SE513977C2 - Anordning och metod för att variera tidluckornas längd i DECT-system - Google Patents

Description

513 977 De framkomna dokumenten visar sätt att komunicera medelst utnyttjande av radiosignaler mellan en fast station och en distribuerad station i syfte att ästadkomma ett system med stort och flexibelt täckningsomràde utan att behöva utnyttja kablar för signalöverföringen. aznogönzrsm :ön gPPFINnINgEg 'nexnrsxw gngnnsyr, Syftet med uppfinningen är att ástadkomma ett, i förhàllande till teknikens stàndpunkt, förbättrat radionätverk. Standarden DECT är i allt väsentligt en beskrivning av främst radiogränssnittet i ett digital trådlöst telekommunikationssystem vars fasta del kan delas upp i en centralenhet och en eller flera Radio Fix Parts vilka fungerar som basstationer i systemet.

Systemets fasta del kommunicerar tràdlöst med de i systemet ingàende mobila eller fasta teleterminalerna.

Dà större geografiska omràden skall förses med DECT- täckning sä medför det att avståndet mellan den centrala enheten och basstationerna kan bli relativt stort. I de system som finns tillgängliga idag sa är den centrala enheten och basstationerna fast förbundna med varandra via kabel eller sä är de integrerade i sama fysiska enhet. Dä kostnaden för kabeldragning är relativt hög, speciellt i publika miljöer, sä skulle det i vissa fall kunna vara ekonomiskt fördelaktigt att utnyttja radioförbindelser som transmissionsmedium istället för kablar. Det tekniska problem uppfinningen avser är därför att àstadkomma en anordning och metod som medger ett effektivt utnyttjande av radiospektrumet kombinerat med minimal tidsfördröjning vid överföring av radiosignaler mellan en central enhet och en eller flera basstationer ingáende i ett tràdlöst kommunikationssystem.

Det huvudsakliga tekniska problemet i detta sammanhang bestàr i att àstadkomma en spektrumeffektiv metod (effektivt utnyttjande av bandbredden) för denna radioförbindelse. Även om förbindelsen CCFP-RFP kan läggas relativt högt i frekvensspektrum (lO,l5,20,25,35 GHz) sä är det rimligt att antaga att frekvensreglerande myndigheter inte kommer att acceptera en lösning som har väsentligt lägre spektrumeffektivitet än själva DECTs radioförbindelse.

Löggznggg Ovannämnda syften uppnàs genom att uppfinningen uppvisar de i bifogade patentkrav angivna kännetecknen.

Föredragen utföringsform karaktäriseras bl.a av att de i TDMA/TDD-strukturen ingàende informationsbitarna översänds med dubbla bithastigheter mellan den sändande och mottagande utrustningen. För att kunna använda alla tidsluckorna i gränssnittet sä saxas dessa sä att de första tidsluckorna frän centralenheten saxas med de sista tidsluckorna till den centrala enheten, CCFP. Därmed har en radioförbindelse erhàllits som har en frekvenseffektivitet som motsvarar DECT- systemets radioförbindelse.

Uppfinningen är avsedd för i första hand DECT-system och där den centrala enheten är geografiskt avskild fràn basstationen/ basstationerna. Det främsta användningsomràdet är inom publika system sàsom t. ex. radiobaserade lokalnätssystem.

FQRDELAR I de system som finns kommersiellt tillgängliga för närvarande är CCFP och RFP fast förbundna med varandra antingen via kabel eller sä är de integrerade i samma enhet. Generellt sett är kostnaderna för kabeldragning dels pà grund av att avständen ofta är stora och dels därför att höga, speciellt gäller detta i publika miljöer, kabeldragning ofta kräver ingrepp i anläggningar och bebyggelse. Vid etablering av DECT-system med relativt stora avstànd mellan CCFP och RFPer är det därför ekonomiskt attraktivt att använda radio som förbindelsemedium i stället för kabel. En ytterligare fördel med radio är att gàngvägsfördröjningen blir mindre än för en kabel. Vägutbredningshastigheten pà kabel är 20-50% lägre än i fri rymd. Med en radioförbindelse mellan CCFP och RFP ökar ocksa flexibiliteten och àteranvändbarheten (vid t ex en förflyttning av hela systemet) och systemet kan installeras betydligt snabbare än om kabel mäste anläggas.

Uppfinningen medför sàlunda en kostnadseffektivare installation av nämnda system.

FIGURBE SKR IVNINQ Uppfinningen skall nu beskrivas med hjälp av icke begränsade utföringsexempel och med hänvisning till I ritningen bifogade, schematiskt utförda ritningar. visar; Figur 1 ett DECT-delsystem och dess förbindelse med omgivningen.

Figur 2 DECTs kanalstruktur i tid-frekvens-planet för ett system med en transceiver.

Figur 3 innehàllet i en DECT tidlucka.

Figur 4 tid-frekvensindelning där tidsskalan anger när tidluckorna inträffar vid RFP.

Figur 5 inkommande och utgáende bitar som funktion av tiden i RFP och CCFP.

Föngnnacng grröngucgrong Standarden DECT, Digital European Cordless Telecommunications, godkändes av ETSI i augusti 1992 och är en beskrivning av främst radiogränssnittet i ett digitalt tràdlöst telekommunikationssystem. I figur l visas ett DECT-system och dess koppling till omgivningen varvid ett DECT-systems fasta del kan delas upp i en centralenhet CCFP, Central Control Fixed Part, och en eller flera RFP, Radio Fixed Part. CCFP handhar handover, roaming m m och RFP fungerar som fasta del kommunicerar "basstationer". Systemets tràdlöst med mobila eller fasta terminaler. Terminalerna benämnes här PP, Portable Part.

DECT-standarden beskriver i huvudsak radiogränssnittet mellan RFP och PP. Gränssnittet mellan omgivning (PSDN, ISDN, GSM..osv.) och CCFP och gränssnittet mellan RFP och CCFP omfattas inte av standarden.

Dà större områden ska förses med DECT-täckning medför detta att avståndet mellan CCFP och RFP blir relativt stort, vilket kan medföra tekniska problem.

DECTS accessmetod utgöres av TDMA/TDD med flera bärvàgsfrekvenser. I figur 2 visas uppdelningen i tid och frekvens varvid kanaler med trafik, blinda kanaler samt kanaler för nya förbindelser är markerade.

Vid exempelvis ett telefonsamtal allokeras tvà tidsluckor per tidsram, ett duplexpar. I bilden visas tva exempel pà detta, tidsluckorna tvà och fjorton respektive fem och sjutton.

I DECT är all kontrollinformation innesluten i den information som sänds i tidsluckorna mellan fasta delen och portabeln, det finns sàledes ingen separat signaleringskanal. I figur 3 visas hur bitarna är organiserade i tidsluckan. Siffrorna anger hur manga bitar varje fält använder.

En ram innehàller 24 tidsluckor och är 10 ms läng. En tidslucka är säledes 417 us lang. Den har plats för 480 bitar. De sista 56 bitperioderna används som skyddslucka.

För att en förbindelse ska kunna etableras och bibehállas krävs att tidsluckorna inte kolliderar med varandra. Det finns flera olika fenomen som kan medföra att tidsluckor glider in i varandra, sàsom brist pä synkronisering, tidsdispersion och tidsfördröjning.

Tidsdispersionen är till största delen miljöberoende, medan tidsfördröjningen är beroende av gàngvägen.

Av ovanstående framgàr att det finns flera fördelar med att kommunicera via radio mellan CCFP och RFP. I det följande beskrivs hur ett sadant radiogränssnitt ser ut i en utföringsform.

I dagsläget används en stor del av frekvensutrymmet med frekvenser lägre än 20 GHz. En radioförbindelse mellan HI CCFP och RFP kan därför med fördel kunna placeras pà en högre frekvens än 20 GHz.

För fasta förbindelser finns det följande frekvensutrymmen föreslagna av ERO och CEPT i intervallet 21 GHz till 40 GHz: - 23,0 GHz-24,5 GHz (2x250 MHz) ~ 24,5 GHz-27,0 GHz (2xl25O Mz) - 27,0 GHz-29,5 GHz (2xl25O MHz) 37,0 GHz-39,5 GHz (2xl25O MHz) Rekommendationerna förutsätter frekvensduplex, men eftersom DECT grundar sig pà tidsduplex är det spektrumeffektivt att även ha tidsduplex i det högfrekventa radiogränssnittet. Radioenheterna blir pà detta sätt billigare.

För att alla tidsluckor hos DECT-systemet ska kunna utnyttjas krävs en kanalstruktur som gör att informationsbitarna inte kolliderar pà grund av fördröjningarna i systemet. Detta problem löses genom att tidsluckorna mellan CCFP och RFP endast är hälften sà lánga (dubbla bithastigheten) som mellan RFP och PP.

Om alla tidsluckorna i DECT-gränssnittet ska kunna användas maste transmissionen av de första tidsluckorna fràn CCFP saxas med de sista tidsluckorna till CCFP. I figur 6 visas hur tidsluckorna organiseras mellan CCFP Och RFP.

Informationsbitarna i en tidslucka sänds en halv DECTf tidslucka fràn CCFP innan de ska transmitteras mellan RFP och PP. Fördröjningen mellan en CCFP och dess RFP är konstant en halv tidslucka, 208 us. Denna fördröjning uppkommer pà grund av det geografiska avståndet, fördröjningar i RFP och CCFP och fördröjningselement.

Bithastigheten mellan CCFP och RFP är dubbelt sà hög som mellan RFP och PP.

Möjlighet finns att införa ett adaptivt fördröjningselement för att synkronisera transmissionen och därmed öka maximala avståndet mellan CCFP och RFP.

Fördröjningen mellan CCFP och RFP justeras till 208 us.

En sätt att skapa ännu bättre frekvenseffektivitet är att hälften av antalet RFP förskjutes tolv tidsluckor i tiden, dvs om transmission i nerlänk för en RFP motsvaras av transmission i upplänk för en annan RFP.

Som visas i figur 6 är CCFP mest upptagen vid skiftet fràn upplänk till nerlänk medan skiftet fràn nerlänk till upplänk inte utnyttjar CCFP och radiovian.

Förskjutningen mellan olika RFP ger en effektivare användning av CCFP och radiovia.

Uppfinningen är i första hand avsedd för DECT-system med separerad CCFP och RFP. Det främsta användningsomràdet är inom publika system, sàsom radiobaserade lokalnätssystem, men uppfinningen kan också komma att användas i privata system främst företag.

CCFP = Central Control Fixed Part. Den centrala delen av Fixed Part.

DECT Digital European Cordless Telecommunications. ll RFP Radio Fixed Part. Den del av en FP som innehàller radiodelen. 515 977 PP = Portable Part. Den mobila delen av DECT, exempelvis en trádlös telefon. PP kan även vara fast monterade enheter.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen, utan kan varieras pà godtyckligt sätt inom ramen för uppfinningstanken, sà som den definieras av de efterföljande patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 40 §0 PATENTKRAV

1. Anordning vid ett DECT-system innefattande åtmin- stone en centralenhet (CCFP), åtminstone en basenhet (RFP) (PP), kännetecknad av att ett digitalt radiogränssnitt är etablerat mellan nämnda central- enhet (CCFP) och nämnda basenhet (RFP), tidsluckor vid transmission mellan nämnda centralenhet (CCFP) och nämnda basenhet (RFP) är hälften så långa som (PP), och åtminstone en terminal varvid längden av mellan nämnda basenhet (RFP) och nämnda terminal och att de första tidsluckorna frán nämnda centralenhet (CCFP) saxas med de sista tidsluckorna till nämnda centralenhet (CCFP).

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att tidsluckorna saxas i upplänk och nedlänk.

3. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att transmissionen synkroniseras genom ett adaptivt fördröj- ningselement.

4. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att tidsluckor mellan olika basenheter (RFP) är förskjutna i tiden.

5. Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av att hälften av nämnda basenheter (RFP) förskjuts tolv tidsluckor i tiden.

6. Anordning enligt nägot av föregående patentkrav, kännetecknad av att informationsbitarna i en tidslucka sänds en halv DECT-tidslucka från en (CCFP) transmitteras mellan en basenhet (RFP) och en terminal (PP). centralenhet innan de

7. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att bithastigheten mellan en centralenhet (CCFP) och en basenhet (RFP) är dubbelt så hög som mellan en basenhet (RFP) och en terminal (PP).

8. Metod vid ett DECT-system innefattande åtminstone en (CCFP), åtminstone en basenhet (RFP) kännetecknad av att ett digitalt radiogränssnitt etableras mellan nämnda centralenhet (CCFP) (RFP), att längden pà tidsluckor vid centralenhet och åtmin- stone en terminal (PP), och nämnda basenhet transmission mellan nämnda centralenhet (CCFP) och nämnda (RFP) är hälften så långa som tidsluckorna mellan nämnda basenhet (RFP) och nämnda terminal (PP), av tidsluckorna sker i upplänk och nedlänk, att ett adaptivt basenhet att saxning -11 fördröjningselement sköter synkroniseringen, att förskjut- ning av tidsluckor används för att öka spektrumeffektivi- teten.