SE536405C2 - Förfarande och anordning för gemensam lyssningskanal vid kommunikation inom DECT-standarden - Google Patents

Abstract

Ett förfarande för trådlös digital radiokommuníkation sker på ett forsta antal Kkanaler mellan ett andra antal A användare. Alla A användarna tillåts lyssna på enoch samma lyssningskanal. Ett begränsat antal B kanaler används för utgåendetalkommunikation. Kommunikationen på dessa kanaler sänds ut till alla A användarna på lyssningskanalen. En kommunikationsanordning som utnyttjar detta forfarande innefattar minst en stationär basenhet (l) och minst A stycken bärbara enheter (2). Fig l

Description

25 30 535 405 olika frekvenser, och tillsammans kan detta sägas bygga upp ett system med maxi- malt 120 kanaler. I praktiken utnyttjas de olika frekvenserna till en "frekvenshopp- ning", som bestäms av systemet, så att de frekvenser som för tillfället har de bästa mottagningsförhållandena främst utnyttjas. Därigenom finns i realiteten tolv olika kanaler, vilket innebär att man hittills kunnat koppla upp maximalt tolv bärbara enheter till en och samma basstation, som fungerar som hjärtat i systemet. Bas- enheten kontrollerar i snabb följd var och en av kanalema och återutsänder eventu- ella signaler till alla de andra kanalema, vartill en bärbar enhet är kopplad. Det befintliga systemet fungerar i och för sig väl, och låter sig gäma byggas in i exem- pelvis hörselskydd och utnyttjas gärna för kommunikation inom mindre grupper.

Det nuvarande sättet att arbeta med utnyttjade av standarden medför dock vissa nackdelar. Arbetssättet är ganska energikrävande, eftersom basstationen sänder ut identiska signaler upp till tolv gånger. Detta kan vara en nackdel som är särskilt kännbar vid batteridrift av basstationen.

Eftersom maximalt tolv bärbara enheter kan användas tillsammans med varje bas- enhet, begränsas storleken på de grupper som kan kommunicera med varandra fritt inom gruppen.

PROBLEMSTÄLLNING Uppfinningen strävar efler att, inom ramen för den befintliga standarden, utveckla den äldre tekniken så att fler bärbara enheter kan anslutas till en och samma bas- station, samtidigt som systemets energiförbrukning minskas.

PROBLEMLÖSNING Den till grund för uppfinningen liggande målsättningen uppnås om det inlednings- vis antydda förfarandet kärmetecknas av att basenheten summerar insignalema på talkanalema och sänder ut den summerade signalen på lyssningskanalen. 10 15 20 25 535 4Ü5 Beträffande kommunikationsanordningen uppnås målsättningen om den utnyttjar förfarandet enligt ovan och innefattar minst en stationär basenhet och minst A stycken bärbara enheter.

SAMMANSTÃLLNING ÖVER RITNINGSFIGURER Uppfinningen skall nu beskrivas med utgångspunkt från bifogade ritningar. På dessa visar: fig 1 en skiss över systemet med en basenhet och ett antal bärbara enheter; fig 2a ett principdiagram över tidsfónster och frekvenser; fig 2b ett diagram som visar en följd av tidsfönster; och fig 3 en principskiss över kanalema som ingår i systemet.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I fig 1 visas en principskiss över ett kommunikationssystem enligt uppfinningen, som utnyttjar DECT-standarden. Systemet innefattar en basenhet 1 och ett antal bärbara enheter 2. Basenheten 1 och de bärbara enhetema 2 kommunicerar med varandra via radiovågor 3, som rör sig i riktning såväl från basenheten 1 till de bär- bara enheterna 2 och vice versa. Enligt DECT-standarden EN3 001 75 utnyttjar radiovågorna tio olika frekvenser i frekvensbandet 1880 till 1900 NII-Iz. Även om anordningen och förfarandet enligt uppfinningen är nya, så är de fortfarande kompatibla med den befmtliga DECT-standarden. På samma sätt som antalet frekvenser och frekvensbandet överensstämmer med standarden utnyttjar systemet också samma tidsfónster, som är 10 ms långa, och där tolv tidsluckor i varje tids- 10 15 20 25 30 535 405 fönster utnyttjas antingen för sändning och tolv tidsluckor utnyttjas för mottagning.

Sammanlagt är antalet K kanaler 12 stycken.

Det nya i systemet och förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen är att alla de bärbara enhetema 2 som är anslutna till basenheten 1 lyssnar av en och samma kanal istället för att de har varsin egen avlyssningskanal, såsom tidigare varit fallet.

För utgående kommunikation från de bärbara enhetema 2, dvs när enhetens 2 användare vill sända ut tal, finns det ingen fast kanal tilldelad till varje bärbar enhet 2 för detta. Istället tilldelas ett antal B talkanaler till användarna eñer behov. När systemet startas upp ges den förste användaren en första kanal, den andre använda- ren en andra kanal osv till dess att alla de tillgängliga, B stycken, talkanalerna är utdelade. I den föredragna utföringsfonnen rör det sig om nio olika talkanaler. När ytterligare en användare, dvs användare nummer B+l, vill utnyttja en talkanal kommer den användare som har en talkanal, men som varit inaktiv under längst tid att fråntas sin talkanal. Denna tilldelas istället till den nye talaren. Den användare som varit inaktiv och fråntagits sin talkanal kan dock fortfarande höra all kommuni- kation på den gemensamma lyssningskanalen, och närhelst han önskar utnyttja en talkanal, kommer han att tilldelas en sådan, varvid någon annan användare, som vid denna, senare tidpunkt varit inaktiv under längst period, fråntas sin talkanal. Även om det i princip rör sig om känd teknik enligt DECT-standarden kommer nu uppbyggnaden av kanalerna i systemet att beskrivas för fullständighetens skull.

Fig 2A visar ett diagram över hur systemet åstadkommer ett tidstönster 6, som är uppdelat i ett antal tidsluckor 7, varvid sändningen sker på olika frekvenser.

Frekvensema motsvaras av de vågräta radema 4 i diagrammet, och är i den före- dragna utföringsformen tio stycken. En serie tidsluckor, som kan utnyttjas för informationsöverfóring i digital förrn, t ex av ljud, motsvaras av de lodräta radema 5. I en föredragen utföringsform är tidsluckoma 7 tolv stycken till antalet, och ett tidsfönster 6 är 10 ms långt. I fig 2A visas de tolv tidsluckoma 7 som utnyttjas som 10 15 20 25 30 536 4Ü5 kanaler för sändning och därefier de tolv tidsluckor 7 som används vid mottagning.

De 10 ms långa tidsfönstren 6 upprepas efter varandra, och man bör observera att även om en tidslucka 7, som representerar en kanal, endast upptar en bråkdel av tidsfönstrets 6 hela längd, och därför blir mycket kort, så kan digital information, exempel digitalt lagrat ljud, sändas mycket kompakt i en sådan kanal. Ljudkvalitén på ljudet, som samplats under en längre tid än tidsluckans 7 längd, blir således mycket god.

Ett tidsfönster 6 är 10 ms långt och innehåller tolv tidsluckor 7 för sändning eller mottagning. Systemet hoppar själv mellan de olika frekvenserna enligt den förut- bestämda standarden, på ett sådant sätt att de frekvenser som för tillfället har bäst överföringsmöjligheter utnyttjas. Användaren behöver således inte sj älv göra någon aktiv frekvensinställning, utan det räcker med att den bärbara enheten 2 registreras på basstationen l.

Till skillnad från frekvensema förblir den tilldelade tidsluckan 7 kvar hos en och samma användare under en längre tid, efiersom en tidslucka 7 motsvarar en och samma kanal. Det är först när alla kanaler har delats ut till användare och ytterligare en användare önskar utnyttja en kanal för att tala som den användare som varit inaktiv under längst tid förlorar sin kanal och endast kan lyssna på den gemen- samma summakanalen.

I tig 2B visas en schematisk bild över ett antal tidsfönster 6 i följd eñer varandra.

Varje tidsfönster 6 innehåller ett antal tidsluckor 7, som var och en motsvarar en kanal. Efiersom systemet självt håller reda pâ frekvensväxlingama har man i ñg 2B bortsett från frekvenserna.

Varje tidslucka 7 motsvarar hela tiden samma kanal, och i tig 2B motsvarar den andra tidsluckan 7 från vänster i varje tidsfönster 6 en inaktiv kanal. Den tredje tidsluckan 7 från vänster i varje tidsfönster 6 motsvarar ett samtal som avslutas efier 10 15 20 25 30 536 405 tre tidsfönster 6. Den femte tidsluckan 7 från vänster har i de första två tidsfönstren 6 ett innehåll, medan det är tyst på den motsvarande kanalen under de tredje och fjärde tidsfönstren 6.

I fig 3 visas en funktionell skiss över de kanaler 8, 9a, 9b, 9c som finns tillgängliga för överföring av tal till en basenhet 1 och de utgående kanalema 9a, 9b, 9c, där bl a ingår summakanalen 9a och nödkanalen 9b. I skissen i fig 3 bortses från uppbygg- naden av systemet på tidsiönstemivå, och koncentreras omkring hur en användare upplever systemet.

De inkommande talkanalema 8 är i den föredragna utföringsfonnen nio stycken till antalet och de kan användas av nio olika användare samtidigt. Basenheten l summerar insignalema, dvs talet på de inkommande kanalema 8 och sänder ut den summerade signalen på en enda kanal 9a, som avlyssnas av alla användare i syste- met, dvs inte enbart de användare som för tillfället har tillgång till en talkanal 8.

Den gemensamma lyssningskanalen 9a benämns även summakanal respektive konferenskanal. Eftersom utsändningen från basenheten 1 sker på endast en kanal istället för till respektive användares kanal innebär utsändningen enligt den före- dragna utföringsformen en väsentligt mindre energiförbrukning än vad som tidigare varit möjligt.

De bärbara enhetema 2 har när som helst möjlighet att få tillgång till en talkanal 8, om behov för detta finns. Den användare som varit inaktiv under längst period "knuffas ut" som talande användare och har därefier endast tillgång till de utgående kanalerna 9a och 9b, fram till dess att användaren önskar tala igen.

Systemet, dvs basenheten 1, hanterar fördelningen av de inkommande talkanalema 8 automatiskt, utan att användama behöver göra något mer än att signalera att de önskar tala, antingen genom att pressa ner en knapp (Push-to-talk, PTT) eller lik- nande eller genom att helt enkelt börja tala (röststyrd talfunktion). Den automatiska 10 15 20 25 536 405 hanteringen av talkanalema och den ständiga avlyssningen av alla andra användare som hörs på summakanalen 9a ger samtliga användare en upplevelse av att ständigt ha tillgång till både en avlyssningskanal och en talkanal, dvs s k "full duplex".

Nödkanalen 9b är gemensam för alla användare av basenheten 1, men den är enkel- riktad, vilket innebär att användarna endast lyssnar på denna kanal. I många fall är nödkanalen 9b gemensam for flera parallellt med varandra arbetande basenheter 1.

En förutsättning är att basstationerna är placerade så nära varandra att de kan syn- kroniseras, dvs de måste finnas inom varandras räckvidd. Synkroniseríngen av två basstationer som finns inom varandras räckvidd är anordnad att utföras automatiskt när basstationema får kontakt med varandra. Användarna av respektive basenhet 1 ingår i olika grupper och kommunicerar normalt sett inte med varandra. Nödkanalen 9b når samtliga användare samtidigt och är därför lämplig för viktiga meddelanden som måste distribueras omedelbart, exempelvis meddelanden om brand, explosions- risk etc.

Slutligen visas i fig 3 en ytterligare utgående kanal 9c, vilket är en teknisk kanal som främst utnyttjas som en "hand-over"-kanal, dvs en kanal som utnyttjas vid överlämning av samtal när en användare rör sig från en första basenhets 1 område till en andra basenhets l område.

ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen har ovan beskrivits med ett antal ingående 8 respektive ett antal utgå- ende 9a, 9b, 9c kanaler. Antalet kanaler 8, 9a, 9b, 9c som används i de båda rikt- ningama är naturligtvis varierbart. På motsvarande sätt kan man också tänka sig att uppfinningen tillämpas även för någon annan telefonstandard än DECT-standarden, som nämnts inledningsvis. 10 l5 536 405 Ett annat sätt att lösa tilldelningen av kanaler till användarna är att helt stänga av varje utgående talkanal som inte längre används. Alla lediga utgående talkanaler är således stängda, och när en ny användare önskar tala, öppnas en av de lediga kana- lema. Denna variant av uppfinningen har fördelen att talkanaler som egentligen inte används är helt stängda och drar därför ingen ström. Man behöver inte heller använda sig av någon algoritm for att hålla reda på vilken användare som varit inaktiv längst och som därför skall fråntas sin kanal. En nackdel är dock att uppstart av talkanalen tar en viss tid i anspråk, typiskt sett 0,5-2 s, vilket i vissa situationer upplevs som besvärande.

Några av de ingående talkanalema 8 kan programmeras om till att i stället bli utgå- ende kanaler. Dessa ytterligare utgående kanaler är användbara på samma sätt som den ovan beskrivna summakanalen 91. Det blir därmed möjligt att inom ramen för uppfinningen upprätta undergrupper, som har tillgång till varsin summakanal, på en och samma basenhet.

Uppfinningen kan modifieras ytterligare inom ramen fór bifogade patentkrav.

Claims (8)

10 15 20 25 30 536 4GB PATENTKRAV

1. Förfarande för trådlös, digital kommunikation inom ramen för DECT-standar- den, varvid A st användare utnyttjar K st kanaler (8, 9a, 9b, 9c) för kommunika- tionen, och alla A användarna tillåts lyssna pâ en gemensam lyssningskanal (9a) som är förknippad med en basenhet (1), medan användarna tilldelas någon av ett antal B utgående talkanaler (8) när de önskar tala, och basenheten (1) automatiskt synkroniseras med andra basenheter (1) inom sin räckvidd, så att en för flera basenheter gemensam kanal (9b) för ett stort antal 2A användare upprättas, k ä n n e t e c k n at av att basenheten (l) summerar insignalema på talkanalerna (8) och sänder ut den summerade signalen på lyssningskanalen (9a).

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at av att de B senaste användarna av de utgående talkanalema (8) är tilldelade en sådan kanal och att när ytterligare en användare begär en talkanal, behåller de B-l senaste användarna sina kanaler (8) och den frigjorda kanalen (8) tilldelas till den nya användaren.

3. Förfarande enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a t av att en användare som önskar tala först tilldelas en utgående talkanal (8), därefter genomför användaren sin talkommunikation och slutligen stängs den utgående talkanalen (8) till dess att någon av de A st användarna åter behöver utnyttja den.

4. Förfarande enligt något av kraven l-3, k ä n n e t e c k n at av att BSA.

5. Kommunikationsanordning som utnyttjar förfarandet enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar minst en stationär basenhet (1) och minst A stycken bärbara enheter (2).

6. Kommunikationsanordning enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n at av att den innefattar minst två stationära basenheter (1). 535 405 10

7. Kommunikationsanørdning enligt kravet 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att minst en av de bärbara enheterna (2) har en röststyming.

8. Kommunikationsanordning enligt något av kraven 5-7, k ä n n e t e c k n a d av att den är anordnad i anslutning till ett hörselskydd för användning i bullriga miljöer.