nieruchomym portem radiowym wynosi 608 kilobitów na sekundę. Aby uzyskać przy przetwarzaniu wzmocnienie 9 dB, prędkość transmisji ramki jest mnożona przez 8, co daje 4864 kilobity na sekundę, co pasuje do jednego pasma 5 MHz. Fig. 6 przedstawia w postaci tablicy przydział kanałów z pokazaniem 16 nośnych kanałów plus 3 kanały sygnalizacji, sterowania i kodu błędów. Fig. 7 przedstawia kanały 18 i 19 z fig. 6.

Ruchome stacje bazowe są adresowane przy użyciu określonych sekwencci kodowych, uzyskiwanych w znany sposób przy użyciu funkcji Walsha. Patent USA nr 5.103.349, zatytułowany „Układ i sposób generowania przebiegów sygnałów w systemie telefonii komórkowej CDMA” opisuje stosowanie funkcji Walsha do generacji kodów. Niniejszy opis nawiązuje do tego patentu. Jak opisano w tym patencie, przez wybranie funkcji Walsha rzędu 8 uzyskuje się osiem ortogonalnych kodów. W przedmiotowym przykładzie realizacji, gdzie stosowane jest widmo rozłożone CDMA, cała zerowa sek wen cc a Walsha jest wykorzystywana jako nośna pilotowa, a pozostałe siedem sekwencji jest dostępne do łączności z ruchomą stacją bazową. Sekwencje kodowe mogą być powtarzane jako ABCDEFG; ABCDEFG; ... Chociaż można stosować mniej kodów, korzystnie stosuje się nie mniej niż trzy. Ze względu na różne czasy propagacji sygnałów pomiędzy określoną ruchomą stacją bazową a dwoma lub więcej różnymi nieruchomymi portami radiowymi nie jest możliwe spełnienie warunku wyrównania czasowego, wymaganego dla ortogonalności funkcji Walsha równocześnie dla dwóch lub więcej nieruchomych portów radiowych. W tym celu stosuje się dwa zewnętrzne kody pseudoszumowe, aby zapewnić rozróżnianie pomiędzy sygnałami pojawiającymi się w ruchomej stacji bazowej z różnych nieruchomych portów radiowych. Prędkość transmisji pseudoszumowego kodu wynosi korzystnie 4864 kilobity na sekundę. Długość sekwencji przesyłanego sygnału nośnej jest korzystnie 32.768 elementów, jak opisano w patencie USA nr 5.103.459. Zewnętrzne kody pseudoszumowe modulują sygnał w systemie kwadraturowego kluczowania przesunięcia fazy.

Sygnał pilota będzie przesyłany w obu kierunkach z ruchomych stacji bazowych do nieruchomych portów radiowych i odwrotnie. Jest to umożliwione przez linię lokalnego zaniku charakteryzowanąjako ricianowska.

Sekwencja pilotowa będzie wystarczająco długa, aby pewna liczba różnych sekwencji mogła zostać utworzona przez przesunięcia w sekwencji podstawowej. Rozdzielenie będzie wystarczająco duże, by zapewnić, że nie będzie zakłóceń pomiędzy sygnałami pilotowymi. Każda ruchoma stacja bazowa będzie wykorzystywać inne przesunięcie niż sąsiednia ruchoma stacja bazowa, aby zapewnić rozdzielenie sygnałów. Podobnie każdy nieruchomy port radiowy będzie stosować przesunięcie inne niż sąsiedni nieruchomy port -radiowy.

Przez FCC zostało przydzielone 20 MHz nielicencjonowanego widma zawierającego pasmo 10 MHz dla produktów głosowych i pasmo 10 MHz dla produktów danych. Dostępny jest zatem jeden ciągły kanał 10 MHz i stosowana jest korzystnie transmisja ze zwielokrotnieniem z podziałem czasowym. Prędkość dla obu kierunków transmisji będzie równa podwojonej prędkości transmisji dupleksowej z podziałem częstottiwościowym z wprowadzaniem całkowitego opóźnienia 500 mikrosekund i ze wzmocnieniem przy przetwarzaniu 9 dB. W trybie dupleksowym z podziałem czasowym czasy transmisji oraz kierunek do przodu i wstecz pomiędzy jednostką ruchomą a ruchomą staj bazową i pomiędzy ruchomą stacją bazową a nieruchomymi portami radiowymi są ustawione zgodnie. W jednej połowie cyklu dupleksowego z podziałem czasowym sygnały są przesyłane z jednostki ruchomej do ruchomej stacji bazowej, a stąd do nieruchomego portu radiowego. W drugiej połowie cyklu sy177 554 gnały są przesyłane z nieruchomego portu radiowego do ruchomej stacji bazowej i następnie do jednostki ruchomej.

Dwa 15 MHz licencjonowane pasma widma (30 MHz) są korzystnie podzielone na trzy kanały 5 MHz w każdym kierunku z wykorzystaniem takiej samej architektury jak opisano wcześniej w odniesieniu do licencjonowanego widma 5 MHz. W widmie licencjonowanym 15 MHz każdy z kanałów 5 MHz będzie zawierać 14 kanałów ruchu, czyli razem 42 kanały ruchu w każdym paśmie 15 MHz. Interfejs radiowy pomiędzy ruchomą, staccą bazową a nieruchomym portem radiowym, jak również strukturę sygnałów można modyfikować i dostosowywać do wielu różnych przydziałów widma i standardów interfejsu radiowego.

W przedmiotowym przykładzie realizacji, jak opisano tu wcześniej, siedem ortogonalnych kodów jest dostępne dla łączności pomiędzy nieruchomymi portami radiowymi 50 a ruchomymi ^^«cami bazowymi 30, 40. Jak opisano tu wcześniej i przedstawiono na fig. 6 i 7 jeden 16-bitowy kanał łączności 19 jest odstawiony dla bitów sterowania i identyfikacji. Jak pokazano na fig. 7, kanał 19 może zawierać 7 bitów sterowania i 9 bitów identyfikacji. Te 9 bitów identyfikacji daje 512 unikatowych numerów identyfikacyjnych. Przy stosowaniu 7 kodów ortogonalnych i 512 numerów identyfikacyjnych można unikatowo identyfikować 3854 ruchomych stacji bazowych. Kiedy ruchome stacje bazowe są usytuowane w odstępie 200 stóp (około 70 metrów), całkowita odległość pokrycia przy wykorzystaniu 3854 ruchomych stacji bazowych wynosi w przybliżeniu 135 mil (około 210 kilometrów). Fig. 1 przedstawia część układu z ruchomymi staccami bazowymi poruszającymi się w przeciwnych kierunkach wzdłuż jezdni o przeciwnych kierunkach jazdy i z nieruchomymi portami radiowymi posiadającymi podwójne anteny. Ruch pojazdów w przeciwnych kierunkach na tej samej drodze jest korzystnie obsługiwany przez ruchome stacje bazowe po przeciwnych stronach drogi. Tam, gdzie każda jezdnia ma tylko jeden kierunek ruchu, układ ten jest korzystnie usytuowany pomiędzy jezdniami. W jednym przykładzie realizacji układu według wynalazku, pokazanym na fig. 9, dwie oddzielne pętle 200, 205 są usytuowane pomiędzy dwiema oddzielnymi jezdniami 206, 208, przy czym ruch na jezdniach jest zaznaczony strzałkami 207 i 209. Pętle 200 i 205 zawierają ruchome stacje bazowe 210 i 250. Te stacje bazowe w tym przykładzie rci^l^zacji przemieszczają się w kierunku zaznaczonym strzałkami 201 i 202. Ponieważ w praktyce pętle 200, 205 nie mają długości nieskończonej, może być potrzebne wiele pętli do pokrycia żądanego obszaru. Aby uniknąć przerwy w łączności, końce pętli są korzystnie wystarczająco blisko siebie lub zachodzą na siebie, aby utworzyć zakładkowy obszar pokrycia dla jednostek ruchomych podróżujących w obszarze końców pętli. Umożliwi to jednej ze stacji ruchomych, zbliżającej się do końca pętli, w której uczestniczy, przekazanie połączenia na stację ruchomą sąsiedniej pętli.

Każda pętla korzystnie ma jedną furtkę do dołączenia do przewodowej sieci telefonicznej. Jedną zaletą takiego układu jest to, że eliminuje on konieczność rejestracci ruchomych stacji bazowych, co jest wymagane tam, gdzie ruchoma stacja bazowa porusza się pomiędzy furtkami. Fig. 9 przedstawia parę furtek 215 związanych z pęt^^. 200 i parę furtek 255 związanych z pętlą 205. Obie furtki pętli są zawsze dołączone do nieruchomych portów radiowych pętli i mogą pracować w trybie ze wspólnym obciążeniem, przy czym każda z nich jest zdolna do obsługiwania całego ruchu telekomunikacyjnego dla pętli w wypadku uszkodzenia w jednej z furtek.

Aby uniknąć przerywanej łączności z jednostką ruchomą poruszającą się wzdłuż jezdni w obszarze, gdzie dwie sąsiednie pętle kończą się, wszystkie istniejące połączenia są. przekazywane z ruchomej stacj i bazowej bliskiej końca swej pętli do ruchomej stacji bazowej następnej pętli. Proces przekazywania jest zasadniczo taki sam jak przekazywanie pomiędzy ruchomymi siacami bazowymi w tej samej pętli z tym wyjątkiem, że przekazywane połączenie będzie kierowane do sieci przewodowej do innej furtki. Procedura ta jest równoważna przekazywaniu pomiędzy staccami bazowymi różnych komórek w istniejącej sieci komórkowej w sposób, który jest znany. Pętle 200 i 205 fizycznie zachodzą na siebie, aby zapewnić prawidłowe zachodzenie łączności pomiędzy ruchomymi stadami bazowymi dwóch pętli i uniknąć utraty łączności z jednostką ruchomą przekazywaną z jednej pętli do drugiej.

177 554

Synchronizacja pomiędzy ruchomą stacją bazową a nieruchomym portem radiowym, z którym ruchoma stacja bazowa ma łączność, jest blokowana fazowo na sygnałach pilotowych odbieranych z nieruchomego portu radiowego, z którym ta ruchoma stacja bazowa ma łączność. Dla procesów synchronizacji poruszająca się stacja bazowa będzie odbierać raz na sekundę sygnał synchronizujący skoordynowanego czasu uniwersalnego (UCT) z satelity globalnego określania położenia (GPS).

Teclrnologia CDMA jest znana z czułości na kontrolę mocy. W szczególności silniejsze sygnały mają tendencję do maskowania słabszych sygnałów w odbiorniku. Typowo skomplikowane schematy kontroli mocy są stosowane w celu zapewnienia, że wszystkie sygnały przychodzą na odbiornik z takim samym poziomem. Zgodnie z układem według wynalazku wrażliwość CDMA na poziom mocy jest wykorzystywana jednak jako zaleta. Zasady transmisji sygnałów wykorzystywane w układzie według wynalazku są przedstawione na fig. 8. Określone są dwa poziomy mocy transmisji radiowej, wysoki (H) i niski (L). Jak pokazano na fig. 1, sygnały o dużym poziomie mocy są nadawane z ruchomej s^^^^i bazowej 30 do ruchomej jednostki 20 i ze stacji bazowej 30 do nieruchomego portu radiowego 50. Sygnały o niskim poziomie mocy są nadawane z nieruchomego portu radiowego 50 do ruchomej stacji bazowej 30. Podobnie sygnały małej mocy są nadawane z jednostki ruchowej 20 do ruchomej stacji bazowej 30. Ponieważ ruchoma stacja bazowa odbiera sygnał o niskim poziomie mocy z nieruchomego portu radiowego i nadaje sygnał o wysokim poziomie mocy w kierunku do terminali, wysoki poziom mocy odebrany przez jednostkę ruchomą 20 będzie maskować wszelkie sygnały o niskim poziomie mocy nadawane z nieruchomego portu radiowego do ruchomej stacji bazowej. W podobny sposób każdy słaby sygnał nadawany z jednostki ruchomej 20, osiągający nieruchomy port radiowy 50, będzie maskowany przez sygnał o wysokim poziomie mocy nadawany z ruchomej stacji bazowej do nieruchomego portu radiowego. Jak już wcześniej podano, anteny 100-105, 110, 111 są korzystnie antenami silnie kierunkowymi z bardzo słabym sprzężeniem zwrotnym z sygnału nadawanego do sygnału odbieranego. Sprzężenie zwrotne na skutek odbić i innych źródeł zewnętrznych można łatwo wyeliminować na ruchomej stacj i bazowej stosując znane techniki likwidacji szumu.

Kiedy jednostka ruchoma jest po raz pierwszy włączana lub po raz pierwszy wchodzi w obszar usługowy, wówczas ta jednostka ruchoma musi rejestrować się w opisany wcześniej sposób przez nadanie swego unikatowego adresu w nowym obszarze usługowym. Adres ten zostanie odebrany przez najbliższą ruchomą stację bazową 30 i zostanie wysłany przez nieruchomy port radiowy i przełącznik furtki 60 do sieci telefonicznej. Ta procedura rejestracji jest wymagana, tak że rozmowa przychodząca dla jednostki ruchomej może zostać właściwie skierowana.

Rozmieszczenie ruchomych stacji bazowych 20 i nieruchomych portów radiowych 50 z fig. 1 wraz z siłą sygnału przesyłanego pomiędzy ruchomymi stadami bazowymi a nieruchomymi portami radiowymi określa liczbę nieruchomych portów radiowych, z którymi ruchoma stacja bazowa może mieć łączność w dowolnej chwili. Rozmieszczenie i siła sygnału są korzystnie takie, że każdy nieruchomy port radiowy odbiera sygnały z trzech ruchomych s^c^i bazowych. Kiedy nieruchomy port radiowy odbiera dane wraz z numerem identyfikacyjnym ruchomej stacji bazowej, procesor 150 (fig. 2) oblicza wskazanie jakości sygnau na odebranym sygnale. Wskazanie jakości jest to współczynnik jakości korzystnie obliczany jako funkcja siły sygnału i stosunku sygnału do szumu. Jest on dodawany do odebranych danych i do pierścienia światłowodowego 55 przez ADM 152. Furtka 60 korzystnie odbiera te same dane z kilku innych nieruchomych portów radiowych 50 i zapisuje te dane w wewnętrznej pamięci w furtce 60 w powiązaniu z numerem identyfikacyjnym ruchomej stacji bazowej i kodem rozkładania będącym funkcją Walsha. Adres nieruchomego portu radiowego, z którego dane zostały odebrane, jest również zapisywany w pamięci procesora 64. W pamięci procesora 64 w furtce zapisywane jest zatem wiele kopii tych samych danych nadawanych przez jedną ruchomą stację bazową. Wskazania jakości sygnału obliczone przez procesory 150 w każdym z kilku nieruchomych portów radiowych są porównywane z określonym progiem wskazania jakości sygnału, a dane odpowiadające wskazaniu jakości sygnału poniżej tej wartości progowej są odrzucane. Pozostałe dane zost^iaią zachowane. Cykliczny kod redundancyj177 554 ny nadawany z danymi jest wykorzystywany do wykrywania błędów ramki TDM. Najlepsze dane, to znaczy związane z najlepszym wskaźnikiem jakości sygnału, są przenoszone z furtki 60 do sieci telefonicznej. Dane odebrane z sieci telefonicznej przez furtkę 60 i przeznaczone dla zarejestrowanej jednostki ruchomej są zapisywane w pamięci procesora 150 w rejestrze związanym szczególnie z ruchomą stacją bazową aktualnie obsługującą zespół ruchomy. Dane te zostaną wysłane przez pierścień optyczny 55 do wszystkich nieruchomych portów radiowych z akceptowalnym wskazaniem jakości sygnału. Odebrane dane zostaną nadane z każdego z nieruchomych portów radiowych, które odebrały te dane, wraz z kodem identyfikacyjnym i kodem funkcji Walsha ruchomej stacji bazowej, do której dane te są skierowane. Nadawanie danych z różnych nieruchomych portów radiowych będzie przestawiane, opóźniane w różnym stopniu, tak że mogą być one odbierane i rozdzielane na ruchomych stacjach bazowych. Opóźnienia te mogą być precyzyjnie kontrolowane za pomocą dystrybucji synchronicznej przez pierścień optyczny 55 w formacie SONET lub SDH. Odbierająca ruchoma stacja bazowa za pomocą swego procesora 130 porównuje wiele kopii odebranych sygnałów danych, ustawia je i łączy dla najlepszego odbioru.

Każda z ruchomych stacji bazowych będzie miała jeden z N przydzielonych kodów, gdzie N może być dowolną liczbą, ale korzystnie jest to co najmniej 3 lub większa liczba. Korzystnie stosuje się kody z siedmioma funkcjami Walsha. Kody te mogą być powtarzane kolejno, na przykład ABCDEFGABCDEFG. Kody są przydzielane kolejno różnym ruchomym stacjom bazowym, tak że dwie ruchome stacje bazowe mające taki sam kod będą fizycznie rozdzielone odległością wystarczającą do uniemożliwienia zakłócenia łączności pomiędzy nieruchomymi portami radiowymi a ruchomymi stacjami bazowymi, posiadającymi taki sam kod identyfikacyjny. Działanie nieruchomych stacji bazowych 70 jest zasadniczo takie samo jak standardowej nieruchomej bazowej. W obszarach gęstego ruchu jednostka ruchoma, która zatrzymała się lub porusza się powoli, np. wolniej niż 30 mil na godzinę (50 km/h), będzie korzystnie obsługiwana przez jedną z nieruchomych stacji bazowych 70. Gdy prędkość ruchu jednostki ruchomej 20 zwiększa się, nastąpi przekazanie pomiędzy nieruchomą staccą bazową a ruchomą stacCą bazową. Procedury określania, czy jednostka ruchoma ma być obsługiwana przez nieruchomą stację bazową, czy przez ruchomą stację bazową, są takimi samymi procedurami, jakie opisano wcześniej przy określaniu, która ruchoma stacja bazowa jest wybierana do obsługi jednostki ruchomej, to znaczy w oparciu o siłę sygnału i stopę błędów. Kiedy zatem inicjowane jest połączenie z jednostką ruchomą lub kiedy zostanie stwierdzone, że powinno nastąpić przekazanie, jednostka ruchoma może zostać przekazana ze stacji ruchomej do stacji nieruchomej lub odwrotnie. Każda jednostka ruchoma monitoruje sygnały pilotowe z nieruchomych i ruchomych stacji bazowych i synchronizuje się ze smcy^ bazową zapewniającą najlepszy sygnał. Jednostka ruchoma może łączyć się z trzema nieruchomymi lub ruchomymi stacjami bazowymi podczas poszukiwania czwartej w tak zwanym miękkim trybie przekazywania. Gdy prędkość pojazdu zwiększa się, nieruchome lub powoli poruszające się stacje bazowe zostryją odrzucone. W bardziej zatłoczonych obszarach, gdzie prędkość ruchu zmienia się w zakresie od 0 do 60 mil na godzinę (100 km/h), prędkość stacj i bazowych może być przykładowo ustawiona na 30 mil na godzinę (50 km/h). Ruchoma stacja bazowa powinna być wtedy zdolna do objęcia całego ruchu w zakresie 0-60 mil na godzinę (0-100 km/h).

Należy rozumieć, że opisana wyżej konstrukcja jest jedynie przykładową ilust^i^icią zastosowania zasad wynalazku i że mogą być opracowane przez fachowca również inne rozwiązania bez wykraczania poza zakres tego wynalazku określony przez załączone zastrzeżenia patentowe.

177 554

- a

177 554

KANAŁ 19

KANAŁ 18

BITÓW KONTROLA

BITÓW IDENTYFIKACJA

KUUHUMfcJ aiMUJI BAZOWEJ

SYGNALIZACJA

JEDNOSTKA RUCHOMA *f l·

-U*30 ruchoma stacja bazowa ⁼ ^35

PORT RADIOWY ^H NIERUCHOMY

177 554

ΙΟΟ

&i(p. F

177 554 no

!0Z

177 554

Departament Wydawnicict UP RP. Nakdad 70egz. Cena 4,00 zł.

Claims (40)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ łączności radiowej obejmujący telefoniczny urząd furtki dołączony do sieci telefonicznej oraz wiele nieruchomych portów radiowych dołączonych do telefonicznego urzędu furtki, wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe i przemieszczanych w określonym kierunku, oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostkami ruchomymi zawierające nieruchomy port radiowy dołączony do telefonicznego urzędu furtki, znamienny tym, że obejmuje wiele ruchomych stacji bazowych (30), przy czym ruchome stacje bazowe (30) są rozmieszczone w odstępach od siebie, i ponadto są one przemieszczane w określonym kierunku niezależnym od ruchu jednostek ruchomych (20) w ograniczonym obszarze określonym względem nieruchomego portu radiowego (50), przy czym każda z ruchomych stacj i bazowych (30) posiada pierwszy interfejs radiowy (132) odbierający sygnały radiowe nadawane przez jednostki ruchome (20) oraz drugi interfejs radiowy (132) przesyłający sygnały radiowe odpowiadające odebranym sygnałom radiowym do nieruchomego portu radiowego (50).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że jednostki ruchome (20) są przemieszczane wzdłuż jezdni (10), a ruchome stacje bazowe (30) są przemieszczane w kierunku zasadniczo równoległym do jezdni (10).
3. 3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że ruchome stacje bazowe (30) są wsparte ruchomo na szynie (35) przebiegającej równolegle do jezdni (10).
4. 4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że nieruchomy port radiowy (50) usytuowany jest po jednej stronie szyny (35), naprzeciwko jezdni (10).
5. 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że każda z ruchomych stacji bazowych (30) posiada pierwsza antenę radiową (100), która dołączona jest do pierwszego interfejsu radiowego (132) i skierowana na jednostkę ruchomą (20), oraz drugą antenę radiową (101), która dołączona jest do drugiego interfejsu radiowego (132) i skierowana na nieruchomy port radiowy (50), a ponadto zawiera procesor (130), który dołączony jest do pierwszego interfejsu radiowego i drugiego interfejsu radiowego.
6. 6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnały radiowe przesyłane pomiędzy ruchomą stacją bazową (30) a nieruchomym portem radiowym (50) nadawane są zgodnie z protokołem transmisji sygnałów z rozłożeniem w widmie w bezpośredniej sekwencji z wńelodostępem z podziałem kodowym.
7. 7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że sygnały przesyłane z ruchomych jednostek telefonicznych (20) do ruchomej stacji bazowej (30) nadawane są przy pierwszym poziomie mocy, a sygnały przesyłane z ruchomej stacji bazowej (30) do nieruchomego portu radiowego (50) nadawane są przy drugim poziomie mocy, wyższym niż pierwszy poziom mocy.
8. 8. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że sygnały przesyłane pomiędzy nieruchomym portem radiowym (50) a ruchomą. ^^<yą bazową (30) nadawane są dupleksowo z podziałem czasowym.
9. 9. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że sygnały przesyłane pomiędzy nieruchomym portem radiowym (50) a ruchomą staccą bazową (30) nadawane są dupleksowo z podziałem częstotliwościowym.
10. 10. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że obejmuje wiele nieruchomych portów radiowych (50), przy czym każda z ruchomych stacji bazowych (30) zsynchronizowana jest z wybranym nieruchomym portem radiowym (50) poprzez sygnały pilotowe nadawane do wybranego nieruchomego portu radiowego (50).
11. 11. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnały przesyłane z nieruchomego portu radiowego (50) do ruchomych stacji bazowych (30) nadawane są przy pierwszym po177 554 ziomie mocy, a sygnały przesyłane z ruchomych stacji bazowych (30) do jednostek ruchomych (20) nadawane są przy drugim poziomie mocy wyższym niż pierwszy poziom mocy.
12. 12. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że każda z ruchomych stacji bazowych (30) ma przydzielony obszar usługowy, przy czym każda z ruchomych stacji bazowych (30) posiada procesor (130) przekazujący i przyjmujący istniejące połączenia z jednostkami ruchomymi (20) w przydzielonym obszarze usługowym.
13. 13. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że każda z ruchomych stacji bazowych (30) ma przydzielony obszar usługowy, przy czym każda z ruchomych stacji bazowych (30) posiada procesor (130) lokalizujący zidentyfikowaną jednostkę ruchomą (20) w przydzielonym obszarze usługowym.
14. 14. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że każda z ruchomych stacji bazowych (30) posiada procesor (130) lokalizujący zidentyfikowaną jednostkę ruchomą (20) i przekazujący do zidentyfikowanej jednostki ruchomej (20) sygnały odpowiadające sygnałom radiowym odebranym z telefonicznego urzędu furtki (60).
15. 15. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje wiele nieruchomych portów radiowych (50), przy czym obszar ograniczonego ruchu ruchomych stacji bazowych (30) określony jest względem wielu nieruchomych portów radiowych (50).
16. 16. Układ łączności radiowej obejmujący telefoniczny urząd furtki dołączony do sieci telefonicznej oraz wiele nieruchomych portów radiowych dołączonych do telefonicznego urzędu furtki, wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe i przemieszczanych w określonym kierunku, oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostkami ruchomymi zawierające wiele nieruchomych portów radiowych dołączonych do telefonicznego urzędu furtki, znamienny tym, że obejmuje wiele ruchomych stacji bazowych (30), które są jednoznacznie dołączone do telefonicznego urzędu furtki (60), przy czym ruchome stacje bazowe (30) są przemieszczane z przednio określoną prędkością w określonym kierunku i wzdłuż szyny (35) w ograniczonym obszarze określonym względem nieruchomych portów radiowych (50), a ponadto w odpowiedzi na sygnały radiowe nadawane przez jednostkę ruchomą (20) z ruchomych stacji bazowych (30) nadawane są odpowiednie sygnały radiowe w kierunku nieruchomych portów radiowych (50), zaś w odpowiedzi na sygnały radiowe nadawane przez sąsiecdiią ruchomą stację bazową (30) z każdego nieruchomego portu radiowego (50) nadawane są do telefonicznego urzędu furtki (60) sygnały radiowe odpowiadające sygnałom nadawanym przez sąsiednią ruchomą stację bazową.
17. 17. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że ruchome jednostki (20) przemieszczane są wzdłuż jezdni (10), w kierunku równoległym do jezdni usytuowana jest szyna (35) posiadająca pierwszą stronę sąsi^f^i^rj^c^ z jezdnią i drugą stronę znajdującą się naprzeciwko pierwszej strony, przy czym nieruchome porty radiowe (50) są rozmieszczone w odstępach od siebie i usytuowane są po drugiej stronie szyny (35), przy czym każda ruchoma stacja bazowa (30) zawiera procesor (130) oraz dołączoną pierwszą antenę radiową (100), która skierowana jest na pierwszą stronę szyny (35), i dołączoną drugą antenę radiową. (101), która skierowana jest na drugą stronę szyny (35), ponadto każdy nieruchomy port radiowy (50) zawiera procesor (130) oraz dołączoną, antenę radiową (110), która skierowana jest na drugą stronę szyny (35), przy czym w odpowiedzi na sygnały radiowe odbierane przez pierwszą antenę (100) z każdej ruchomej stacji bazowej (30) poprzez drugą antenę (101) przesyłane są sygnały radiowe do nieruchomych portów radiowych (50), zaś w odpowiedzi na sygnały radiowe odbierane przez dołączoną antenę radiową (110) z każdego nieruchomego portu radiowego poprzez pierścień z włókna światłowodowego (55) przesyłane są odpowiednie sygnały do telefonicznego urzędu furtki (60).
18. 18. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że ruchome stacje bazowe (30) są przemieszczane z uprzednio określoną prędkością, która jest funkcją średniej prędkości wielu jednostek ruchomych (20).
19. 19. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że obejmuje wiele jednostek ruchomych (25) przemieszczanych w kierunku przeciwnym do kierunku określonego, oraz wiele ruchomych stacji bazowych (40) przemieszczanych w przeciwnym kierunku, przy czym wiele ruchomych jednostek telefonicznych (20) jest przemieszczanych w określonym kierunku

    177 554 wzdłuż pierwszej jezdni (10), i wiele ruchomych jednostek telefonicznych (25) jest przemieszczanych w przeciwnym kierunku wzdłuż drugiej jezdni (15) znajdującej się w oddaleniu od pierwszej jezdni, ponadto wzdłuż pierwszej jezdni (10) po stronie sąsiadującej z drugą jezdnią (15) rozmieszczonych jest wiele ruchomych stacji bazowych (30), które przemieszczane są w określonym kierunku, a wzdłuż drugiej jezdni (15) po stronie sąsiadującej z pierwszą jezdnią (10) rozmieszczonych jest wiele ruchomych sta<^^ji bazowych (40), które przemieszczane są w kierunku przeciwnym, przy czym pomiędzy wieloma ruchomymi stacjami bazowymi (30) przemieszczanymi w określonym kierunku a wieloma ruchomymi stacjami bazowymi (40) przemieszczanymi w przeciwnym kierunku rozmieszczonych jest wiele nieruchomych portów radiowych (50).
20. 20. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że obejmuje wiele nieruchomych stacji bazowych (70) dołączonych poprzez pierścień z włókna światłowodowego (75) do telefonicznego urzędu furtki (60), z których w odpowiedzi na sygnały radiowe nadawane przez ruchome jednostki telefoniczne (20) przesyłane są. odpowiednie sygnały do telefonicznego urzędu furtki (60).
21. 21. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że obejmuje wiele nieruchomych portów radiowych (50) reagujących na sygnały radiowe nadawane przez zidentyfikowaną jedną z ruchomych stacji bazowych (30), zaś w odpowiedzi na sygnały radiowe ze zidentyfikowanej ruchomej stacji bazowej w każdym nieruchomym porcie radiowym obliczane jest wskazanie jakości sygnału dla danych reprezentowanych przez przesyłane sygnały radiowe i do telefonicznego urzędu furtki (60) nadawane są sygnały danych odpowiadające przesyłanym sygnałom radiowym wraz z odpowiednim wskazaniem jakości sygnałów, przy czym w odpowiedzi na odebranie tych sygnałów danych i wskazania jakości sygnałów z telefonicznego urzędu furtki (60) przesyłane są do sieci telefonicznej dane odebrane od wybranego jednego z nieruchomych portów radiowych (50), mającego korzystne wskazanie jakości sygnałów.
22. 22. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że w odpowiedzi na komunikat danych odebranych z telefonicznego urzędu furtki (60) z każdego nieruchomego portu radiowego (50) nadawany jest odpowiedni komunikat radiowy do wybranych ruchomych stacji bazowych (30), przy czym z telefonicznego urzędu furtki (60) nadawany jest uprzednio określony komunikat danych, który przeznaczony jest dla wybranej jednej z ruchomych stacji bazowych (30), d wybranych nieruchomych portów radiowych (50), a ponadto w odpowiedzi na odebranie uprzednio określonego komunikatu danych z każdego z wybranych nieruchomych portów radiowych (50) nadawane są odpowiednie sygnały radiowe do wybranej ruchomej stacji bazowej (30).
23. 23. Układ według zastrz. 22, znamienny tym, że uprzednio określony komunikat danych jest przesyłany do każdego z wybranych nieruchomych portów radiowych (50) w określonej czasowo sekwencji, zaś z wybranych nieruchomych portów radiowych (50) nadawane są odpowiednie sygnały radiowe w odpowiednio określonej czasowo sekwencji.
24. 24. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że każda z ruchomych sta^^i bazowych (30) ma przydzielony obszar usługowy, przy czym istniejące połączenia z jednostkami ruchomymi są przekazywane i przyjmowane przez każdą z ruchomych stacji bazowych (30) w przydzielonym obszarze usługowym.
25. 25. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że każda z ruchomych stacji bazowych (30) ma przydzielony obszar usługowy, przy czym zidentyfikowana jednostka ruchoma lokalizowana jest przez każdą z ruchomych stacji bazowych (30) w przydzielonym obszarze usługowym.
26. 26. Układ łączności radiowej obejmujący pierwszy i drugi telefoniczny urząd furtki dołączony do sieci telefonicznej oraz wiele nieruchomych portów radiowych, przy czym każdy z nieruchomych portów radiowych dołączony jest do jednego z telefonicznych urzędów furtki, wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe przemieszczanych w określonym kierunku, oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznymi urzędami furtki a jednostkami ruchomymi, znamienny tym, że zawiera wiele ruchomych stacji bazowych (210) oraz pierwszą i drugą zamkniętą pętlę (200, 205), z których każda ma przeciwległe końce przystosowane do ruchomego podpierania wielu spośród ruchomych st^^ci bazowych (210), m 554 przy czym w telefonicznym urzędzie furtki (215) rejestrowana jest pozycja każdej z ruchomych stacji bazowych (210) na każdej z pętli (200, 205), a ponadto z telefonicznego urzędu furtki (215) poprzez jeden z nieruchomych portów radiowych (212, 252) przesyłany jest sygnał alarmowy do ruchomych stacji bazowych (210) zbliżających się do jednego z przeciwległych końców jednej spośród pętli (200, 205), zaś w odpowiedzi na ten sygnał alarmowy z ruchomej stacji bazowej (210) odbierającej nadawany sygnał alarmowy istniejące połączenia przekazywane są z jednostki ruchomej do innej ruchomej stacji bazowej.
27. 27. Układ według zastrz. 26, znamienny tym, że jeden z przeciwległych końców jednej spośród pętli (200, 205) jest założony zakładkowo na jeden z przeciwległych końców innej pętli (200, 205).
28. 28. Sposób łączności radiowej pomiędzy telefonicznym urzędem furtki posiadającym dołączony do niego nieruchomy port radiowy a jednostką ruchomą poruszającą się w określonym kierunku i nadającą sygnały radiowe, znamienny tym, że ruchomą stację bazową (210) jednoznacznie przyporządkowaną telefonicznemu urzędowi furtki (215) przemieszcza się w określonym kierunku wzdłuż jezdni (206) w ograniczonym obszarze określonym względem nieruchomego portu radiowego (212), przy czym na ruchomej stacji bazowej (210) odbiera się sygnały radiowe nadawane z ruchomej jednostki, i z ruchomej stacji bazowej (210) do nieruchomego portu radiowego (212) nadaje się sygnały radiowe odpowiadające sygnałom radiowym nadawanym z ruchomej jednostki.
29. 29. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że na ruchomej stacji bazowej (210) odbiera się sygnały radiowe nadawane z nieruchomego portu radiowego (212), po czym z ruchomej stacji bazowej (210) do ruchomej jednostki radiowej nadaje się sygnały radiowe przesyłane z nieruchomego portu radiowego (212).
30. 30. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że podczas przemieszczania ruchomej stacji bazowej (210) przemieszcza się ruchomą stację bazową (210) w jednym kierunku wzdłuż pętli (205) posiadającej przeciwległe końce i przebiegającej zasadniczo równolegle do jezdni (206) na ograniczonym dystansie, a gdy ruchoma stacja bazowa (210) osiąga jeden z końców ograniczonego dystansu zmienia się kierunek przemieszczania tej ruchomej stacji bazowej (210).
31. 31. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że podczas przemieszczania ruchomej stacji bazowej (210) przemieszcza się wiele ruchomych stacji bazowych w określonym kierunku, przy czym określa się jakości odbieranych sygnałów pochodzących ze zidentyfikowanej ruchomej jednostki telefonicznej przez każdą z wielu ruchomych stacji bazowych (210), po czym wybiera się sygnał o korzystnej jakości.
32. 32. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że pomiędzy ruchomą, stacją bazową (210) a nieruchomym portem radiowym (212) przesyła się sygnały radiowe zgodnie z protokołem transmisji z rozłożeniem w widmie, z wielodostępem z podziałem kodowym, z bezpośrednią sekwencją.
33. 33. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że sygnały radiowe nadawane przez ruchomą jednostkę telefoniczną i odebrane przez ruchomą stację bazową (210) nadaje się z pierwszym poziomem mocy, a sygnały radiowe przesyłane z ruchomej stacji bazowej (210) do nieruchomego portu radiowego (212) nadaje się z drugim poziomem mocy, niższym niż pierwszy poziom mocy.
34. 34. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że sygnały radiowe przesyłane z nieruchomego portu radiowego (212) do ruchomej stacji bazowej (210) nadaje się z pierwszym poziomem mocy, a sygnały radiowe przesyłane z ruchomej stacji bazowej (210) do ruchomej jednostki telefonicznej nadaje się z drugim poziomem mocy, wyższym niż pierwszy poziom mocy.
35. 35. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że sygnały radiowe przesyłane pomiędzy nieruchomym portem radiowym (212) a ruchomą stacćą bazową (210) nadaje się dupleksowo z podziałem czasowym.
36. 36. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że synchronizuje się ruchomą stację bazową (210) z wybraną jednostką. tele^^i^^:z^^ przez przesyłanie sygnału pilotowego z ruchomej stacji bazowej do wybranej jednostki.

    177 554
37. 37. Sposób łączności radiowej pomiędzy telefonicznym urzędem furtki posiadającym dołączony do niego nieruchomy port radiowy a jednostką ruchomą poruszającą się w określonym kierunku i nadającą sygnały radiowe, znamienny tym, że wiele ruchomych stacji bazowych (210) przemieszcza się w określonym kierunku, tworzy się połączenie telefoniczne pomiędzy telefonicznym urzędem furtki (215) a jednostką ruchomą poprzez wybraną jedną z ruchomych stacji bazowych (210), na wybranej jednej ze stacji bazowych (210) monitoruje się przesyłanie sygnałów z ruchomej jednostki telefonicznej, i na wybranej stacji bazowej (210) kontroluje się przekazywanie tego połączenia telefonicznego od wybranej stacji bazowej (210) na inną spośród wielu ruchomych stacji bazowych (210), podtrzymując połączenia telefoniczne pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a ruchomąjednostką telefoniczną.
38. 38. Układ łączności radiowej obejmujący telefoniczny urząd furtki dołączony do sieci telefonicznej, nieruchomy port radiowy dołączony do telefonicznego urzędu furtki, oraz wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe i przemieszczanych w określonym kierunku oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostkami ruchomymi, znamienny tym, że zawiera ruchome stacje bazowe (30) przemieszczane z uprzednio wyznaczoną prędkością, w kierunku określonym przez kierunek przemieszczania się jednostki ruchomej (20), ponadto nieruchomy port radiowy (50) zawiera procesor (150) oraz antenę (110), która skierowana jest na ruchomą stację bazową (30), zaś ruchoma stacja bazowa (30) zawiera procesor (130) oraz pierwszą antenę radiową (100), która skierowana jest na nieruchomą stację bazową (30) i drugą antenę radiową (101), która skierowana jest na jednostkę ruchomą (20), przy czym w odpowiedzi na sygnały radiowe odbierane przez pierwszą antenę radiową (100) z ruchomej stacji bazowej (30) poprzez drugą antenę radiową (101) przesyłane są odpowiednie sygnały radiowe do nieruchomego portu radiowego (50), zaś w odpowiedzi na sygnały radiowe odbierane przez antenę (110) z nieruchomego portu radiowego (50) przesyłane są odpowiednie sygnały do telefonicznego urzędu furtki (60).
39. 39. Układ łączności radiowej obejmujący telefoniczny urząd furtki, wiele jednostek ruchomych nadających sygnały radiowe i przemieszczanych w określonym kierunku oraz urządzenie tworzące połączenia pomiędzy telefonicznym urzędem furtki a jednostkami ruchomymi, znamienny tym, że zawiera ruchomą telefoniczną stację bazową (30) do tworzenia połączeń radiowych pomiędzy ruchomym telefonicznym urzędem furtki (60) a ruchomą jednostką (20), przy czym ruchoma telefoniczna stacja bazowa (30) przystosowana jest do ruchomego jej podparcia na szynie (35) i zawiera ona interfejs radiowy (132) odbierający sygnały radiowe z ruchomej jednostki (20), przy czym ruchoma telefoniczna stacja bazowa (30) przemieszczana jest w określonym kierunku, i ponadto zawiera ona procesor (130) sprzężony z interfejsem radiowym (132), w odpowiedzi na odbierane sygnały w procesorze (130) wytwarzane są sygnały wyjściowe procesora, odpowiadające sygnałom odebranym z ruchomej jednostki (20), zaś w odpowiedzi na sygnały wyjściowe procesora z interfejsu radiowego (132) nadawane są odpowiednie sygnały do telefonicznego urzędu furtki (60).
40. 40. Układ według zastrz. 39, znamienny tym, że w odpowiedzi na sygnały odbierane z telefonicznego urzędu furtki (60) w procesorze (130) poprzez interfejs radiowy (132) wytwarzane są dalsze sygnały wyjściowe procesora, zaś w odpowiedzi na dalsze sygnały wyjściowe procesora z interfejsu radiowego (132) nadawane są odpowiednie sygnały do jednostki ruchomej (20).