SE514245C2 - Synkronisering av virtuella basstationer vid ett DECT-system - Google Patents

Description

40 r 514 245 2 arbetsfrekvensen för den trådlösa telefonin transformeras till en frekvens som lämpar sig bättre för överföring pà koaxialkabeln med tanke på exempelvis dämpning och frekvens- utrymme. Systemet är tänkt att utnyttja trådlös telefoni enligt standarden CT2.

Genom den amerikanska patentskriften US 5 124 980 är det känt att etablera telekommunikation över ett befintligt kabel-TV-nät. Enligt dokumentet kan báde koaxialkabel- och fiberoptiksystem utnyttjas. Detta dokument avser tràdbuden telefoni. i U IEKNl§KA_BBQâLEM Det föreligger rent allmänt behov av att kunna utnyttja de inledningsvis angivna principerna i anslutning till DECT- system i flerfamiljsomràden där bristande radiotäckning kan vara ett problem. Det finns flera olika slag och typer av hinder för radiovágsutbredningen, varvid kan nämnas väggar, osv. DECT är lágeffektsystem med topp- mW ERP med en bandbredd av 2 Mflz, var- att nå ut till alla bostäder inom byggnader, växtlighet, effekt av maximalt 250 för det kan vara svårt flerfamiljsomràde. Med flerfamiljsomràde avses här bl.a. flerfamiljshus och sammanhängande villaomráden. Detta kräver normalt en förtätning av basstationer, eller repeterare, vilket tekniskt komplicerar systemet och även fördyrar ny- etablering. Uppfinningen avser att lösa bland annat detta problem.

Vid användning av virtuella DECT-basstationer är det väsentligt att kunna synkronisera de virtuella basstationerna med den centrala basstationen, vilket normalt utgöres av en reell basstation. Föreliggande uppfinning tar fasta pà bl.a. utnyttjandet av enkla, dubbelriktade förstärkare vid varje koaxialkabeluttag. Då DECT är ett TDMA/TDD-system är syn- kroniseringen av de efterföljande förstärkarna, som utgör de virtuella DECT-basstationerna, av stor vikt. Undermálig syn- kronisering sänker kvaliteten avsevärt och kan t.ex. minska radioräckvidden dramatiskt. Ramlängden som kan utgöras av tiden för l2+l2 tidsluckor är 10 ms, vilket t.ex. medför att användardata blir 32 kbit/s (ADPCM). Hänvisande till detta 40 514 245 3 faktum är det väsentligt att den synkronisering som nöd- vändigtvis krävs av de förstärkare som är huvudbeståndsdelen i de virtuella DECT-basstationerna utföres väl fungerande.

Dessa förstärkare måste vara synkroniserade med DECT-syste- mets ramstruktur så att nedlänken passerar och förstärks i en riktning under de första 5 ms, och motsvarande för upplänken under de följande 5 ms av en ram. Problemet ligger således i att synkronisera respektive virtuella basstation med den cen- trala stationen, framförallt föreligger problem med att före- slå hur den nödvändiga synkroniseringsinformationen skall förmedlas till de virtuella basstationerna. Idén med ut- nyttjandet av virtuella basstationer syftar till att kunna använda enklare utrustning än fullständig DECT-utrustning, t.ex. repeterare, medför att även synkroniseringsfunktionen mäste vara tekniskt enkel och ekonomiskt fördelaktig och ändå fungera tillförlitligt. Uppfinningen avser att lösa även detta problemkomplex.

LQSNINQEN Den nya anordningen enligt föreliggande uppfinning anses vara karaktäriserad av att för ernàende av synkroniseringen används DECT-systemets bärvàg som normal.

I en utföringsform av föreliggande uppfinning är av- vikelsen hos synkroniseringen högst av storleksordningen i 0,01 ms eller i 0,1 Hz/0,1 % i det fall hälften av synkroni- seringsfrekvensen används. I en ytterligare utföringsform offras luckorna 0 och 12 i såväl nedlänk som upplänk från kapacitetssynpunkt i DECT-systemet. Detta medför att det blir möjligt med avvikelser i synkroniseringspulsen med 3 0,2 ms/ 1 2 Hz om upp till en halv tidslucka offras för synkronise- ringen. Detta ger ett noggrannhetskrav på synkroniserings- funktionen mellan 0,1 % och ca 2 %.

U Genom det i ovanstående angivna kan även DECT-systemet utföras för att samverka med spridningsnät i form av kabel- TV-nät eller centralantennät. Härvid kan DECT-systemet kopp- las in på en central punkt eller nod i ett kabel-TV- eller centralantennät för att erhàlla vid täckning i ett fler- familjsomráde där hyreshus, villor, etc. ingår. Antennuttagen 40 514 245 4 i varje lägenhet/villa kommer på så vis att kunna fungera som en virtuell bas i DECT-systemet genom att en antenn anslutes till koaxialkabeln i bostaden. Genom att utnyttja ifråga- varande spridningsnät blir det tekniskt enklare och ekono- miskt fördelaktigare att utnyttja ett dylikt spridningsnät jämfört med förfaranden att förtäta basstationerna eller in- stallera repeterare. Ingen framträdande sänkning av total- kapaciteten uppkommer i systemet, vilket oundvikligen skulle föreligga i fallet då repeterare användes. Uppfinningen blir speciellt applicerbar då DECT-utrustning används via koaxial- kabelnät.

EIQQBBESKBIININQ En för närvarande föreslagen utföringsform av en an- ordning som uppvisar de för uppfinningen signifikativa känne- tecknen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hänvis- ning till bifogade ritningar, där Fig. 1 i vertikalsnitt visar installation i ett fler- familjshus, fig. 2 visar uppbyggnaden av ramstrukturen i DECT-syste- och fig. 3 i principschemaform visar ett känt DECT-system. met, DEIALQEBAQ_HIEÖBlN§§EQBM Uppfinningen baseras pà att befintligt kabel- eller centralantennät används som spridningsnät, tillsammans med nödvändig utrustning för att förstärka och förmedla DECT- signaleringen. Två lösningar presenteras för detta; en "central" lösning och en distribuerad lösning.

Centralantennät (denna beteckning används här också för kabel-TV-nät) är ofta uppbyggda som ett stjärnnät, med flera anslutningar på varje arm. Näten används för överföring av TV-signaler, oftast inom frekvensområdet 50-1000 MHz. Som medium används övervägande koaxialkabel, vilken mycket väl kan användas för överföring på 2 GHz (DECT:s arbetsfrekvens), om dock med något högre dämpning än vid TV-frekvenserna.

Centralantennuttagen, se fig. 1, i bostäderna innehåller oftast någon form av högpassfilter för den del av signalen som ligger ovanför rundradiobandet (88-108 MHz), samt någon form av dämpare/riktkopplare för att förhindra påverkan pá 40 514 245. nätet från enskilda TV-apparater. Dessa filter, dämpare och riktkopplare kan kopplas förbi för den utrustning som skall förmedla DECT-signalering.

I ett flerfamiljsområde kan en DECT-basstation placeras i en nod N för centralantennätet, sådana noder finns oftast en i varje flerfamiljshus eller en i varje villakvarter.

DECT-basstationen kan förses med det antal radioenheter som behövs för att ge tillräckligt hög kapacitet i området. En DECT-basstation kan byggas ut till en maximal kapacitet om 120 Erlang (detta kräver 10 radioenheter). Den dynamiska kanallokeringen, beskriven i DECT-standarden, tar hand om och fördelar kanaler till varje användare. Ett på detta sätt upp- byggt system kommer fortfarande att ge den koncentratoreffekt som vanligtvis erhålles via eterburen radio. Föreliggande utföringsform medför således inga inskränkningar av detta slag.

DECT:s mycket höga kapacitet (10 OO0 Erlang/kmz/våning) möjliggör det arrangemang som beskrivs här, utan att några kapacitetsproblem behöver uppstå.

Detta arrangemang kan sägas skapa en virtuell DECT-bas- station vid varje centralantennuttag, så att en användare kan få tillgång till alla de (tekniska) faciliteter och tjänster som DECT-standarden innehåller, och dela basstationens kapa- citet med andra användare som om alla användare befunne sig i omedelbar närhet av den reella basstationen.

Genom detta arrangemang skapas ett antal pseudoceller (1-2 i varje bostad), och genom DECT:s funktionalitet er- hålles utan nâgra problem handover mellan dessa pseudoceller (i realiteten intracell handover).

I bägge fallen krävs en antenn för DECT som anslutes till centralantennuttaget i bostaden.

De båda utföringsformerna kompletterar varandra, vilket som väljes vid en eventuell installation beror på kabel-TV- nätets arkitektur och kvalitet.

Formellt sett finns inte basstationer i DECT-stan- dardaren, där finns i stället "portable parts" och "fixed parts".

Enligt DECT-standarden får inte uteffekten vara högre än 250mW, vilket mätes vid "antennutgángen" pà DECT-utrust- ningen. 40 514 245 6 Vid centralt arrangemang behöver DECT-signalerna för- stärkas upp något för att kompensera de förluster som här- stammar från centralantennätet. I detta förslag sker det med en centralt belägen enhet (förstärkare) direkt sammankopplad med DECT-basstationen (som en booster), vilken anslutes till N i figuren.

Förstärkaren måste vara dubbelriktad (både upp- och nedlänk). För att inte orsaka oönskad resonans föreses för- stärkaren med signalering till DECT-basstationen så att en- heterna är synkroniserade.

För det fall att TV-nätet inte är balanserat så att nätets armar inte alla har samma dämpning (beroende på olika längd eller olika antal anslutna uttag) kan separata för- stärkare användas. En möjlighet är att fördela DECT:s frek- vensband på de olika armarna (B) genom att begränsa för- stärkarna till en eller ett fåtal av DECT:s bärfrekvenser. I annat fall skall förstärkaren ha DECT:s fulla bandbredd (1880-1900 MHz).

Fördelarna med denna uppbyggnad blir: enkelt att för- stärka alla DECT-kanaler, enkelt att reglera utnivàn, t.o.m. per tidslucka, samt billig då endast en förstärkare (per radio eller bärare) behövs.

Vid decentraliserat arrangemang kopplas enkla tvàvägs- förstärkare till centralantennuttagen U i bostäderna, och till noden N anslutes en konventionell DECT-basstation. Styr- information om skifte mellan upp- och nedlänk kan sändas på koaxialkabeln pà lågfrekvens, likaså kan förstärkarna erhålla drivspänning via koaxialkabeln.

Fördelarna med denna utföringsform är att nivån för varje förstärkare kan ställas individuellt, och att mottagna signaler (nedlänk) förstärks så tidigt att de inte kan drunkna i bruset.

Dessa enheter blir då DECT-basstationer, som kan typ- godkännas enligt DECT-standarden, och därmed behöver inga regulatoriska problem uppstå.

Fig. 2 visar den i och för sig kända uppbyggnaden av DECT-systemets TDMA/TDD-struktur. Genom att strukturen är känd skall den inte närmare beskrivas här. Se dock dis- kussionen under "Tekniska problem" ovan.

I fig. 3 visas en central basstation i ett känt DECT-

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 40 514 245 7 system med 1 och virtuella baser med 2, 2', 2". ringsenheten enligt ovan visas med la. Förbindelsen med över- ordnad station i DECT-systemet är symboliserad med 4. I föreliggande uppfinning utnyttjas DECT-bärvàgen som Synkronise- normal. Avvikelsen hos synkroniseringen bör vara maximalt 1 0,01 ms, eller 1 0,1 Hz (0,1 %) om något mindre än hälften av synkroniseringssekvensen tillåts användas (se fig. 2). I själva verket torde det vara möjligt att ha betydligt gene- rösare mått eftersom lucka 0 och lucka 12 (nedlänk respektive upplänk enligt fig. 2) utan vidare kan offras, vilket skulle sänka kapaciteten med endast ca 10 %. Enligt detta resonemang kan avvikelsen hos synkroniseringspulsen uppgå till 1 0,2 ms eller 1 2 Hz, om upp till ca en halv tidslucka offras för synkronisering. Därmed kan noggrannhetskraven pá synkroni- seringspulsen sägas ligga mellan 0,1 % och 2 %. (Den övre gränsen med viss reservation, eftersom ett sådant arrangemang kan t.ex. komma att kräva extra utrustning). DECT:s arbetsfrekvens är 1880-2000 MHz, vilket kan sägas vara 1900 MHz 1 0,5 %. Det är därmed möjligt att använda DECT:s bärfrekvens som generator för synkroniseringen i VB. Uppfinningen är inte begränsad till den i ovan såsom exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifika- tioner inom ramen för efterföljande patentkrav och upp- finningstanke. PATENTKRAV

1. Anordning vid DECT-system som uppvisar en central basstation (1) och ett antal virtuella basstationer (2, 2', 2") och där ett existerande nät, t.ex. ett kabel- eller centralantennät, ingår i spridningsfunktionen inom systemet och där systemet arbetar med synkroniseringsfunktion för synkronisering av respektive virtuella basstation med den centrala basstationen, vilken synkroniseringsfunktion är hänförbar till de virtuella basstationernas förstärkare, kännetecknad av att för ernàende av synkroniseringen används DECT-systemets bärvàg som normal.

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att avvikelser hos synkroniseringen är högst av storleksordningen 1 0,01 ms eller 1 0,1 Hz (0,1 %) i det fall hälften av syn- kroniseringsfrekvensen användes.

3. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att 10 15 8 luckorna 0 och 12 i såväl nedlänk som upplänk offras från kapacitetssynpunkt i systemet, vilket medför att det blir möjligt med avvikelser 1 synkroniseringspulsen upp till 1 0,2 ms/1 2 Hz om upp till cirka en halv tidslucka offras för syn- kroniseringen, vilket ger ett noggrannhetskrav pà synkronise- ringsfunktionen mellan 0,1 % och ca 2 %.

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att nämnda förstärkare erhåller synkroni- sering med DECT-systemets ramstruktur så att nedlänken passe- rar och förstärks i en riktning under de första 5 ms, och motsvarande sker för upplänk under de följande 5 ms av en ram.

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att respektive virtuell basstation är kopplad till en central punkt/nod i spridningsnätet.