SE503209C2 - Metod vid synkron radioöverföring - Google Patents

Description

15 20 25 30 503 209 Ett visst frekvensspektrum (t.ex 1910-1920 MHz tilldelat av den federala kommisionen FCC i USA) har reserverats för asynkron radioöverföring. Härigenom. kan kort accesstid för' att sända asynkrona paket erhållas.

Flera användare delar samma frekvensspektrum vid asynkron överföring, varigenom ingen frekvensplanering är nödvändig. Någon gång uppträder kollision och därmed spärr i nätet mellan två användare, men det avsedda paketet omsänds därvid. Omsändning vid vissa tidpunkter efter sändning av asynkrona datapaket är förut känt, se exempelvis vad som är beskrivet i SE-A-9302067-5.

Synkron eller periodisk överföring innebär att information översänds och mottages vid på förhand bestämda tidpunkter och/eller över vissa bestämda frekvenser såsom i de inledningsvis omnämnda TDMA-systemen. I det ovan anförda exemplet från amerikansk standard med ett frekvensband mellan 1910 och 1920 MHz för den asynkrona överföringen, är ett band mellan 1920 och 1930 MHz avsett för synkron överföring. Dessa båda band skall således utnyttjas var för sig.

Rrnosönnisn rön UPPFINNINGEN En nackdel med asynkron överföring är att den ej är lämpligt att använda i samma system eller i samma omgivning som de tjänster som de synkrona radionäten erbjuder p g a risken för störningar från den asynkrona överföringen. Speciellt är den asynkrona transmissionen ej lämplig att utan vidare ingå i ett integrerat datanät ISDN. Det är tidigare känt att stödja synkrona tjänster i ett asynkront medium med hjälp av s k ATM (Asynchronous Transmission Mode). I denna tillämpning uppsamlas asynkront mottaget data under ett tidsintervall vid mottagarsidan i ett buffertminne och uppsamlat data i detta minne sänds därefter ut styrt av en synkron klocka. Detta tidsintervall skall göras tillräckligt långt så att nödvändiga omsändningar p g a kolli- sioner hinns med innan det rekonstruerade bitflödet klockas ut synkront. Härigenom kan den asynkrona överföringen överföra en 10 15 20 25 30 503 299 synkron tjänst.

Denna kända metod fungerar väl men innebär en fördröjning på grund av minnesfunktionen. För stor fördröjning kan ej tolereras vid talöverföring. För att hålla fördröjningen låg (approx. 10ms) erfordras en mycket hög bandbredd för radioöverföringen, i allmänhet mer än 40 Mflz, då ett flertal användare skall sam- existera på samma frekvensspektrum.

Det är å andra sidan lämpligt att utnyttja ett och samma radiosystem för både synkrona och asynkrona tjänster, varvid den ena tjänsten utnyttjar ena halvan (1910-1920 MHz) av tilldelat frekvensband och den andra den andra halvan (1920-1930) av samma band. Nackdelen är emellertid att den synkrona överföringskapaci- teten därvid blir onödigt begränsad, eftersom den utnyttjar endast ena hälften av det för hela systemet tilldelade bandet.

Detta inebär i. sin tur att basstations-tätheten måste göras återanvändning av större i radiosystemet och med tätare accesskanalerna.

Det vore därför önskvärt att man kunde utnyttja hela bandet för den synkrona överföringen.

Föreliggande uppfinning erbjuder en metod att anpassa den synkrona överföringen av tjänster till regler för asynkron radioöverföring. Denna nya metod förorsakar ej någon överdriven fördröjning även om spektrumallokeringen är låg (5-20 MHz). Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en metod för synkron radioöverföring över korta avstånd som följer regler för asynkron överföring inom ett tilldelat frekvensband.

Den synkrona radioöverföringen har viss periodicitet för överföring av information. Exempelvis för ett personsöksystem av typ DECT, sker överföringen enligt TDMA-principen i ramar av vilka en viss ram innehåller ett antal tidluckor för sändning från ett antal användare och samma antal tidluckor för mottagning 10 15 20 25 503 209 i resp användare. Därefter följer> nästa ram. Mellan tvà pá varandra följande tidluckor i ramen för olika användare finns en skyddstid standardiserad. Enligt uppfinningen utnyttjas denna skyddstid till att övervaka om sändningen i den närmast följande tidluckan kan utföras enligt de asynkrona reglerna eller ej.

Uppfinningen är därvid kännetecknad så som det framgår av efterföljande patentkrav 1.

FIGURFÖRTECIQIING Uppfinningen skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar där Figur 1 visar ett blockschema över ett känt radiosystem med synkron såväl som asynkron radioöverföring inom samma geografiska område: Figur 2 visar schematiskt ett frekvensspektrum tilldelat ett radiosystem enligt figur 1: Figur 3 visar i ett tidsschema exempel på en förut känd synkron radioöverföring för sändning och mottagning: Figur 4 visar på samma sätt en känd asynkron radioöverföring men enbart vid sändning: Figur 5 visar tidsschema liknande de i figurerna 2 och 3 för att förklara metoden enligt uppfinningen: Figur 6 visar ett förenklat blockschema i analogi med figur 1 med endast synkronöverföring anpassad i enlighet med uppfinningen. 10 15 20 25 í3O 503 209 UTFöRINGsFoRrmR Figur 1 visar ett förenklat blockschema över ett system för synkron och asynkron radioöverföring. Radiosystemet innehåller i det här visade fallet två basstationer BS1 och BS2, vilka kommunicerar med två mobila abonnenter, av vilka den ena är en portabel telefonapparat PT och den andra är en mobil dataterminal DT. De båda terminalerna PT och DT befinner sig geografiskt i närheten av varandra och kan därför störa varandra. Exempelvis kan de båda överföringarna vara installerade på samma ställe inom en kontorsbyggnad. De kan också befinna sig på kort avstånd från varandra inom samma byggnad. Båda terminalerna befinner sig vidare på kort avstånd från basstationerna BS1 och BS2. Med "kort avstånd" menas i detta sammanhang 10-200 m, dvs avsevärt kortare än de maximala avstånd som en mobil abonnent i ett cellindelat system kan befinna sig från en basstation (upp till 30 km).

Den ena överföringen Trl är synkron och används av den portabla telefonen PT. Denna sänder till den synkront arbetande bassta- tionen BS1 och mottar radiosignaler från denna basstation inom ett visst frekvensband och tidsuppdelat enligt den s k TDMA- principen. Detta innebär att, förutom att ett visst frek- vensspektrum är reserverat för den synkrona överföringen, också en viss tidlucka i varje ram är reserverad för sändning från terminalen PT och en tidlucka för'mottagning ett visst tidsinter- vall efter sändning inom samma ram (se figur 3).

Basstationen BS1 kan kommunicera synkront med andra icke visade portabla telefonapparater.

Den andra överföringen Tr2 är en asynkron överföring som utnyttjas av dataterminalen DT. Denna terminal sänder till den asynkront arbetande basstationen BS2 och mottar radiosignaler från denna basstation inom ett visst frekvensband men ej periodiskt som terminal PT utan slumpmässigt i tiden. Liksom basstationen BS1 sänds och mottas radiosignaler av basstationen BS2 inom ett visst frekvensband. överföringen Tr2 är exempelvis en paketförmedlad dataöverföring. 10 15 20 25 30 35 503 209 Basstationerna BS1 och BS2 kan vara anordnade inom eller utanför byggnaden och har fast trädbunden förbindelse till ett privat eller publikt nät (ej visat).

Figur 2 visar schematiskt de båda frekvensbanden för den synkrona och den asynkrona överföringen Tr1,Tr2. Inom bandet med gränserna Bl,B2 sker enbart asynkron överföring Tr2 och inom bandet med gränserna B2-B3 sker enbart synkron överföring Trl. I USA har bandgränserna specificerats till 1910-1920 MHz resp. 1920-1930 MHz. Nackdelen med denna uppdelning är som ovan nämnts att endast halva den totala bandbredden B1-B3 blir 'tillgänglig för' den synkrona resp. den asynkrona överföringen.

Figur 3 visar den kända principen för TDMA-överföring av radiosignaler, vilken är en periodiskt eller synkron överföring.

I detta fall visas som exempel TDMA-överföring i ett DECT-system för personradiokommunikation (standardiserat av ETSI). Enligt denna standard sker sändning under en ram med längden 10 ms och mottagning under nästföljande ram under 10 ms. Antalet tidluckor skall enligt standarden vara 12 inom varje ram men i figur 3 har för enkelhets skull endast 4 tidluckor visats i sändnings- och mottagningsramen. Vad som är väsentligt för metoden enligt uppfinningen är att mellan tvâ pá varandra följande tidluckor finns enligt standarden s 1: "guard space" dvs. en kortvarig skyddstid pá 30lps för att en skur i en tidlucka ej skall komma in i följande tidlucka bl a beroende på olika utbredningstid för de båda skurarna.

Figur 4 visar ett tidsschema för en asynkron överföring i ett paketdatasystem, t. ex basstationen BS2 och dataterminalen DT i figur 1. Datapaket Pl,P2 och P3 innehållande information och adress till en viss mottagare utsändes vid vissa tidpunkter. Före varje paket, exempelvis före paketet P1, finns enligt asynkrona överföringsregler ett kortvarigt tidsintervall tm under vilket övervakning sker. Denna övervakning innebär att sändaren mäter signalstyrka pä den avsedda kanalen om denna är fri från andra överföringar vilket kan konstateras genom effektmätning i mottagaren. Om effekt under en viss nivå, specificerad enligt 10 15 20 25 30 5oz 209 ovannämnda regler, uppmätes, anses kanalen vara ledig under ett visst begränsat tidsintervall (l0ms) omedelbart efter mätinter- vallet tm. Sändning sker därför under detta intervall eller del av intervallet på den avsedda kanalens frekvens inom bandet Bl.

Enligt uppfinningen utnyttjas den kortvariga skyddstiden G mellan tvâ sändtidluckor i den synkrona överföringen Trl för att möta den grundläggande regeln i asynkron överföring att ett kort tidsintervall före varje sändintervall måste vara ledigt innan sändningen av ett tidsbegränsat paket inom sändintervallet. Det korta tidsintervallet är normalt mycket mindre än en tidlucka i ett synkront system.

Figur 5 visar ett tidsschema som åskådliggör metodens princip och figur 6 visar en enda terminal PT för synkron sändning liksom terminalen PT i figur 1, men som enligt metoden anpassats till asynkrona regler. Övre delen av figur 5 visar den synkrona överföringen enligt figur 3 med fyra pá varandra följande sändtidluckor för en och samma sändare. Tidluckorna är separerade ett avstånd lika med 10 ms inom vilket intervall övriga sändtidluckor och lika många mottagningstidluckor ryms. För en viss sândar/mottagare som sänder under en viss sändtidlucka TX, t.ex Tl i figur 3 och på nytt sänder i nästföljande tidlucka TX finns ett tyst intervall under sändtidluckorna T2-T4 och :mottagningstidluckorna Rl-R4 jämte motsvarande skyddstider G i figur 3.

Den synkrona sändningen antas enligt figur 5 starta med sändning i den tilldelade tidluckan TX vid tiden to. Dessförinnan har under det kortvariga övervakningsintervallet motsvarande skyddstiden Go gjorts mätning av effekten från eventuell interferens från något annat system såsom denna effekt mottages i mottagningsdelen hos synkrona terminalen PT enligt figur 6.

Den asynkrona sändningen antas ske under de tidsintervall TY som framgår av figur 5. Denna sändning stör den synkrona sändningen 10 15 20 25 30 503 209 TX under intervallen I1,I2 och I3. Övervakning av den asynkrona sändningen utförs och under den skyddstid G som närmast föregår en viss tilldelad sändtidlucka TX t.ex. tidlucka T1 enligt figur 3. Under skyddstiden G1 utförs därför mätning av effekten frán den asynkrona sändingen TY såsom denna mottages i mottag- ningsdelen hos synkrona terminalen PT enligt figur 1. Terminalen PT enligt figur mäter således den interferens I som fås i denna från dataterminalen DT genom att mäta effekten hos radiosignalen från terminalen DT och under hela eller del av skyddstiden G1.

I exemplet visat i figur 5 fås ingen interferens alls vid mätning under skyddstiden Gl varför sändning utförs under den därpå följande sändtidluckan TX som startar vid tiden tl.

Före tidluckan som startar vid tiden t2 utförs en ny mätning under skyddstiden G2. Här konstateras enligt exemplet att asynkron sändning pågår men eftersom mätning pågår under ett kortvarigt intervall under skyddstiden G2 kan den synkrona sändaren ej avgöra längden av den asynkrona sändningen. Den synkrona sändningen inhiberas på grund av störningen I2 från sändningen TY som uppträder även under skyddstiden G2.

Före tidluckan som startar vid tiden t3 utförs ånyo en mätning under skyddstiden G3. Här konstateras enligt exemplet att ingen asynkron sändning pågår. Denna antas starta först senare men under en del av den tidlucka som startar vid tiden t3, vilket naturligtvis ej kunde konstateras vid mätningen under skyddstiden G3. Den synkrona sändningen utförs därför även om denna blir störd ett kortvarigt intervall enligt figur 5.

Före tidluckan som startar vid tiden t4 utförs en ny mätning under skyddstiden G4. Här konstateras enligt exemplet att ingen asynkron sändning pågår, varför sändning utförs liksom vid tiden tlfi Det är ej möjligt att utnyttja ett större tidsintervall än - skyddstiden G under det tysta intervallet mellan två följande sändtidluckor, eftersom synkron sändning kan pågå under en annan 10 15 20 25 30 503 209 tidlucka t.ex. tidlucka T2 enligt figur 3 frán en annan synkron sändare. Denna har i figur 6 visats streckad och betecknats ST.

Endast under skyddstiden G mellan två sändtidluckor kan således lyssning och mätning av eventuellt interfererande överföringar på den synkrona kanalen ske.

Om tiden G inte räcker till för en speciell asynkron standard, kan som alternativ det synkrona systemet underlåta att sända under vissa tidluckor, exempelvis varannan, varvid skyddstiden G kan göras lika lång som en tidlucka. Att undvika att sända under vissa tidluckor är en lösning för det fall att de asynkrona reglerna kräver att avståndet mellan två skurar från samma sändare måste ha en minsta separation i tiden, exempelvis ett slumpmässigt valt tal mellan 50 och 400 las.

Efter mätning i den synkrona mottagaren av den störande radiosig- nalen frän den asynkrona överföringen sker en jämförelse i mottagaren av den störande radiosignalens effekt. I mottagaren finns lagrat ett tröskelvärde för denna effekt som har bestämts enligt reglerna för asynkron överföring, se exemplet nedan. Om den uppmätta effekten av den störande signalen är Pm och tröskeleffekten (den s k accesströskeln) är Pt gäller således att för Pm > Pt inhiberas överföring i nästföljande tidlucka, och för Pm < Pt tillàtes överföring i nästföljande tidlucka.

Resultatet av den anpassade synkrona överföring en är visat nederst i figur 5. Uppmätning av den störande signalens effekt under skyddstiderna Go och G2 och effektjämförelserna i den synkrona mottagaren utvisade villkoret Pm > Pt och således sker ingen synkron överföring i motsvarande tidluckor. Överföring sker endast i de tidluckor som börjar vid t1,t3 och t4.

Som exempel ges följande numeriska värden för en överföring med 10 MHz allokering: Överföringsbandbredd: Mindre än 10 MHz Överföringseffekt : Mindre än 100mW 10 15 20 25 503 209 10 Övervakningstid före överföring: Minst 30 fas Övervakad effektnivà för tilläten överföring: Lägre än -90dBm Överföringsskurens max. längd: 10 ms Metoden enligt uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsform. Exempelvis är det ej nödvändigt att sända i den tidlucka TX enligt figur 5 som följer närmast efter övervakningen och mätningen under exempelvis skyddstiden Gl även om mätresultatet tillåter detta. Det är möjligt att istället hoppa över ramen och göra en ny övervakning under motsvarande skyddstid G1 i nästa ram eller i någon följande ram. Detta för att vara än mer säker pä störningsfri synkron överföring.

Det är ej heller nödvändigt att mäta just effekten frän den interfererande överföringen i den synkrona kanalen utan man kan exempelvis istället mäta det s k C/I-förhállandet, där C är signalvärdet i den synkrona kanalen och I är värdet av den interfererande signalen från den asynkrona överföringen i den synkrona kanalen. Detta förutsätter givetvis att de synkrona reglerna definierat C/I-mätning istället för eller som alternativ till effekttröskelmätning.

Genom metoden enligt uppfinningen löses problemet att överföra synkrona tjänster, t.ex. tal med låg fördröjning utnyttjande ett frekvensband med regler för asynkron överföring. Eftersom dessa synkrona tjänster blir känsliga för störningar från ett rent asynkront system på samma frekvensband, är det huvudsakliga tillämpningsomrádet utrustningar i kontor eller byggnader som kontrolleras av en ägare. Detta innebär att endast en systemtyp installeras i varje hus eller våningsplan.

Claims (5)

10 15 20 25 5,03 209 11 PATENTKRAV

1. Metod för synkron radioöverföring över ett frekvensband (B1- B2) inom vilket regler för asynkron överföring tillämpas och som sker pá kort avstånd och periodiskt inom vissa aktiva tidsinter- vall (TX), varvid ett visst icke aktivt tidsintervall (G) är reserverat mellan två på varandra följande aktiva tidsintervall då ingen sändning sker, k ä n n e t e c k n a d av att under nämnda icke aktiva tidsintervall (G) övervakas tillståndet hos en tilldelad radiokanal för överföringen inom nämnda frekvensband (Bl-B2) i enlighet med asynkron överföring, varvid i beroende av vissa kriterier för asynkron sändning, tillstànd ges för sändning inom det aktiva tidsintervall (TX) som följer efter nämnda icke-aktiva tidsintervall (G).

2. Metod enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att tillståndet hos den tilldelade radiokanalen för överföringen inom nämnda frekvensband (Bl-B2) övervakas genom att signaleffekf ten i den avsedda synkrona sändningskanalen uppmätes, att en jämförelse görs mellan värdet av den uppmätta effekten (Pm) och ett på förhand bestämt tröskelvärde (Pt) enligt kriterier för asynkron överföring, varvid om det uppmätta värdet är mindre än nämnda tröskelvärde med ett visst belopp, tillstånd för sändning ges i den avsedda kanalen.

3. Metod enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att sändning ej sker i det aktiva tidsintervall (TX) som följer närmast efter det icke aktiva tidsintervall (G) under vilket 10 503 209 12 nämnda övervakning' gjorts, utan i det närmast efterföljande tidsintervallet, förutsatt att tillstànd för sändning getts för detta senare aktiva tidsintervall.

4. Metod enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda effekt uppmätes under större delen av nämnda icke aktiva tidsintervall (G).

5. Metod enligt patentkrav 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda uppmätning av effekten sker periodiskt i vart och ett av nämnda kortvariga tidintervall (G), som föregår den periodiska sändningen vid den synkrona överföringen i nämnda frekvensband.