CS21791A2 - Mobile radio system - Google Patents

Description

- 1 -

Mobilní radiový systém

Oblast techniky "Ό f > O < CO 73' i L- J> m - " n J49r J Τ'” A PLOVÁ aey°i<áb7, ka,^Ans 05 Praha i,Siápinská co o ι μ n Γ * ' *“* { f

Vynález se týká mobilního:radiového systému podle pa-tentových nároků.

Dosavadní stav techniky

Takový systém mobilního radiového systému je známýz "Elektrisches Nachrichtenwesen", svazek 63, δ. 1/1989,str. 45-51 nebo z "telcom-report" 12 /1989/, sešit 5, str.142-145. Jedná se přitom o standardní buňkový mobilní radiovýsystém, v Evropě tzv. GSM-System. U tohoto známého systému je ústředna, označovaná jako"mobilní komunikačně-spojovací místo”, spojena přes vedenís více pevnými stanicemi /hvězdicovitě nebo liniově/, přičemžsignály, které mají «pevné stanice vysílat přes radiové spoje-ní k mobilním účastníkům, vysílá ústředna k pevným stanicímv základním pásmu, např. jako PGM 30-signály. Pevné stanicemají jednotku nosného kmitočtu, která převádí k vysíláníurčený signál ze základního pásma na mikrovlnné signály, abymohly být vyslány přes radiové spojení k mobilním účastníkům.Od mobilních účastníků přijímané radiové signály jsou v pev-ných stanicích převáděny do základního pásma a v tomto pásmujsou přenášeny do ústředny. Zařízení, které vyrábí pevnýmistanicemi vysílané radiové signály a zpracovává od mobilníchúčastníků přijímaní -radiové signály, je tedy u známého systémusoučástí pevných stanic. V ústředně se žádné další signály ne-převódějí na jiné kmitočty, nýbrž se signály pouze propojujik příslušným přípojkám spojení.

Je-li vyvíjený radiový provoz tak hustý, že se buňka,pokrytá pevnou stanicí, volí výhodněji velmi malá, přecházíse pak k tzv. "mikrobuňkám”, jsou buňky velmi četné a tímjsou nutné i velmi četné pevné stanice k pokrytí určité země-pisné oblasti. Použije-li se k tomu známý systém, znamená to 2 vysoké cenové náklady, protože je třeba velmi mnoho pevnýchstanic a každá z nich je drahá především díky své jednotceHF-nosného kmitočtu.

Odtud vyplývá úkol vynálezu, předložit mobilní radiovýsystém výše uvedeného druhu, který poskytuje zejména přimnožství existujících buněk cenové výhody oproti známému sy-stému.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky řeší mo-bilní radiový systém podle vynálezu, jehož podstata spočíváv tom, že zařízení k výrobě k vysílání určených radiovýchsignálů a ke zpracování přijímaných radiových signálů jsouuspořádána v ústředně, přičemž vedení mezi pevnými stanicemia ústřednou jsou světlovody, zatímco v ústředně a pevnýchstanicích jsou optické vysílače a optické přijímače pro pře-nášení k vysílání určených radiových signálů pevných stanica přijímaných radiových signálů pevných stanic opticky meziústřednou a pevnými stanicemi. Ústřední uspořádání podle vynálezu těch zařízení, kterájsou v systému nezbytná pro výrobu radiových signálů určenýchk vysílání pevnými stanicemi a pro zpracování radiových sig-nálů přijímaných pevnými stanicemi, poskytuje cenové zvýhod-nění vtom, že drahé součásti,např. oscilátory pro nosné kmi-točty, mohou být využity společně pro mnoho zařízení nosnéhokmitočtu, nacházejících se pódle vynálezu v ústředně. Dále jevýhodou, že změny v systému během výstavby nebo během novéhorozdělení buněk lze provést v ústředně a pevné stanice nenítřeba měnit. Přehled obrázků na výkrese

Vynález je nyní blíže vysvětlen příkladně podle obrázků.

Obrázky zobrazují: - 3 - obr.l - schematický přehled mobilního radiového systému podle vynálezu a obr.2 - podrobnější zobrazení přenosových zařízení přeno- sových cest mezi pevnými stanicemi a ústřednou Příklady provedení vynálezu

Systém podle obr.l obsahuje především ústřednu 1, pevnéstanice FS^ až FSn, mobilní stanice MS a vedení až Ln, kdekaždá pevná stanice FS·^ až FSn je spojeno s ústřednou 1. Vede-ní až Ln jsou světlovody a jsou jimi v obou přenosovýchsměrech přenášeny optické signály s různou vlnovou délkou,např. 1300 nm a 1550 nm. Každá pevná stanice FS^ až FSfl se na-chází v zeměpisné buňce Zelle 1 až Zelle n a zajišťuje radiovýprovoz s mobilními stanicemi MS, nacházejícím se uvnitř pří-slušné buňky Zelle 1 až Zelle n. Podobně jako u známého systémuje ústředna 1 připojena na veřejnou telefonní sí£. Může býtovšem rovněž spojena s nadřazenou ústřednou, která je ze svéstrany připojena na veřejnou telefonní sít. V tom případě jenadřazená ústředna rovněž ústřednou pro pevné stanice, s níspojené. K vysílání mobilním účastníkům určené signály z veřejnételefonní sítě jsou podle vynálezu přeměněny na radiový signálv kmitočtovém kanálu, ve kterém mají být vysílány z pevnýchstanic FS^ až FSn> již v ústředně 1. V obráceném přenosovémsměru nejsou radiové signály, které přijímá pevná stanice FS^až FSn od mobilního účastníka, zpracovány už v pevné staniciFSj. až FSn, nýbrž až v ústředně 1, tzn. převedou se do základ-ního pásma k dalšímu přenosu ve veřejné telefonní síti. K tomu obsahuje ústředna 1, jak ukazuje obr.l, pro každouk ní připojenou pevnou stanici FS^ až FSQ mikrovlnný vysílač/přijímač SE^ až SEn« Jestliže pevné stanice FS^ až FS^ využí-vají jim přidělené kmitočtové kanály ve frekvenčně pulsnímprovozu a v časovém multiplexování, jak je tomu v případěznámého systému, patří k funkcím mikrovlnných vysílačů/příjímá- 4 čů SEj. až SEn také nezbytné funkce, protože se týkají přímovýroby a zpracování radiových signálů, vyzářených resp. při-jatých pevnými stanicemi FS^ až FSn> V pevných stanicích FS^až FSn zůstávají pouze funkce, které souvisejí přímo á vysí-láním nebo přijímáním radiových signálů, tedy zejména koncovýstupeň vysílače a zesilovač přijímače.

Na obr.l jsou zmíněné mikrovlnné vysílače/přijímače ozna-čeny vztahovou značkou SE, až SE. Na jejich vstupy, které J. —Tl jsou zobrazeny pouze schematicky, jsou přivedeny z veřejnételefonní sítě signály v základním pásmu, určené pro tu kte-rou pevnou stanici FS^ až FSn, příp. na jejich výstupech jsouvydány ve směru k veřejné telefonní síti signály, přijatépevnými stanicemi FS·^ až FSn.

Na obr.2 je podrobněji zobrazeno, která přenosová zaří-zení celkového systému jsou v které části systému. Jako sou-část čárkovaně naznačené ústředny 1 je v levé části obr.2zobrazen mikrovlnný vysílač/pří jímač SE-^ až SEn, označenýSEj. Přes světlovod je tento mikrovlnný vysílač/přijímačSEj spojen s příslušnou pevnou stanicí FS^ až FSn, která jeoznačena FS^. Vlastní mikrovlnný vysílač, který má výše po-psané funkce, které signály, určené pro pevnou stanici FS^.převádějí ze základního pásma do kanálu HF, popřípadě danékmitočtové kanály podrobují frekvenčně pulsnímu provozu a ča-sovému multiplexování, je jednotkou, která je označena Τχa nese vztahovou značku _2. Na svém výstupu poskytuje radiovésignály, které má pevné stanice FS^ vysílat. Protože vedeníL| je světlovod, jsou radiové signály přeměněny v elektric-ko-optickém měniči J na optický signál, příkladně s vlnovoudélkou 1550 nm, až multiplexer/demultiplexer 4 vlnovédélky a světlovod jsou přeneseny do pevné stanice FS^. Tamdospěje optický signál s vlnovou délkou na multiplexer/de-multiplexer 2 vlnové délky, který poskytuje optický signáls vlnovou délkou na svém výstupu, který je spojen se vstu-pem opticko-elektrického měniče 6. Na výstupu opticko-elektrického měniče 6 se objevují radiové signály, určené k vysílání 5 pevnou stanicí FSp které jsou pouze ještě zesíleny koncovýmstupněm 7 vysílače a projdou kmitočtovou výhybkou 8, až jsouvyslány anténou 2 pevné stanice FS^.

Radiové signály, které jsou přijaty anténou 9 této pev-né stanice.FSj od mobilních účastníků, dospějí pres kmitoč-tovou výhybku 8 do zesilovače 10 přijímače a, zesíleny v tom-to zesilovači 10, jsou přeměněny v elektricko-optickém měniči11 na optický signál s vlnovou délkou K,» např. 1300 nm, kte-ré jsou přes multiplexer/demultiplexer 2 vlnové délky a svět-lovod přeneseny na ústřednu 1. Tam dospějí přes multiple-xer/demultiplexer 4 vlnové délky do opticko-elektrického mě-niče 12 naladěného na vlnovou délku který je převede zpětna radiové signály, které přijala pevná stanice FS^. Nakonecse přivedou tyto radiové signály z výstupu opticko-elektrického měniče 12 na vlastní mikrovlnný přijímač 13 /označen R /,který je převede do základního pásma k dalšímu zpracovánív ústředně.

Jak je vidět na obr.2, pevná stanice FSobsahuje jenjednoduché a levné součásti jako zesilovač a filtr pro vysí-lání a přijímání radiových signálů a obvykle cenově příznivékomponenty k optickému přenosu radiových signálů v multiplexování vlnových délek. Protože k pokrývání malých buněk Zelle 1až Zelle n je třeba malého vysílacího výkonu, nepředstavujerovněž zesilovač 7 koncového stupně vysílače žádné značnénáklady.

Zesilovač 7 koncového stupně vysílače může dokonce od-padnout, předpokťádá-li se pevná stanice FS^ pro velmi maloubuňku Zelle 1 až Zelle n, např. pro ztv. "mikrobuňku” s prů-měrem buňky asi 100 m nebo pro tzv. "picobuňku" s velikostípokoje. K opticko-elektrickému měniči 6 v obr.2 je v takovýchpřípadech místo zesilovače 7 koncového stupně vysílače připo-jen pasivní přizpůsobovací sítový článek, jehož výstup vedepřes frekvenční výhybku 8 na anténu 9·

Je-li měnícím elementem opticko-elektrického měniče 6 PIN dioda, tak je veškeré vysílací zařízení pevné stanice FS^ pasivním zařízením. Místo PIN diody může opticko-elektrický měnič 6 obsa-hovat také lavinovou fotodiodu /angl. "Avalanche Photodiode"/ADP//. Vysílací zařízení je pak aktivním vysílacím zaříze-ním*. S lavinovou fotodiodou jsou současné dosažitelné čini-tele proudového zesílení více než 10. V každém z obou případů má vysílací zařízení tu výhodu,že neobsahuje žádné elektronické zesilovače, které typickycelkově způsobují omezení pásma a vykazují většinou takékritické nelinearity. Dále jsou ještě vysvětleny varianty dosud popsanýchpříkladných provedení, které se týkají vedení světlovodu L·^,spojujícího pevné stanice FS^ až FSn s ústřednou 1, a s tímsouvisejícími způsoby přenosu. V dříve popsaném příkladném provedení jsou pevné sta-nice FSj. až FSn spojeny s ústřednou 1. přes ten který světlo-vod Lj. hvězdicovitě. Místo toho mohou být spojeny s ústřednou1 také přes jediný světlovod liniově, přičemž ústředna 1 jepřipojena na tento světlovod přes vazební Člen. Přenos může při této konfiguraci probíhat následujícímzpůsobem:

Pro každou pevnou stanici FS^ až FSn je použita zvlášt-ní dvojice vlnových délek, např. pro pevnou stanci FS^ dvoji-ce vlnových délek 1300/1550 nm, pro pevnou stanici FSq dvoji-ce vlnových délek 1310/1560 nm atd., první vlnová délka dvo-jice pro jeden a druhá vlnová délka dvojice pro druhý směrpřenosu. Přitom je pevná pouze optická vlnová délka. Momen-tálně pevnou stanicí FS^ až FSn vyslané a pevnou stanicí FS^až FSn přijaté radiové signály jsou "libovolně” volitelné.Rovněž je u této konfigurace snadno možné pružné kanálovépřiřazení a kmitočtově pulsní provoz.

Pevné stanice FS^ až FSn, které leží dostatečně dalekood sebc, takže vzájemné rušení radiového provozu je vylouče-no, mohou využít téhož kmitočtu pro radiové signály jimi vy-sílané nebo přijímané.

Takové dvojice vlnových délek různých pevných starfic FSj. až FSn, připojených na jediný světlovod, lze využít ně- kolikanásobně, odlišují-li se signály různých pevných stanicFS1 až FSn jeden od druhého v různých kriteriích, např. roz-dílnými časovými polohami /časové multiplexování/ nebo roz-dílnými kódy u digitálních signálů /kódové multiplexování/.

Z' A TODr Jarmila Traplovó

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY Mobilní radiový systém s ústřednou a s pevnými stani-cemi, přičemž ústředna je spojena s pevnými stanicemi přesvedení a pevné stanice vysílají radiové signály mobilnímúčastníkům a od těchto přijímají, a zařízení k výrobě k vy-sílaní určených radiových signálů a ke zpracování přijíma-ných radiových signálů, vyznačující se tím, že - zařízení /SS-^ až SEn/ jsou uspořádána v ústředně /1/, - vedení mezi pevnými stanicemm /FS^ až FSn/ a ústřednou /1/jsou světlovody /L^ až Ln/, a - v ústředně /1/ a v pevných stanicích /FS^ až FSn/ jsouoptické vysílače a optické přijímače pro přenášení k vysí-lání určených radiových signálů pevných stanic /FS^ až FSn/a přijímaných radiových signálů pevných stanic /FS^ až FSn/opticky mezi ústřednou /1/ a pevnými stanicemi /FS^ až FSnA

   v ύ X V V

   Zastupuj

   SODr. Jarmila Traptová