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Title:
PROCESS AND DESIGN FOR IMPROVING THE UTILIZATION RATE OF TELECOMMUNICATIONS CHANNELS IN LOCALLY CONCENTRATED, ASYNCHRONOUS WIRELESS TELECOMMUNICATIONS SYSTEMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/033385
Kind Code:
A1
Abstract:
To avoid complex synchronization for locally concentrated, asynchronous, wireless telecommunications systems, a free, not yet occupied FDMA frequency is occupied with priority in each telecommunications system for a first telecommunications connection which is to be set up according to a hybrid multi-access method comprising the FDMA principle, including an optionally planned dummy bearer telecommunications connection, and each additional telecommunication connection after the first telecommunication connection is set up with priority on the same FDMA frequency, including a handover telecommunications connection.

Inventors:
Pillekamp, Klaus-dieter
Application Number:
PCT/DE1997/000384
Publication Date:
September 12, 1997
Filing Date:
March 03, 1997
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT PILLEKAMP, Klaus-Dieter.
International Classes:
H04B7/26; H04J1/00; H04J3/00; H04J4/00; H04L12/56; H04W74/02; H04W8/22; H04W24/00; H04W72/10; H04W72/12; H04W76/02; (IPC1-7): H04B7/26; H04Q7/38
Domestic Patent References:
WO1995019071A11995-07-13
WO1995007013A11995-03-09
Foreign References:
EP0399611A21990-11-28
US5343513A1994-08-30
GB2249922A1992-05-20
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 347 (E - 1391) 30 June 1993 (1993-06-30)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Verbessern des Ausnutzungsgradeε von Tele¬ kommunikationskanälen in örtlich konzentrierten, asynchronen, drahtlosen Telekommunikationsεyεtemen, insbesondere DECT/GAP Telekommunikationssystemen, bei dem in den Telekommunikati onsεystemen durch das drahtlose Übertragen von Telekommunika¬ tionssignalen nach einer hybriden das FDMAPrinzip enthalten¬ den Vielfachzugriffsmethode drahtlose Telekommunikationsver bindungen zwiεchen erεten Telekommunikationεgeräten (BS, BSl, BS2, BS3, BS4) und zweiten Telekommunikationsgeräten (MT, MTi.∑. MTs,«) aufgebaut werden, dadurch gekennzeichnet , daß a) vor dem Aufbau von ersten Telekommunikationsverbindungen, auf durch das FDMAPrinzip vorgegebenen Frequenzen der Te lekommunikationεεignale und für vorgegebene Zeitrahmen (ZR, ZRl, ZR2, ZR3, ZR4) Pegel der Telekommunikations signale ermittelt werden, b) die Pegel solange ermittelt werden, bis auf ersten Fre quenzen der Telekommunikationssignale und für erste Zeitrahmen ermittelte erste Pegel vorgegebene Referenzpe¬ gel nicht überschreiten, c) die ersten Telekommunikationsverbindungen mit Priorität auf den ersten Frequenzen der Telekommunikationssignale in den ersten Zeitrahmen aufgebaut werden, d) die ersten Frequenzen und Informationen über die in den ersten Zeitrahmen aufgebauten ersten Telekommunikations¬ verbindung in den ersten Telekommunikationsgeräten gespei¬ chert werden und e) den ersten Telekommunikationsverbindungen nachfolgende zweite Telekommunikationεverbindungen zwischen den ersten Telekommunikationsgeräten (BS, BSl, BS2, BS3, BS4) und den zweiten Telekommunikationsgeräten (MT, MT1 2/ MT3 4) mit Priorität auf den gespeicherten ersten Frequenzen und un ter Berücksichtigung der Informationen in den ersten Zeitrahmen aufgebaut werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net , daß die hybride das FDMAPrinzip enthaltende Vielfach¬ zugriffsmethode die TDMA/FDMAMethode ist, wobei a) die Zeitrahmen (ZR, ZR1, ZR2, ZR3, ZR4) durch daε TDMA Prinzip in Zeitabschnitte (ZS, ZSl, ZS2, ZS3, ZS4) unterteilt werden, b) die ersten Telekommunikationsverbindungen mit Priorität auf den ersten Frequenzen der Telekommunikationsεignale in erεten Zeitabεchnitten der ersten Zeitrahmen aufgebaut wer den, c) die den ersten Telekommunikationsverbindungen nachfolgen¬ den zweiten Telekommunikationsverbindungen mit Priorität auf den gespeicherten ersten Frequenzen und in zweiten Zeitab¬ schnitten der ersten Zeitrahmen aufgebaut werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet , daß die ersten Telekommunikationsverbindungen auf den Frequenzen der Telekommunikationsεignale und in den Zeitrahmen aufgebaut werden, wenn keine ersten Frequenzen der Telekommunikationssignale ermittelt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Telekommunikationssysteme zu einem „Hot Spot" örtlich konzentriert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Telekommunikationεsignale „Dummy Bearer"Informationen enthalten.
6. Verfahren nach einem der Anεprüche l biε 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Telekommunikationεsignale „Handover"Steuerinformationen enthalten.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Telekommunikationεεyεteme DECT/GAPTelekommunikationsεysteme mit DECT/GAP Basisstationen als erste Telekommunikationεgeräte und DECT/GAPMobilteilen als zweite Telekommunikationsgeräte sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Telekommunikationssysteme GSM Telekommunikationssysteme mit GSM Basiεstationen als erste Telekommunikationsgeräte und GSM Mobilteilen als zweite Te¬ lekommunikationsgeräte sind.
9. Anordnung zum Verbessern des Ausnutzungsgrades von Tele¬ kommunikationskanälen in örtlich konzentrierten, asynchronen, drahtlosen Telekommunikationssystemen, insbeεondere DECT/GAP Telekommunikationεsystemen, wobei a) die Telekommunikationεεyεteme (TKS, TKS1, TKS2, TKS3, TKS4) erste Telekommunikationsgeräte (BS, BSl, BS2, BS3, BS4) aufweisen, die durch drahtlose Telekommunikation nach nach einer hybriden das FDMAPrinzip enthaltenden Viel fachzugriffεmethode mit zweiten Telekommunikationsgeräten (MT, MT1 2, MT3>4) der Telekommunikationssysteme verbindbar sind, b) die ersten Telekommunikationsgeräte (BS, BSl, BS2, BS3, BS4) Sende/Empfangseinrichtungen (FKT) für Telekommunika¬ tionsεignale, Luftεchnittεtellen (PGM, ANT) und Zentrale Steuerungen (ZST) aufweisen, die derart ausgebildet und miteinander verbunden sind, daß durch das drahtlose Über¬ tragen der Telekommunikationssignalen nach der hybriden das FDMAPrinzip enthaltenden Vielfachzugriffsmethode drahtlose Telekommunikationsverbindungen zu den zweiten Telekommunikationsgeräten (MT, MT1 2, MT3 4) aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet , daß c) die Sende/Empfangseinrichtungen (FKT) Meßmittel (MM) auf¬ weisen, die derart ausgebildet sind, daß vor dem Aufbau von ersten Telekommunikationsverbindungen, auf durch das FDMAPrinzip vorgegebenen Frequenzen der Telekommunikati onssignale und für vorgegebene Zeitrahmen (ZR, ZR1, ZR2, ZR3, ZR4) Pegel der Telekommunikationεεignale gemessen werden, d) die Zentralen Steuerungen (ZST) Vergleichsmittel (VGM) aufweisen, die die gemeεsenen Pegel mit einem vorgegebenen Referenzpegel vergleichen, e) die Zentralen Steuerungen (ZST) Steuermittel (STM) aufwei sen, über die in Abhängigkeit von den Vergleichsergebnis sen die Meßmittel (MM) zur Messung der der Pegel solange gesteuert werden, bis auf ersten Frequenzen der Telekommu¬ nikationssignale und für erste Zeitrahmen gemeεεene erεte Pegel die vorgegebenen Referenzpegel nicht überεchreiten, f) die Sende/Empfangseinrichtungen (FKT) , die Luftschnitt¬ stellen (PGM, ANT) und die Zentralen Steuerungen (ZST) derart ausgebildet sind, daß die ersten Telekommunikati¬ onsverbindungen mit Priorität auf den ersten Frequenzen der Telekommunikationsεignale in den erεten Zeitrahmen aufgebaut werden, g) die Zentxalen Steuerungen (ZST) Speicher (SP) aufweiεen, in denen die ersten Frequenzen und Informationen über die in den ersten Zeitrahmen aufgebauten ersten Telekommunika¬ tionsverbindung gespeichert werden, h) die Sende/Empfangεeinrichtungen (FKT) , die Luftschnitt¬ stellen (PGM, ANT) und die Zentralen Steuerungen (ZST) derart ausgebildet sind, daß den ersten Telekommunikati¬ onsverbindungen nachfolgende zweite Telekommunikationsver bindungen zwiεchen den ersten Telekommunikationsgeräten (BS, BSl, BS2, BS3, BS4) und den zweiten Telekommunikati¬ onsgeräten (MT, MT1>2, MT3 4) mit Priorität auf den gespei¬ cherten ersten Frequenzen und unter Berücksichtigung der Informationen in den ersten Zeitrahmen aufgebaut werden.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich¬ net , daß die hybride das FDMAPrinzip enthaltende Vielfach zugriffεmethode die TDMA/FDMAMethode iεt und die die Sende /Empfangεeinrichtungen (FKT) , die Luftschnittεtellen (PGM, ANT) und die Zentralen Steuerungen (ZST) derart ausgebildet sind, daß a) die Zeitrahmen (ZR, ZR1, ZR2, ZR3, ZR4) durch das TDMA Prinzip in Zeitabschnitte (ZS, ZSl, ZS2, ZS3, ZS4) unterteilt werden, b) die ersten Telekommunikationsverbindungen mit Priorität auf den ersten Frequenzen der Telekommunikationsεignale in ersten Zeitabschnitten der ersten Zeitrahmen aufgebaut wer¬ den, c) die den ersten Telekommunikationsverbindungen nachfolgen¬ den zweiten Telekommunikationsverbindungen mit Priorität auf den gespeicherten ersten Frequenzen und in zweiten Zeitab¬ schnitten der ersten Zeitrahmen aufgebaut werden.
11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn¬ zeichnet , daß die Sende/Empfangseinrichtungen (FKT), die Luftschnittstellen (PGM, ANT) und die Zentralen Steuerungen (ZST) derart ausgebildet sind, daß die ersten Telekommunika¬ tionsverbindungen auf den Frequenzen der Telekommunikations Signale und in den Zeitabschnitten der Zeitrahmen aufgebaut werden, wenn keine ersten Frequenzen der Telekommunikations Signale vorhanden sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Telekommunikationssysteme zu einem „Hot Spot" örtlich konzentriert sind.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Telekommunikationεεignale „Dummy Bearer"Informationen enthalten.
14. Anordnung nach einem der Anεprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die TelekommunikationsSignale „Handover"Steuerinformationen enthalten.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Telekommunikationssysteme als DECT/GAPTelekommunikationsεysteme mit DECT/GAP Basisstationen als erste Telekommunikationsgeräte und DECT/GAPMobilteilen als zweite Telekommunikationsgeräte aus¬ gebildet sind.
16. Anordnung nach einem der Anεprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Telekommunikationsεyεteme alε GSMTelekommunikationεsysteme mit GSM Basiεstationen als er¬ ste Telekommunikationsgeräte und GSM Mobilteilen als zweite Telekommunikationsgeräte auεgebildet sind.
Description:
Beschreibung

Verfahren und Anordnung zum Verbessern des Ausnutzungsgrades von Telekommunikationskanälen in örtlich konzentrierten, asynchronen, drahtlosen Telekommunikationssystemen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbessern des Ausnutzungsgrades von Telekommunikationskanälen in ört¬ lich konzentrierten, asynchronen, drahtlosen Telekommunikati- onssystemen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches l und auf eine Anordnung zum Verbessern des Ausnutzungsgrades von Telekommunikationskanälen in örtlich konzentrierten, asyn¬ chronen, drahtlosen Telekommunikationssystemen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.

Drahtlose Telekommunikationssysteme der vorstehend bezeichne¬ ten Art sind Nachrichtensysteme mit einer Fernύbertragungs- strecke zwischen einer Nachrichtenquelle und einer Nachrich¬ tensenke zur Nachrichtenverarbeitung und Nachrichtenübertra- gung, bei denen l) die Nachrichtenverarbeitung und Nachrichtenübertragung in einer bevorzugten Übertragungsrichtung (Simplex-Betrieb) oder in beiden Übertragungsrichtungen (Duplex-Betrieb) er¬ folgen kann, 2) die Nachrichtenverarbeitung analog oder digital ist,

3) die Nachrichtenübertragung über die Fernübertragungsstrek- ke drahtlos - z.B. nach diversen Funkstandards wie DECT, GSM, WACS oder PACS, IS-54, PHS, PDC etc. - ist (vgl. IEEE Communications Magazine, January 1995, Seiten 50 bis 57; D.D. Falconer et al : "Time Division Multiple Access Methods for Wireless Personal Communications") .

"Nachricht" ist ein übergeordneter Begriff, der sowohl für den Sinngehalt (Information) als auch für die physikalische Repräsentation (Signal) steht. Signale können dabei z.B.

(1) Bilder

(2) gesprochene Wörter

(3) geschriebene Wörter

(4) verschlüsselte Wörter oder Bilder repräsentieren.

Telekommunikationssysteme der vorstehend umrissenen Art sind beispielsweise DECT-Systeme (Digital European Corless Tele¬ communication,- vgl. (1): Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992) Jan./Feb., Nr. 1, Berlin, DE; U. Pilger: "Struktur deε DECT-Standards", Seiten 23 bis 29 in Verbindung mit ETS 300 175-1...9, Oktober 1992; (2): telcom Report 16 (1993) Nr. l, J. H. Koch: "Digitaler Komfort für schnurlose Telekommunika¬ tion - DECT-Standard eröffnet neue Nutzungsgebiete", Seiten 26 und 27; (3) : tec 2/93 - Das technische Magazin von Ascom "Wege zur universellen mobilen Telekommunikation", Seiten 35 bis 42) oder GAP-Systeme (Generic Access Profile,* ETSI- Publikation prETS300444, April 1995, Final Draft, ETSI, FR), die beispielsweise gemäß der Darstellung in FIG l aufgebaut sein können.

Nach dem DECT/GAP-Standard können gemäß der Darstellung in FIGUR 1 an einer DECT/GAP-Basisstation BS über eine für den Frequenzbereich zwischen 1,88 und 1,90 GHz ausgelegte DECT/GAP-LuftSchnittstelle maximal 12 Verbindungen nach dem TDMA/FDMA/TDD-Verfahren (Time Division Multiple Access/Pre- quency Division Multiple Access/Time Division Duplex) paral¬ lel zu DECT/GAP-Mobilteilen MT1...MT12 aufgebaut werden. Die Zahl 12 ergibt sich aus einer Anzahl "k" von für den Duplex- betrieb eines DECT/GAP-Systemε zur Verfügung stehenden Zeit- schlitzen bzw. Telekommunikationskanälen (k = 12) . Die Ver- bindung können dabei intern und/oder extern sein. Bei einer internen Verbindung können zwei an der Basisstation BS regi¬ strierte Mobilteile, z. B. das Mobilteil MT2 und das Mobil¬ teil MT3, miteinander kommunizieren. Für den Aufbau einer ex¬ ternen Verbindung ist die Basisstation BS mit einem Telekom- munikationsnetz TKN, z.B. in leitungsgebundener Form über ei¬ ne Telekotttmunikationsanschlußeinheit TAE bzw. eine Nebenstel¬ lenanlage NStA mit einem leitungsgebundenen Telekotrominikati-

onsnetz oder gemäß der WO 95/05040 in drahtloser Form als Re- peaterstation mit einem übergeordneten Telekommunikations- netz, verbunden. Bei der externen Verbindung kann man mit ei¬ nem Mobilteil, z. B. mit dem Mobilteil MT1, über die Basis- Station BS, die Telekommunikationsanschlußeinheit TAE bzw. Nebenstellenanlage NStA mit einem Teilnehmer in dem Telekom¬ munikationsnetz TKN kommunizieren. Besitzt die Basisstation BS - wie im Fall des Gigaset 951 (Siemens Schnurlostelefon, vgl. telcom Report 16, (1993) Heft 1, Seiten 26 und 27 - nur einen Anschluß zu der Telekommunikationsanschlußeinheit TAE bzw. der Nebenstellenanlage NStA, so kann nur eine externe Verbindung aufgebaut werden. Hat die Basisstation BS - wie im Fall des Gigaset 952 (Siemens Schnurlostelefon; vgl. telcom Report 16, (1993), Heft 1, Seiten 26 und 27) - zwei Anschlüs- se zu dem Telekommunikationsnetz TKN, so ist zusätzlich zu der externen Verbindung mit dem Mobilteil MT1 eine weitere externe Verbindung von einem an die Basisstation BS ange¬ schlossenen leitungsgebundenen Telekommunikationsendgerät TKE möglich. Dabei ist es prinzipiell auch vorstellbar, daß ein zweites Mobilteil, z. B. das Mobilteil MT12, anstelle des Te¬ lekommunikationsendgerätes TKE den zweiten Anschluß für eine externe Verbindung nutzt. Während die Mobilteil MT1...MT12 mit einer Batterie oder einem Akkumulator betrieben werden, ist die als schnurlose Klein-Vermittlungsanlage ausgebildete Basisstation BS über ein Netzanschlußgerät NAG an ein Span¬ nungsnetz SPN angeschlossen.

FIGUR 2 zeigt ausgehend von der Druckschrift Components 31 (1993), Heft 6, Seiten 215 bis 218; S. Althammer, D. Brück- mann: "Hochoptimierte IC's für DECT-Schnurlostelefone" den prinzipiellen Schaltungsaufbau der Basisstation BS und des Mobilteils MT. Die Basisstation BS und das Mobilteil MT wei¬ sen danach ein Funkteil FKT mit einer zum Senden und Empfan¬ gen von Funksignalen zugeordneten Antenne ANT, eine Signal- Verarbeitungseinrichtung SVE und eine Zentrale Steuerung ZST auf, die in der dargestellten Weise miteinander verbunden sind. In dem Funkteil FKT sind im wesentlichen die bekannten

Einrichtungen wie Sender SE, Empfänger EM und Synthesizer SYN enthalten. In der SignalVerarbeitungseinrichtung SVE ist u.a. eine Kodier-/Dekodiereinrichtung CODEC enthalten. Die Zentra¬ le Steuerung ZST weist sowohl für die Basisstation BS als für das Mobilteil MT einen Mikroprozessor μP mit einem nach dem OS1/ISO-Schichtenmodell aufgebauten Programmodul PGM, einen Signalsteuerungsteil SST und einen Digitalen Signalprozessor DSP auf, die in der dargestellten Weise miteinander verbunden sind. Von den im Schichtenmodell definierten Schichten sind nur die unmittelbar für die Basisstation BS und das Mobilteil MT wesentlichen ersten vier Schichten dargestellt. Das Si- gnalsteuerungsteeil SST ist in der Basisstation BS als Time Switch Controller TSC und in dem Mobilteil MT als Burst Mode Controller BMC ausgebildet. Der wesentliche Unterschied zwi- sehen den beiden Signalsteuerungsteilen TSC, BMC besteht dar¬ in, daß der basisstationsspezifische Signalsteuerungsteil TSC gegenüber dem mobilteilspezifischen Signalsteuerungsteil BMC zusätzlich Vermittlungsfunktionen (Switch-Funktionen) über¬ nimmt.

Die prinzipielle Funktionsweise der vorstehend aufgeführten Schaltungseinheiten ist beispielsweise in der vorstehend zi¬ tierten Druckschrift Components 31 (1993) , Heft 6, Seiten 215 bis 218 beschrieben.

Der beschriebene Schaltungsaufbau nach FIGUR 2 wird bei der Basisstation BS und dem Mobilteil MT gemäß deren Funktion in dem DECT/GAP-System nach FIGUR 1 durch zusätzliche Funktions¬ einheiten ergänzt.

Die Basisstation BS ist über die Signalverarbeitungseinrich¬ tung SVE und der Telekommunikationsanschlußeinheit TAE bzw. der Nebenstellenanlage NStA mit dem Telekommunikationsnetz TKN verbunden. Als Option kann die Basisstation BS noch eine Bedienoberfläche aufweisen (in FIGUR 2 gestrichelt einge¬ zeichnete Funktionseinheiten), die z.B. aus einer als Tasta¬ tur ausgebildeten Eingabeeinrichtung EE, einer als Display

ausgebildeten Anzeigeeinrichtung AE, einer als Handapparat mit Mikrofon MIF und Hδrkapsel HK ausgebildeten Sprech- /Höreinrichtung SHE sowie einer Tonrufklingel TRK betsteht.

Das Mobilteil MT weist die bei der Basisstation BS als Option mögliche Bedienoberfläche mit den zu dieser Bedienoberfläche gehörenden vorstehend beschriebenen Bedienelementen auf.

FIGUR 3 zeigt ein zellulares DECT/GAP-Multisystem CMI (Cordless Multicell Integration) , bei dem - wie eingangs vor¬ ausgesetzt - mehrere der vorstehend beschriebenen DECT/GAP- Systeme TKS mit jeweils einer Basisstation BS und ei¬ nem/mehreren Mobilteil/en MT an einen beliebigen geographi¬ schen Ort, z.B. in einem Verwaltungsgebäude mit großräumigen Etagenbüros, konzentriert - im Sinne einer „Hot Spot"-

Anordnung - vorhanden sind. Statt eineε „geschlossenen" geo¬ graphischen Ortes, wie das Verwaltungsgebäude, ist aber auch ein „offener" geographischer Ort mit strategischer Telekommu¬ nikationsbedeutung, z.B. Plätze in Großstädten mit einem ho- hen Verkehrsaufkommen, einer großen Ansammlung von Gewerbe- einheiten und einer großen Bewegung von Menschen, für die In¬ stallation eines zellularen DECT/GAP-Multisystems CMI mög¬ lich. Ein Teil der in dem Großraumbüro angeordneten Basissta- tionen BS sind dabei im Unterschied zu den in den FIGUREN l und 2 gezeigten Basisstationen gemäß der WO94/10764 als An- tenna Diversity-Baεiεεtationen auεgebildet. Die Konzentration der DECT/GAP-Syεteme TKS ist dabei so ausgeprägt (lückenlose Funkabdeckung des geographischen Ortes) , daß einzelne DECT/GAP-Systeme TKS durch die sich überlappenden zellularen DECT/GAP-Funkbereiche FB in der gleichen Umgebung arbeiten.

Gleiche Umgebung kann dabei je nach Überlappungsgrad bedeu¬ ten, daß a) eine erste Basisstation BS1 eines ersten Telekommunikati- onssystems TKS1 in einem ersten Funkbereich FBI und eine zweite Basisstation BS2 eines zweiten Telekommunikations- Systems TKS2 in einem zweiten Funkbereich FB2 angeordnet

sind und Telekommunikationsverbindungen zu mindestens ei¬ nem Mobilteil MT 1>2 aufbauen können, b) eine dritte Basiεstation BS3 eines dritten Telekommunika¬ tionssystems TKS3 und eine vierte Basisεtation BS4 eines vierten Telekommunikationssystems TKS4 in einem gemeinsa¬ men dritten Funkbereich FB3 angeordnet sind und Telekom¬ munikationsverbindungen zu mindestens einem Mobilteil MT 3 4 aufbauen können.

Sind die DECT/GAP-Systeme TKS in dem Großraumbüro - wie ein¬ gangs vorausgesetzt - asynchron, d. h. sind die Basisstatio¬ nen BS nicht synchronisiert, so laufen die Zeitbasen dieser Telekommunikationssysteme TKS innerhalb kurzer Zeit auseinan¬ der. Welche Auswirkung dies letztlich auf die in dem System verfügbaren Kanäle und somit auf die Frequenzeffizienz des Systems haben kann, wird anhand der FIGUREN 5 und 6 erläu¬ tert.

FIGUR 4 zeigt in Anlehnung an die Druckschrift „Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992) Jan./Feb., Nr. l, Berlin, DE; U. Pilger: "Struktur des DECT-Standards", Seiten 23 bis 29 in Verbindung mit ETS 300 175-1...9, Oktober 1992" die .TDMA-Struktur deε DECT/GAP-Systems TKS. Das DECT/GAP- System ist ein bezüglich der Vielfachzugriffsverfahren hybri- des System, bei dem nach dem FDMA-Prinzip auf zehn Frequenzen im Frequenzband zwischen 1,88 und 1,9 GHz Funknachrichten nach dem TDMA-Prinzip gemäß FIGUR 4 in einer vorgegebenen zeitlichen Abfolge von der Basisstation BS zum Mobilteil MT und vom Mobilteil MT zur Basisstation BS (Duplex-Betrieb) ge- sendet werden können. Die zeitliche Abfolge wird dabei von einem Multi-Zeitrahmen MZR bestimmt, der alle 160 ms auftritt und der 16 Zeitrahmen ZR mit jeweils einer Zeitdauer von 10 ms aufweist. In diesen Zeitrahmen ZR werden nach Basisstation BS und Mobilteil MT getrennt Informationen übertragen, die einen im DECT-Standard definierten C-,M-,N-,P-,Q-Kanal be¬ treffen. Werden in einem Zeitrahmen ZR Informationen für meh¬ rere dieser Kanäle übertragen, so erfolgt die Übertragung

nach einer .Prioritätenliste mit M > C > N und P > N. Jeder der 16 Zeitrahmen ZR des Multi-Zeitrahmens MZR unterteilt sich wiederum in 24 Zeitschlitze ZS mit jeweils einer Zeit¬ dauer von 417 μs, von denen 12 Zeitschlitze ZS (Zeitschlitze 0 ... 11) für die Übertragungsrichtung „Basisstation BS —> Mobilteil MT" und weitere 12 Zeitschlitze ZS (Zeitschlitze 12 ... 23) für die Übertragungsrichtung „Mobilteil MT —> Basis- Station BS" bestimmt sind. In jedem dieser Zeitschlitze ZS werden nach dem DECT-Standard Informationen mit einer Bitlän- ge von 480 Bit übertragen. Von diesen 480 Bit werden 32 Bit als Synchronisationsinformation in einem SYNC-Feld und 388 Bit als Nutzinformation in einem D-Feld übertragen. Die rest¬ lichen 60 Bit werden als Zusatzinformationen in einem Z-Feld und als Schutzinformationen in einem Feld „Guard-Time" über- tragen. Die als Nutzinformationen übertragenen 388 Bit des D- Feldes unterteilen sich wiederum in ein 64 Bit langes A-Feld, ein 320 Bit langes B-Feld und ein 4 Bit langes „X-CRC"-Wort. Das 64 Bit lange A-Feld setzt sich auε einem 8 Bit langen Da¬ tenkopf (Header) , einem 40 Bit langen Datensatz mit Daten für die C-,Q-,M-,N-,P-Kanäle und einem 16 Bit langen „A-CRC"-Wort zusammen.

FIGUR 5 zeigt in Anlehnung an die FIGUREN 3 und 4 zwei gegen¬ einander beliebig versetzte Zeitrahmen ZR-A, ZR-B und Zeit- schlitze ZS-A, ZS-B für die Übertragungsrichtung

„Basisstation BS —> Mobilteil MT" von zwei DECT/GAP-Systemen „A", „B", die in der gleichen Umgebung eines zellularen DECT/GAP-Multisystems arbeiten. Die Zeitrahmen ZR-A, ZR- B und Zeitschlitze ZS-A, ZS-B der beiden Systeme „A", „B" sind derart gegeneinander versetzt, daß ein von dem System „A" be¬ legter Zeitschlitz ZS-A zwei Positionen für potentielle Zeit- schlitze ZS-B des Systems „B" blockiert. Dies kann im schlimmsten Fall (worst case) dazu führen, daß - wenn das Sy¬ stem „A" bereits 50 % seiner Kanäle; d. h. sechs Zeitschlitze von den insgesamt zur Verfügung stehenden 12 Zeitschlitzen; z.B. gemäß der oberen Rechteckdarsteilung in FIGUR 5 belegt hat, bevor das System „B" versucht, seinen ersten Kanal zu

belegen - das System „B" keinen freien Kanal (Zeitschlitz) mehr findet. Dieser Fall ist jedoch für die Praxis eher un¬ realistisch, weil dies bedeuten würde, daß daε Syεtem „B" so gut wie kein Aufkommen an Funkverkehr hat, wenn bereits vor der ersten Kanalbelegung im System „B" das System „A" bereits 50 % seiner Kanäle belegt hat.

Eine wesentlich praxisnähere Situation zeigt - in Anlehnung an die FIGUREN 3 und 4 - die FIGUR 6. Wie bei FIGUR 5 sind wiederum zwei DECT/GAP-Systeme „C", „D" in einem zellularen DECT/GAP-Multisystem derart angeordnet, daß die beiden Syste¬ me „C", „D" in der gleichen Umgebung arbeiten und daß auf¬ grund der fehlenden Synchronisation der in diesen Systemen vorhandenen Basisstationen Zeitrahmen ZR-C, ZR-D und Zeit- schlitze ZS-C, ZS-D auseinanderlaufen. Im Unterschied zu der Situation in FIGUR 5 wird nun der praxisnähere Fall angenom¬ men, daß sich daε Aufkommen an Funkverkehr gleichmäßig auf die beiden Systeme „C", „D" verteilt und die Belegung der Ka¬ näle - im Unterschied zu der Situation in FIGUR 5 - abwech- selnd durch die beiden Systeme erfolgt. Erfolgt die Kanalbe¬ legung (ZeitSchlitzbelegung) durch die beiden Systeme „C", „D" gemäß der Darstellung der dunklen Rechtecke in FIGUR 6, so ergibt sich eine Anzahl von insgesamt acht Kanälen (Zeitschlitzen) , die von den beiden Systemen belegt werden können. Die Ausbeute an belegten Kanälen ist dabei gegenüber synchronisierten DECT/GAP-Systemen „C", „D" um ein Drittel geringer.

Diese gegenüber vergleichbaren synchronisierten Systemen ge- ringer ausfallende Kanalausbeute ist ein Grund für die Forde¬ rung, daß bei einer örtlichen Konzentration von drahtlosen Telekommunikationssystemen, z. B. DECT/GAP-Systemen gemäß den FIGUREN 1 und 2 die Basisstationen dieser Systeme synchroni¬ siert sein müssen.

Die Forderung nach synchronisierten Basisstationen innerhalb eines zellularen DECT/GAP-Multisystemε nach FIGUR 3 wird au-

ßerdem dadurch begründet, daß für den Betrieb des zellularen DECT/GAP-Multisystems - im Sinne einer mobilen Telekommunika¬ tion - in Analogie zum zellularen Mobilfunksystem - z. B. nach dem GSM-Standard (Groupe Specicale Mobile oder Global System for Mobile Communication; vgl. Informatik Spektrum 14 (1991) Juni, Nr. 3, Berlin, DE; A. Mann: "Der GSM-Standard - Grundlage für digitale europäische Mobilfunknetze", Seiten 137 bis 152) - die Realisierung εystemspezifiεcher Leistungs- merkmale, wie "Roaming (mit einem Mobilteil durch den zellu- laren Multifunkbereich wandern) , Handover (Weiterreichen ei¬ ner Duplex-Funkverbindung "Basisstation" <-» "Mobilteil" in¬ nerhalb eines Funkbereiches/einer Zelle (Intra-Cell Handover) und im Überschneidungsbereich (Überlappungsbereich) von zwei Funkbereichen/Funkzellen (Inter-Cell Handover) , vorausgeεetzt wird. Dafür iεt eine entsprechende Koordination der in dem DECT/GAP-Syεtem nach den FIGUREN 1 und 2 ablaufenden Funkti- onεabläufe erforderlich. Um hierbei weiteεtgehend auf eine Koordination von außen, d. h. von dem leitungsgebundenen öf¬ fentlichen Telefonnetz verzichten zu können, ist gemäß dem DECT-Standard das Dynamic Channel Allocation-Verfahren (DCA- Verfahren) vorgesehen. Wenn z. B. eine DECT-Verbindung aufge¬ baut wird, wird diejenige Frequenz und dasjenige Zeitfenster mit der geringsten Interferenz gesucht. Die Höhe (Stärke) der Interferenz hängt vorrangig davon ab, ob (a) bereits an einer anderen Basisstation ein Gespräch ge¬ führt wird oder (b) ein Mobilteil durch Bewegung in Sichtkontakt mit einer zuvor abgeschatteten Basisstation kommt.

Eine sich hieraus ergebende Erhöhung der Interferenz kann mit dem dem DECT/GAP-System zugrundegelegten TDMA-Übertragungs- verfahren (Time Division Multiple Access) begegnet werden. Nach dem TDMA-Verfahren wird lediglich ein Zeitschlitz für die eigentliche Übertragung gebraucht; die übrigen elf Zeit- schlitze können für Messungen verwendet werden. Dadurch kann ein alternatives Frequenz/Zeitschlitzpaar ermittelt werden, auf das die Verbindung umgeschaltet werden kann. Dies ge-

schiebt im Rahmen einer adaptiven KanalZuweisung gemäß dem DECT-Standard (vgl. Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992) Jan./Feb., Nr. 1, Berlin; U. Pilger: "Struktur des DECT-Stan- dardε", Seite 28 Kap.3.2.6) durch ein "Connection Handover" (Intra-Cell Handover) .

Um nun neben dem "Intra-Cell Handover" insbesondere das bei zellularen DECT-Systemen regelmäßig auftretende "Inter-Cell Handover"-Problem in den Begriff zu bekommen, muß das für solche zellularen DECT/GAP-Systeme vorgesehene Mobilteil zu jedem Zeitpunkt einer aktiven Telekommunikationεverbindung zu einer BasiεStation in der Lage sein, bedingt durch einen Funkbereichswechsel/Zellenwechsel innerhalb des Multi- Funkbereichs die Basisstation zu wechseln (Aufbau einer Tele- kommunikationsverbindung zu einer anderen Basisstation, wenn das Mobilteil sich in einem Überschneidungsbereich von zwei Funkbereichen/Funkzellen befindet) und dabei die bereits be¬ stehende aktive Telekommunikationsverbindung unterbrechungs- frei (seamless) an die Basisstation weiterzureichen (seamless Handover) .

Der DECT-Standard sieht hierfür gemäß der Druckschrift Nach¬ richtentechnik Elektronik 42 (1992) Jan./Feb., Nr. 1, Berlin; U. Pilger: "Struktur des DECT-Standards", Seite 28 Kap.3.2.6 vor, daß das Mobilteil selbεtändig bei einer Verschlechterung der Übertragungsqualität der bestehenden Telekommunikations¬ verbindung aufgrund von die Übertragungsqualität angebenden Indikatoren (z. B. Signalfeldεtärke, CRC-Werte etc.) parallel zu der beεtehenden Verbindung eine zweite Telekommunikations- Verbindung aufbaut. Bei dieser "Inter-Cell Handover"-Prozedur wird die Tatsache, das Mobilteil im Rahmen der dynamischen, dezentralisierten KanalZuweisung (DCA-Verfahren) ständig über den Status der in der momentanen Umgebung verfügbaren Kanäle informiert sind, derart ausgenutzt, daß die zweite Verbindung aufgrund des Eintrages in eine Kanalliste aufgebaut wird.

Ein unterbrechungsfreies Handover ist mit der vorstehenden Prozedur nur dann möglich, wenn das Mobilteil sich in einem DECT/GAP-Multisystem mit synchroniεierten Basisstationen be¬ findet. In einem solchen synchronen zellularen Syεtem kann das Mobilteil dann zusätzlich zu der bereits bestehenden Te¬ lekommunikationsverbindung zu einer Basisstation (Ursprungs-. Basisstation) mindestens eine weitere Verbindung zu einer an¬ deren Basisstation aufbauen, ohne dabei die Synchronität zur Ursprungs-Basisεtation zu verlieren.

Ein solches synchroneε zellulares DECT/GAP-Multisystem kann gemäß der Druckschrift ntz Bd.48 (1995) , Heft 1, Seiten 47-49 „DECT-Technik für den europäischen Markt" durch eine zusätz¬ liche Drahtverbindung zwischen den Basisstationen realisiert werden (vgl. vorstehend genannte Druckschrift Seite 48 letz¬ ter Absatz bis Seite 49 erster Absatz und Bild 2) .

Darüber hinaus ist es gemäß der nachveröffentlichten deut¬ schen Patentanmeldung P 195 36 587.9 möglich, ein zellulares DECT/GAP-Multisyεtem mit Hilfe von über Funk empfangenen

ZeitZeicheninformationen, z.B. das DCF77-Signal, zu synchro¬ nisieren (vgl. Patentanspruch 1 in Verbindung mit der Be¬ schreibung der FIGUR 3) .

Außerdem ist es gemäß der nachveröffentlichten deutschen Pa¬ tentanmeldung P 195 19 966.9 möglich, ein zellulares DECT/GAP-Multisystem, das über einen S 0 -Bus mit einem Ver¬ mittlungssystem (z.B. PABX, DOVst) verbunden ist, mit Hilfe des SQ-BUS ZU synchronisieren (vgl. Patentanspruch 1 in Ver- bindung mit den FIGUREN 2 und 3) . Diese Methode kann darüber hinaus mit der vorstehend genannten Zeitzeicheninformations- Methode kombiniert werden (vgl. Patentanspruch 2 in Verbin¬ dung mit der Beschreibung der FIGUR 3 in der nachveröffent¬ lichten deutschen Patentanmeldung P 195 36 587.9).

Bei all den vorstehend genannten Methoden zur Synchronisation

eines zellularen DECT/GAP-Multisystemε iεt entweder zusätzli- cher Aufwand im Funkteil der Baεiεstationen in den DECT/GAP- Systemem zum Empfangen der Zeitzeicheninformation oder zu¬ sätzlicher Systemaufwand bei der Synchronisation über den S 0 - Bus erforderlich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den bei dem (vorstehend dargelegten) Stand der Technik erforder¬ lichen Synchronisationεaufwand für örtlich konzentrierte aεynchrone drahtloεe Telekommunikationεsysteme zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird

1) ausgehend von dem in dem Oberbegriff deε Patentanspruches 1 definierten Verfahren durch die in dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale und

2) ausgehend von der in dem Oberbegriff des Patentanspruches 9 definierten Anordnung durch die in dem Kennzeichen deε Patentanεpruches 9 angegebenen Merkmale gelöst.

Die der Erfindung zugrundeliegende Idee beεteht darin, daß die an einem geographischen Ort (z.B. „geschlossener" oder „offnener" Ort) konzentrierten und in gleicher Umgebung ar¬ beitenden, drahtlosen, asynchronen Telekommunikationssyεteme der in der Beεchreibungεeinleitung umrissenen bzw. angegebe- nen Art

1) für eine erste in dem jeweiligen Telekommunikationsεystem nach einer hybriden das FDMA-Prinzip enthaltenden Viel¬ fachzugriffsmethode aufzubauende Telekommunikationsverbin¬ dung einschließlich einer ggf. - wie im DECT-Standard (vgl-. ETS 300 175-3; October 1992; Kap. 5.5 und 5.7) - vorgesehenen „Dummy Bearer"-Telekommunikationεverbindung mit Priorität eine freie, noch nicht belegte FDMA-Frequenz belegen

2) für alle weiteren in dem jeweiligen Telekotπmunikationεεy- stem der ersten Telekommunikationsverbindung nachfolgenden

Telekommunikationsverbindungen einschließlich Handover-

Telekommunikationsverbindungen mit Priorität auf der glei¬ chen FDMA-Frequenz aufgebaut werden.

Folgen alle Telekommunikationssysteme diesem Algorith- mus/Verfahren, so wird jeweils eine FDMA-Frequenz nur von ei¬ nem Telekommunikationsεyεtem belegt (optimale Kanalusnutzung und größtmögliche Frequenzeffizienz) , womit gleichzeitig in bezug auf diese Frequenz eine Synchronisation erfolgt ist.

Die Erfindung betrifft generell alle örtlich konzentrierte, asynchrone drahtlose Telekommunikationssysteme mit den in der Beschreibungseinleitung angegebenen Eigenschaften und Ausprä¬ gungen, bei denen durch das drahtlose Übertragen von Telekom¬ munikationssignalen nach einer hybriden daε FDMA-Prinzip ent- haltenden Vielfachzugriffsmethode drahtlose Telekommunikati¬ onsverbindungen aufgebaut werden. Zu diesen genannten Tele¬ kommunikationssystemen gehören somit auch z.B. die im Rahmen einer universellen Mobiltelekommunikation häufig als dritte Systemgeneration bezeichneten, wahrscheinlich auf den FDMA- ,TDMA- und CDMA-Prinzipien beruhenden Systeme.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der FIGUREN 7 und 8 erläutert. Es zeigen

FIGUR 7 die Kanalbelegung von zwei in der gleichen Umgebung eines DECT/GAP-MultiSystems arbeitenden DECT/GAP-Systemen,

FIGUR 8 den prinzipiellen Schaltungsaufbau von DECT/GAP- Basisεtation und DECT/GAP-Mobilteil der DECT/GAP-Systeme nach FIGUR 7.

FIGUR 7 zeigt ausgehend von den FIGUREN 3 bis 6 zwei gegen¬ einander beliebig versetzte Zeitrahmen ZR1, ZR2 bzw. ZR3, ZR4 und Zeitschlitze ZSl, ZS2 bzw. ZS3, ZS4 für die Übertragungs-

richtung „Basiεεtation —► Mobilteil" von den zwei DECT/GAP- Syεtemen TKS1, TKS2 bzw. TKS3, TKS4 nach FIGUR 3, die in der gleichen Umgebung deε zellularen DECT/GAP-Multisystems arbei¬ ten. Die Zeitrahmen ZR1, ZR2 bzw. ZR3, ZR4 und Zeitschlitze ZSl, ZS2 bzw. ZS3, ZS4 der beiden Systeme TKS1, TKS2 bzw. TKS3, TKS4 εind derart gegeneinander verεetzt, daß ein von dem Syεtem TKS1 bzw. TKS3 belegter Zeitεchlitz ZSl bzw. ZS3 zwei Poεitionen für potentielle Zeitεchlitze ZS2 bzw. ZS4 des Systems TKS2 bzw. TKS4 blockiert.

Um dieses zu verhindern, laufen in den Basisstationen BS1, BS2 bzw. BS3, BS4 der DECT/GAP-Systeme TKS1, TKS2 bzw. TKS3, TKS4 folgende Funktionsschritte im Rahmen des basisεtations- spezifischen Funktionsablaufes ab.

Zunächst werden vor dem Aufbau der ersten Telekommunikations- Verbindung in dem jeweiligen DECT/GAP-System TKS1, TKS2 bzw. TKS3, TKS4 auf durch das FDMA-Prinzip vorgegebenen Frequenzen von DECT/GAP-Telekommunikationssignalen und für eine Zeitdau- er von mindestenε einem DECT/GAP-Zeitrahmen ZRl, ZR2 bzw. ZR3, ZR4, die im konkreten Fall - nach FIGUR 4 - 10 mε ent¬ spricht, die Pegel der DECT/GAP-Signale gemessen. Diese Mes¬ sung wird in jedem DECT/GAP-System solange durchgeführt, bis eine FDMA-Frequenz gefunden worden ist, auf der kein Zeit- schlitz der Zeitschlitze ZSl, ZS2 bzw. ZS3, ZS4 belegt ist. Auf einem beliebigen Zeitschlitz dieser FDMA-Frequenz wird dann mit Priorität die erste Telekommunikationsverbindung aufgebaut.

Wird kein „freier" Zeitschlitz ermittelt, dann verhalten sich die DECT/GAP-Syεteme wie in den FIGUREN 2 biε 6 dargeεtellt; d.h. eε treten u.U. wieder gegenεeitige Kanalblockaden durch die in der gleichen Umgebung arbeitenden DECT/GAP-Syεteme auf.

Anschließend werden die Nummer der zu der ersten Telekommuni¬ kationsverbindung gehörenden FDMA-Frequenz und die Nummer deε

zu der ersten Telekommunikationsverbindung gehörenden Zeit- schlitzes gespeichert. Danach werden alle weiteren Telekommu¬ nikationsverbindungen des jeweilgen DECT/GAP-Systemε TKSl, TKS2 bzw. TKS3, TKS4 von der betreffenden Baεisstation BS1, BS2 bzw. BS3, BS4 mit Priorität jeweils in weiteren Zeit- schlitzen auf der gleichen FDMA-Frequenz aufgebaut.

Nach der gleichen Methode werden die im DECT-Standard defi¬ nierten „Dummy Bearer" (vgl. ETS 300 175-3, Kap. 5.5 und 5.7; Oktober 1992) positioniert und die Handover-Verbindungen auf¬ baut.

Mit dieser Methode wird gleichzeitig das Problem reduziert, das dadurch entsteht, daß die Zeitraster der einzelnen DECT/GAP-Systeme aufgrund der fehlenden Synchronisation ihre relative Position zueinander ständig ändern. Diese Drift der einzelnen Zeitbasen führt dazu, daß Zeitschlitze, die beim Verbindungsaufbau „frei" waren, nach einer gewisεen Zeit in¬ einander driften können, was zur Zerstörung der Daten und da- mit zu Störungen der Übertragung führt.

Folgen alle DECT/GAP-Systeme diesem Algorithmus/dieser Metho¬ de, so wird gemäß FIGUR 7 (helle und dunkle Rechtecke) je¬ weils nur eine FDMA-Frequenz von einem DECT/GAP-System belegt und damit gleichzeitig eine Synchroniεation der Zeitεchlitze auf dieεer Frequenz hergeεtellt.

FIGUR 8 zeigt auεgehend von FIGUR 2 und unter Berücksichti¬ gung von FIGUR 3 den prinzipiellen zur Durchführung der vor- stehend beschriebenen Funktionsεchritte modifizierten Schal- tungεaufbau der Basisstationen BSl, BS2 bzw. BS3, BS4. Das Funkteil FKT weist zusätzlich zur Messung der Pegel der über die DECT/GAP-Luftschnittstelle ANT, PGM empfangenen DECT/GAP- Trägersignale Meßmittel MM auf. Diese Meßmittel MM sind über einen Analog/Digital-Wandler mit Vergleichsmittel VGM in der- der Zentralen Steuerung ZST verbunden. Die Vergleichsmittel VGM haben eine Verbindung zu einem Speicher SP und zu dem Mi-

kroprozessor μP. Der Mikroprozessor μP hat wiederum über Steuermittel STM der Zentralen Steuerung ZST eine Verbindung zu den Meßmitteln MM in dem Funkteil FKT.