SE465992B - Mobiltelefonisystem avsett att brukas av abonnenter inomhus och utomhus - Google Patents

Description

LO 15 20 25 30 465 992 2 med varsin basstation och både basstationerna och de bärbara abonnentapparaterna har relativt låg signalstyrka. Det är härigenom möjligt att utnyttja samma kanaler upprepade gånger inom en byggnad utan att besvärande störningar uppträder.

Vid.mobiltelefoni är det ett problem att erbjuda abonnenterna ett tillräckligt antal kanaler inom ett begränsat frekvensområde.

Detta frekvensområde tilldelas av' myndigheter och får inte överskridas, så att angränsande frekvensområden störs. Antalet kanaler inom ett frekvensområde kan ökas väsentligt genom tidsdelning av en frekvens men antalet kanaler förblir'begränsat.

Det är därför svårt att ha ett inomhussystem och ett utomhussys- tem för mobiltelefoni med stor kapacitet inom samma geografiska område. Speciella svårigheter föreligger att införa ett inomhus- system i ett område med ett redan etablerat utomhussystem. Det är också svårt för en abonnent att utnyttja båda systemen med en och samma mobila station.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ovannämnda problem löses enligt uppfinningen genom en kombination av ett utomhussystem och ett inomhussystem 'vilka båda har tillgång till huvudsakligen hela det tilldelade frekvensområdet.

Inomhussystemet har adaptiv kanaltilldelning och relativt låg signalstyrka. En abonnents mobilstation kan skilja en basstation i utomhussystemet från en basstation i inomhussystemet och göra ett 'val mellan dessa basstationer. Mobilstationen, kan iden- tifiera sig för den valda basstationen.

Uppfinningen har kännetecken som framgår av bifogade patentkrav.

FIGURFÖRwEcKNING En utföringsform av uppfinningen skall beskrivas nedan i anslutning till figurer av vilka figur 1 visar ett inre mobiltelefonsystem i en byggnad, vilken ligger i ett område för ett yttre mobiltelefonisystem, figur 2 visar schematiskt signalsekvenser för det inre mobil- 10 15 20 25 30 3 465 992 telefonisystemet, figur 3 visar schematiskt signalsekvenser för det yttre mobil- telefonisystemet och figur 4 visar en alternativ utföringsform av byggnaden med det inre och det yttre mobiltelefonisystemet.

FÖREDRAGEN Uwrönxussronu I figur 1 visar en byggnad 1 med kontorsrum 2, laboratorielokaler 3, korridorer 4 och en foaje 5. Byggnaden har ett system 6 med trådlösa telefoner, som är ett inre delsystem av ett mobil- telefonisystem. Detta har' ett yttre delsystem 7 som år' ett cellindelat mobiltelefonisystem. I korridorerna 4 har det inre delsystemet inre basstationer BSI vilka via ledningar 8 är anslutna till en inre kopplingscentral MXI. Denna är ansluten till en yttre mobilkopplingscentral MSC, vilken är ansluten till en växel PX i det publika ledningsburna telefonnätet. Varje inre basstation täcker ett område inom byggnaden 1, vilket brukar betecknas en mikrocell. Det yttre delsystemet 7 är cellindelat, med celler Cl, C2 och C3 schematiskt visade i figuren och har en basstation i varje cell, BS1 respektive BS2. Dessa basstationer är anslutna till den yttre mobilkopplingscentralen MSC och det yttre delsystemet har s k fast kanaltilldelning. Hela det yttre delsystemet har tillgång till ett frekvensband för'mobiltelefoni, vilket är uppdelat i ett antal dubbelriktade kanaler. Varje cell har tillgång till endast en del av dessa kanaler och kanalerna är fördelade mellan cellerna så att angränsande celler inte stör varandra. En av kanalerna i varje cell är en styrkanal som utnyttjas för exempelvis uppkoppling av förbindelser och byte av kanal, s k hand over. Det yttre delsystemet är beskrivet mera i detalj i den ovannämnda referensen CMS 88.

Det inre delsystemet 6 har också tillgång till ett frekvensband som är uppdelat i ett antal dubbelriktade kanaler. Även i detta system är en av kanalerna utvald att vara en styrkanal. Inom ett kontor fordras allmänt att telefonsystemet har stor kapacitet.

Många brukare MSI inom byggandens l begränsade område skall kunna ha förbindelse samtidigt utan att störa varandra och brukarna S465 992 4 1.0 15 20 25 30 skall kunna röra sig fritt inom byggnaden och hela tiden ha förbindelse till en av basstationerna BSI. Det inre delsystymets alla basstationer BSI har därför tillgång till alla kanalerna och kanaltilldelningen är adaptiv. Detta adaptiva system ger, förutom den önskade höga kapaciteten, även rent praktiska instal- lationsmässiga fördelar. Ett adaptivt trådlöst telefonisystem för inomhusbruk finns beskrivet mera detaljerat i den ovan nämnda referensen IEEE Vehicular Technology Conference.

Tilldelningen av frekvensband för exempelvis mobiltelefoni sker genom myndigheters försorg. Det över huvud taget tillgängliga frekvensområdet indelas i frekvensband som tilldelas brukarna.

Det är 'väsentligt att brukarna inte inkräktar på varandras frekvensband så att exempelvis ett mobilradiosystem inte stör ett flyglandningssystem. Det över huvud taget tillgängliga frekvensområdet är begränsat och antalet brukare är stort och det är väsentligt för varje brukare att utnyttja sitt begränsa- de frekvensband effektivt. För att möjliggöra detta effektiva frekvensutnyttjande har både det inre delsystemet 6 och det yttre delsystemet 7 tillgång till samma frekvensband.

Det föreligger en uppenbar risk att det inre delsystemet 6 och det yttre delsystemet 7 stör varandra. Den mobila brukaren MSI i det inre delsystemet har förbindelse med en av sina basstatio- ner BSI pà en kanal med en bestämd frekvens. En fordonsburen brukare MS, delsystemet 7, upprättar förbindelse med sin basstation BS1 på samma kanal. Det inre delsystemets sändareffekter är mycket små som befinner sig i en position 8 i det yttre jämfört med det yttre delsystemets sändareffekter och risken att förbindelsen till MS störs av det inre delsystemet är liten.

Däremot kan förbindelsen till den inre mobila stationen MSI störas av den upprättade utomhusförbindelsen och denna risk är relativt stor om den fordonsburna mobilstationen MS förflyttar sig till en position 9 :i närheten av byggnaden 1. Det inre delsystemet avkänner denna störning, den störda kanalen i det inre delsystemet 6 kopplas ned och en ostörd kanal kopplas upp.

Genom att det inre delsystemet är adaptivt och alla de inre basstationerna BSI har tillgång till alla kanalerna är det en 4.0 15 20 25 30 35 's 465 992 relativt liten sannolikhet för att alla kanalerna skall vara upptagna eller störda, så att denna uppkoppling av den nya kanalen är förhindrad.

Det är väsentligt att den mobila stationen MSI kan avgöra om den tillhör det inre delsystemet 6 eller det yttre delsystemet 7.

Mobilstationen MSI måste kunna avgöra detta om abonnenten vill kunna ringa till eller bli uppringd av någon annan abonnent. Det yttre delsystemets 7 signaler är så starka att det ofta når in i byggnaden 1, så att det är möjligt att inomhus föra ett samtal via det yttre delsystemets basstation BSI. Det inre delsystemets signaler är däremot svaga och det är oftast omöjligt att utomhus föra ett samtal via de inre basstationerna BSI. Om abonnenten är utomhus måste sålunda uppkoppling ske via den yttre basstatio- nen BS1. Om abonnenten är inomhus är det oftast en fördel att koppla upp ett samtal via de inre basstationerna BSI bl a beroende på kanalatillgången och av kostnadsskäl. Detta är också en fördel därför att de inre basstationerna BSI var och en förfogar över systemets alla kanaler, så att risken för' en utebliven uppkoppling av förbindelsen är liten.

För att avgöra om den mobila stationen MSI tillhör det inre eller det yttre delsystemet utnyttjas styrkanalerna i de respektive delsystemen. Styrkanalen är sammansatt av en kanal från bassta- tionen till den mobila stationen, ofta benämnt FOCC (Forward Control Channel) och en kanal från mobilen till basstationen, ofta benämnd RECC (Reverse Control Channel). Mobilstationen MSI lyssnar ständigt på FOCC för att vara beredd att ta emot ett samtal. När mobilen första gången hör FOCC utsänder den en signal för att identifiera sig för basstationen, s k inloggning.

Härigenom kan samtalet kopplas till rätt basstation av mobilkop- plingscentralen MSC. En närmare beskrivning av styrkanalen för ett digitalt mobiltelefonisystem àterfinnes i. exempelvis den ovannämnda referensen CMS 88, kapitel 3.

Mobilstationen MSI kan avgöra om den tillhör det inre eller det yttre delsystemet pà följande sätt. Från det inre delsystemets 6 basstationer BSI utsändes pà styrkanalen FOCC signalsekvenser lO 15 20 25 30 u! UI 465 992 S6 SSI med dataord A och B för olika ändamål på känt sätt, samt ett inre identifieringsord IDI, såsom visas i figur 2. Med beteck- ningen T avses i denna figur tiden. IDI är unikt för det inre delsystemet. Från det yttre delsystemets 7 basstation Bl, B2 utsändes på styrkanalen FOCC signalsekvenser SSO med dataord C och E för olika ändamål på känt sätt såsom visas i figur 3.

Signalsekvensen SSO innehåller även ett yttre identifieringsord IDO som är unikt för det yttre delsystemet. Den mobila stationen MSI avkänner ständigt styrkanalerna i de båda delsystemen. Så snart signalstyrkan för identifieringsordet IDI i det inre delsystemet överskrider ett tröskelvärde, identifierar sig den mobila stationen MSI för de inre basstationerna BSI, den ovannämnda inloggningen. Detta sker genom en signal IDIR på styrkanalen RECC såsom visas i figur 2. Den mobila stationen registrerar det yttre identifieringsordet IDO och så snart signalstyrkan för det inre identifieringsordet IDI underskrider tröskelvärdet identifiera sig den mobila stationen MSI för en av de yttre basstationerna. Detta sker genom en yttre iden- tifieringssignal IDOR såsom visas i figur 3. Härigenom kan den mobila stationen MSI själv begära samtalsuppkoppling eller kopplas upp till en uppringande abonnent via en av de inomhus- basstationerna BSI så länge mobilstationen MSI är inom byggnaden 1 och signalstyrkan hos IDI överskrider tröskelvärdet. Om mobilstationen MSI förflyttar sig ur byggnaden 1, kommer signalstyrkan hos identifieringsordet IDI att falla under tröskelvärdet, varvid den mobila stationen MSI identifiera sig för den yttre basstationen BSI. Mobilstationen MSI kan härvid på motsvarande sätt begära uppkoppling eller uppkopplas via den yttre basstationen BSI.

I utföringsexemplet är det sígnalstyrkan hos identifieringsordet IDI i det inre delsystemets styrkanal som avgör vilket av de båda delsystemen mobilen loggar in på. Det är också möjligt att utnyttja signalstyrkan hos hela signalsekvensen SSI för den inre kontrollkanalen eller delar därav, exempelvis delarna A och B.

Det är också möjligt att i stället för ett tröskelvärde för sig- nalstyrkan utnyttja exempelvis bitfelshalten som ett mått på signalkvaliten på kanalen. 9! 10 15 20 25 7 465 992 Uppfinningen har ovan beskrivits i anslutning till ett utförings- exempel där de inre basstationerna BSI och de yttre basstationer- na BS1, BS2 är anslutna direkt till mobilkopplingscentralen MSC.

Denna utföringsform har fördelen att det är relativt enkelt att upprätthålla en pågående samtalsförbindelse till mobilstationen MSI då denna mobilstation förflyttar sig mellan det inre och det yttre delsystemet.

I figur 4 visas ett alternativ utföringsform av uppfinningen, vilken skiljer sig från utföringsformen enligt figur 1 därigenom att de båda delsystemen är förbundna med. varandra via ett ledningsbundet publikt telenät 10. Det inre delsystemet 6 är anslutet till en abonnentväxel AX 'vilken 'via en ledning' är förbunden med en publik växel PX i det publika telenätet 10.

Mobilkopplingscentralen MSC är också ledningsansluten till publika växeln PX. Ledningsbundna telefonapparater H kan vara anslutna till abonnentväxeln AX.

Det yttre delsystemet 7 i det beskrivna utföringsexemplet har fast kanaltilldelning till cellerna Cl, C2 och C3. emellertid möjligt enligt uppfinningen att även det yttre delsystemet är adaptivt och. basstationerna BS1 och BS2 har Det är tillgång till systemets alla kanaler. Det är också tänkbart att de flesta trafikkanalerna i det yttre delsystemet är fast tilldelade till de yttre basstationerna enligt en förutbestämd frekvensplan, men ett mindre antal av trafikkanalerna tilldelas adaptivt, exempelvis enligt det svenska patentet nummer 8801555-7. Det inre delsystemet 6 har i utföringsexemplet tillgång till systemets alla kanaler. Det är inom ramen för uppfinningen att begränsa denna kanaltillgàng.

Claims (6)

.LO 15 20 25 30 465 992 8 P A T E N T K R A V

1. Mobiltelefonisystem avsett att brukas av abonnenter inomhus och utomhus, omfattande dels ett yttre delsystem för utomhusbruk med relativt signalstarka yttre basstationer vilka är direkt förbundna med en mobilkopplingscentral, dels ett inre delsystem för inomhusbruk med relativt signalsvaga inre basstationer, vilka är anslutna till mobilkopplingscentralen, varvid - de båda delsystemen (6, 7) har trafikkanaler huvudsakligen för samtalsöverföring och styrkanaler huvudsakligen för tilldelning och byte av trafikkanalerna, - åtminstone en av det inre delsystemets trafikkanaler har samma frekvens som det yttre delsystemets trafikkanaler, - det inre delsystemet (6) har adaptiv kanaltilldelning, - pá styrkanalerna i det inre delsystemet (6) överföres från de inre basstationeran (BSI) ett inre identifieringsord (IDI), vilket är unikt för det inre delsystemet, - på styrkanalerna i det yttre delsystemet (7) överföres från de (BSl, BS2) ett yttre identifieringsord (IDO), vilket är unikt för det yttre delsystemet, - en mobilstation (MSI) avkänner en signalkvalite för det inre delsystemets styrkanal, på vilken det inre identifieringsordet (IDI) utsändes, - mobilstationen (MSI) sänder en inre identifieringssignal (IDIR) yttre basstationerna till de inre basstationerna (BSI) när den avkända signalkvaliten överskrider ett önskat kvalitetsmátt och - mobilstationen (MSI) sänder en yttre identifieringssignal (IDOR) till de yttre basstationerna (BS1, BS2) när den avkända signalkvaliten underskrider det önskade kvalitetsmåttet.

2. Mobíltelefonisystem enligt patentkrav 1, varvid de inre (BSI) är lingscentralen MSC. basstationerna direkt förbundna med mobilkopp-

3. Mobiltelefonisystem enligt patentkrav 1, varvid de inre basstationerna (BSI) är anslutna till mobilkopplingscentralen (MSC) via ett ledningsbundet telenät (PX, 10). 9 4-65 992

4. Mobiltelefonisystem enligt patentkrav 1, varvid den avkända signalkvaliten utgöres av ett mått på sígnalstyrkan hos det inre delsystemets (6) styrkanal.

5. Mobiltelefonisystem enligt patentkrav 1, varvid det yttre delsystemet har fast kanaltilldelning.

6. Mobiltelefonisystem enligt patentkrav 1, varvid de inre basstationerna är anslutna till en mobilkopplingscentral (MSC) via en abonnentväxel (AX).