SE513449C2 - Förfarande för radiosynkronisering av DECT-system - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 513 449 2 ningen högst märkbar, vilket ställer extra höga krav på hur kabeldragningen utförs. Vidare krävs kompensation i enheterna för denna löptid. Synkronisering via kabel kan sägas ge glo- bal synkronisering, vilket inte garanterar lokal synkronise- ring.

Inom patentlitteraturen är ett antal dokument publice- rade som beskriver olika metoder att lösa liknande problem: EP 626 796 visar ett trådlöst kommunikationssystem som består av ett flertal celler eller basstationer. Uppfinningen avser en metod för att synkronisera basstationerna med var- andra. Synkroniseringen går till så att en basstation sänder ut synkroniseringsinformation som en grannstation kan synkro- niseras emot. Dessa stationer upprättar ett mästar/slavför- hållande och fortsätter att synkronisera sig mot övriga sta- tioner i systemet. Den således upprättade synkroniseringen upprätthålls med hjälp av kommunikationsledningar, dvs. fasta förbindelser. Den trådlösa synkroniseringen är även möjlig mellan olika trådlösa System.

U.S. 5 285 443 beskriver en metod och en anordning för att synkronisera TDD-system. Enligt metoden sänds en tids- signal ut trådlöst, varvid exempelvis en basstation kan extrahera denna för att erhålla synkronisering mot signalen.

Synkroniseringssignalen sänds ut från en basstation som be- tecknas mästare och mottages av de andra slavstationerna i mästarens täckningsomráde.

EP 414 409 avser synkronisering av trådlösa telefon- system som utnyttjar "burst mode duplex". Synkronisering upp- rätthålles genom att basstationerna utrustas med medel för att avlyssna kommunikationen pá andra basstationer och be- räkna den relativa fasen mellan tidsluckorna.

WO 94/18764 avser ett kommunikationssystem bestående av ett antal basenheter och portabla enheter. Systemet utnyttjar TDD. Basstationerna har möjlighet att synkronisera trans- missionen sinsemellan genom att en av basstationerna utses som mästare. Denna basstation sänder ut en signal som används av övriga basstationer för att synkronisera sig mot mästar- enheten. Nämnda synkroniseringssignal sänds från mästaren via radio och utvinns ur en signal som distribueras via tråd.

EP 592 209 beskriver en metod för att etablera synkro- nisering mellan basstationer i ett mobilt radiosystem. Bas- 10 15 20 25 30 35 40 513 449 E stationerna är autonoma i så motto att de inte är beroende¿av yttre styrning för att upprätta nämnda synkronisering. 4 WO 94/10768 avser ett arrangemang för att erhålla syn- kronisering i ett mobilt telekommunikationssystem. Arrange- manget innefattar en central koordineringsenhet för att sända ut synkroniseringsinformation till basstationerna.

U.S. 4 135 059 beskriver ett TDMA-system som tillåter kommunikation mellan två olika grupper genom att upprätthålla synkronism mellan grupperna.

U.S. 5 363 376 hänför sig till en metod och en anordning för synkronisering 1 ett trådlöst kommunikationssystem.

Det tekniska problem som uppfinningen avser att lösa är att åstadkomma synkronisering mellan oberoende tidsdelade trådlösa telekommunikationssystem så att de blir lokalt syn- kroniserade med varandra och detta företrädesvis utan att bryta mot eller kräva omfattande ändringar i befintliga system. n v Uppfinningen löser problemen ovan genom att tillhanda- hålla ett förfarande för radiosynkronisering av tidsdelade trådlösa telekommunikationssystem som innefattar åtminstone två i övrigt oberoende system med vardera åtminstone en fast styrenhet och respektive portabla enheter.

Enligt uppfinningen etablerar sig ett första system som mästarsystem, medan övriga system startar som slavsystem och via radio avlyssnar mästarsystemet och synkroniserar sig mot mästarsystemet.

Företrädesvis avlyssnar slavsystem mästarsystemet under en bestämd tid, t.ex. motsvarande 100 tidsramar.

Synkroniseringen kan vidare upprepas periodiskt, med fast tidsintervall eller ett tidsintervall som kan justeras adaptivt.

Uppfinningen är mera detaljerat definierad i bifogade patentkrav.

Kortfattad beskrivning av ritninaarna Uppfinningen kommer nu att beskrivas i detalj med hän- visning till bifogade ritningar, varav fig. l är ett flödesschema över metoden enligt upp- a II 10 15 20 25 30 35 40 ..rn 513 449 finningen, och fig. 2 illustrerar tidsstrukturen i DECT.

L l J. I 1 1 .V . En .

Uppfinningen baseras pà att oberoende DECT-system syn- kroniseras via radio, dvs. ett system avlyssnar ett annat systems (eller delar av det) radiokommunikation och synkro- niserar sin egen klocka mot det avlyssnade systemets.

Ett DECT-system innefattar en fast styrenhet (Fixed Part) och portabla enheter PP (Portable Parts). FP:n i det DECT-system som upprättas först iom ett lokalt omràde fun- gerar här som mästare. Övriga närliggande DECT-system skall synkroniseras med detta. Mästar-slav-förhållandet avgörs enkelt genom att alla enheter initialt (vid påslag, eller start av systemet) intar "slav"-position (dvs. avsöker av Efter det att systemet är samsynkroniserat med ett annat system kan systemet inta mästarförhállande. På detta sätt blir alla system lika, sá att ingen speciell framtagning eller till- verkning av mästarsystem behövs. omgivningen efter andra, synkroniserade, system).

Systemen kan också få en automatisk "klassificering" så att det system som först etablerats pà en geografisk plats blir mästare för alla nytillkomna system, så att det är blott dessa senare som àtersynkroniserar (se nedan).

Synkroniseringsproceduren kan också utföras àter- kommande, eventuellt periodiskt, så att systemen inte kommer ur synkronisering med varandra. Detta kan ske vid en tidpunkt då ingen trafik förekommer i systemet, eller inte har före- kommit under en viss tid, då systemet kan återsättas i slav- position. Själva synkroniseringsproceduren tar bràkdelar av en sekund, och är relativt sällan förekommande, så trafik- bortfallet är i de flesta fall helt omärkbart.

Det finns en ytterst liten risk för att de samsynkroni- serade systemen därvidlag skulle sättas i slavposition sam- tidigt, varvid synkroniseringen av systemen skulle kunna självsvänga. Denna risk kan ytterligare minskas genom att tidpunkten för àtersynkronisering utgår frán den tid då systemet startades.

Ett annat alternativ vore att markera slavposition genom utsändning av visst mönster i DECT:s tid-frekvenstidslucke- v, a» 10 15 20 25 30 35 40 ..,~ 513 449 5 mönster.

Tiden mellan de återkommande synkroniseringarna kan vara en justerbar parameter, eller till och med justeras adaptivt, så att systemen blir allt bättre synkroniserade med varandra med tiden.

Synkroniseringsmetoden enligt uppfinningen visas i fig. l. Den fasta enheten FP som skall synkroniseras avlyssnar under viss tid närliggande fasta FP- och portabla PP-enheter.

Signalstyrkan från avlyssnade FP:s och PP:s mäts enligt DECT Common Interface (ETS 300 175, part 2, §8.3). De avlyssnade enheterna jämförs och listas i ordning efter signalstyrka (enligt procedur för PP i ETS300 175, part 2, §9.2). Endast de som har högst signalstyrka skall användas då det är med dessa som det är viktigast att vara synkroniserad. Huruvida avlyssnad signal kommer från en närliggande PP eller FP ut- läses ur synkbitarna (synkbitarna från en PP är inverterade gentemot FP:ns). I fallet då högst signalstyrka erhålls från en PP kontrolleras att denna vid detta tillfälle är synkroni- serad med någon annan FP (dvs. befinner sig i tillstànd Idle- locked eller Active-locked till annan FP, se ETS30O 175, part 3, §4.3.l). Endast då så är fallet kan denna användas som referens.

Avlyssning kan ske under en förhållandevis lång tid, som mest 1 s, vilket motsvarar 100 tidsramar i DECT. Normalt be- räknas synkronisering ske inom mindre än 10 tidsramar. En portabel förväntas röra sig med en hastighet av ca 1,5 m/s, vilket motsvarar normal promenadhastighet. Även om en av- lyssnad portabel befinner sig i rörelse bort från FP:n hinner den således inte röra sig ur FP:ns täckningsområde innan av- lyssnandet och jämförelsen av närliggande enheter avslutats.

Osynken bestäms mellan den referens som valts och den interna klockan i FP:n som ska synkroniseras. Dess referens- tid justeras enligt det förfarande som beskrivs i standarden DECT Common Interface, (ETS 300 175, part 2, kroniseringen mellan en FP och en PP beskrivs), varmed syn- kroniseringen är genomförd. §8.5; där syn- I all synkronisering är det nödvändigt att ha tillgång till en klocka av tillräckligt hög noggrannhet för ändamålet.

Det finns flera olika möjliga metoder att extrahera någon typ av klocka. l. on 10 15 20 25 30 35 40 . o- 513 449 6 Det naturliga valet är att använda sig av den i FP:n_¿ inbyggda klockan (frekvensoscillatorn). Enligt DECT Common_ (ETS 300 175, vara utrustad med intern klocka. Noggrannhets- och stabili- Interface part 2, §4.2.2) ska varje FP och PP tetskravet är för FP:ns klocka 10 ppm, samt för PP:ns 25 ppm. Även om den inbyggda klockan inte skulle vara direkt tillgänglig är det dock möjligt att använda sig av den in- byggda tidsstrukturen i DECT. I fig. 2 visas innehållet i en DECT tidslucka. Varje ram innehåller 24 tidsluckor. Det fram- går att en sådan lucka innehåller 480 bitar, vilket med DECT:s ramtid (10 ms) ger 1 bit/1 ps. Således är l us enkelt extraherbart ur DECT:s tidscykel. Det ligger i sakens natur att det är tillfyllest med denna noggrannhet (1 bit) eftersom det samtidigt är den minsta enhet varmed synkronisering kan ske.

Tillgången på yttre klockpulser kan sägas utgöra en tredje metod. Sådana klockpulser är tillgängliga från många av de digitala system som DECT-system kan anslutas till (PCM, ISDN, digitala abonnentväxlar osv).

DECT-system med digitala gränssnitt kan använda den digitala frekvensnormalen som den bärande delen i själva synkroniseringen, så att justeringen sker med användande av denna frekvensnormal. I detta sammanhang kan det vara viktigt att framhålla att direkt synkronisering med denna frekvens- normal inte garanterar lokal synkronisering, eller synkroni- sering med t.ex. DECT-system med analoga gränssnitt.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller således en metod för radiosynkronisering av tidsdelade system, speciellt DECT- system, med ett antal fördelaktiga egenskaper: Synkroniseringen är helt radiobaserad. Synkroniseringen kan ske även mot mobila enheter, dvs. portabler. Lokal syn- kronisering kan erhållas mellan oberoende system, vilket kan höja kapaciteten med upp till 60 % enligt simuleringar. Me- toden kan introduceras i befintliga system utan större kost- nad eller problem och medför aldrig minskade prestanda. Ut- rustning som utnyttjar synkroniseringsmetoden enligt upp- finningen fungerar tillsammans med utrustning som saknar denna funktion. Synkronisering kan dessutom ske mot utrust- ning som saknar den här beskrivna funktionen.

Metoden enligt uppfinningen kan utnyttjas inom alla al 515 449 7 DECT:s användningsområden, alltså företag, publikt, och i lokalnät. privat Uppfinningen är endast begränsad av nedan- stàende patentkrav.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 40 513 449 8 PATENTKRAV *Å

1. Förfarande för radiosynkronisering av DECT-system innefattande åtminstone två i övrigt oberoende DECT-system med vardera åtminstone en FP och respektive PP, känneteck- nat av att ett första system etablerar sig som mästar- system, medan övriga system startar som slavsystem, av- lyssnar via radio mästarsystemet och synkroniserar sig mot mästarsystemet, varvid synkroniseringen innefattar stegen av; a) att nämnda slavsystem lyssnar efter närliggande PP och FP; b) att nämnda slavsystem väljer FP eller PP med högst signalstyrka; c) att nämnda slavsystem kontollerar synkbitar för att avgöra huruvida det är en FP eller PP som har högst sig- nalstyrka; d) att om FP har högst signalstyrka bestäms synkfelet mellan nämnda FP och nämnda slavsystem, varigenom nämnda slavsystem synkroniseras efter nämnda FP; e) att om PP har högst signalstyrka kontrolleras att denna vid detta tillfälle är synkroniserad med någon annan FP; f) att om PP är synkroniserad enligt steg e) bestäms synkfelet mellan PP och nämnda slavsystem, varigenom nämnda slavsystem synkroniseras efter nämnda PP; g) att om nämnda PP ej är synkroniserad enligt steg e) bortses från denna PP och stegen b), c), d), e), f) och g) upprepas ett godtyckligt antal gånger tills det att nämnda slavsystem synkroniseras mot en PP eller en FP.

2. Förfarande enligt krav 1, kânnetecknat av att slav- system avlyssnar mästarsystemet under en bestämd tid, t.ex. motsvarande 100 tidsramar.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att synkroniseringen upprepas periodiskt.

4. Förfarande enligt krav l eller 2, kännetecknat av att synkroniseringen upprepas med ett tidsintervall som justeras adaptivt.

5. Förfarande enligt krav 1-2, kännetecknat av att ett slavsystem försätts i mästarläge sedan det har synkronise- 10 15 lO. 20