NO155368B - Traadloest telefonapparat. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et trådløst telefonapparat samt en stasjonær telefontilkoblingsboks for samtaler via det offentlige telefonnett, utelukkende tilordnet telefonapparatet - hhv de funksjonelt parallellkoblede apparater for en abonnenttilkopling - hvor det både i telefonapparatet og i telefontilkoplingsboksen, som er umiddelbart tilkoplet telefonnettet, er anordnet en radiosender og en radiomot-taker, som før oppsettingen av en samtale sender ut respektive mottar identifikasjonssignaler.

I telekommunikasjonsteknikken er det kjent forskjellige systemer for formidling av samtaler mellom to samtaleparter.Telefonnett via tråd er utbredt over hele verden. Samtaler via tråd går for å være særlig sikre mot avlytting. Mellom be-vegelige stasjoner brukes også trådløs overføring. Ved en trådløs overføring foreligger det mulighet for avlytting uten større risiko for lytteren. Ved biltelefonanlegg blir strekningen mellom kjøretøyet og en telefonsentral dekket via radio, og i telefonsentralen, som kan tre i forbindelse med alle mobile abonnenter, skjer innmating i telefonnettet.

Oppfinnelsen går ut fra førstnevnte overføringssystem. Ved

en vanlig telefontilkopling går overføringsledningen på nett-siden inn i en telefontilkoplingsboks, som er forbundet med et telefonapparat via en kabel med flere ledere. Innenfor visse grenser er anordningen hhv plasseringen av telefonapparatet fleksibel. Disse grenser bestemmes i første rekke av kabellengden. Alternativt kan flere apparat-stikkontakter anordnes slik at telefonapparatets aksjonsområde kan utvides. Ved nettbundne anlegg har det dog lenge vært umulig å velge telefonapparatets plassering fritt, uavhengig av kriteriene "kabellengde og stikkontaktposisjon". Det mest moderne ut-bygningstrinn av det nettbundne telefonsystem går ut på at overføringsstrekningen i abonnentområdet, dvs mellom telefontilkoplingsboksen og telefonapparatet, skjer trådløst. Dermed kan telefonapparatet innenfor en leilighet, et kontor eller

et hus til enhver tid tas med til det sted hvor man oppholder seg en tid, og man kan ta imot samtaler og ringe selv. Kjente anlegg av denne type forutsetter at det disponeres tilstrekkelig mange frekvenser, slik at hver abonnent kan tilordnes en egen frekvens (privatfrekvens). Denne betingelse lar seg

dog ikke oppfylle i praksis, da det fra televerkets side ba-re frigis et ringe antall talekanaler for dette formål. Sys-temet ville være uttømt i løpet av kort tid, fordi det selv ved ringe sendeeffekt måtte sikres at det ikke skjer dobbelt-tildeling av en frekvens innen en omkrets på ca. 3 km. Dersom det f. eks. bare var 40 talekanaler til disposisjon, er det

innlysende at et slikt system ikke hadde sjanser i et byområ-de. Det kunne ikke unngås at en oppringning ville nå flere abonnenter og at disse kunne lytte på en samtale. Televerkene tillater ikke systemer av denne type av hensyn til taushets-plikten for telefon.

Biltelefonanlegg for eksempel, har et annet formål. Anleggene disponerer en eller flere faste stasjoner, som hver har tilordnet et stort antall mobiltelefoner i motorkjøretøyer. Den oppgave som skulle løses i denne forbindelse var å lede videre en oppringning, som ankommer via trådtelefon, til riktig mobil mottaker blant de mange tilsluttede abonnenter i overensstemmelse med "adressen" som blir tilsagt foran anropet.

I den stasjonære stasjon blir adressen som ankommer via telefon omdannet til en kode som svarer til den spesielle adresse innenfor rammen av de mange tilordnede mobilstasjoner som den stasjonære stasjon kan opprette forbindelse med. Alle mobilstasjoner mottar koden og sammenligner den med den kode som hører til stasjonen. Bare en mobilstasjon som gjenkjenner koden som sin, kopler frem forbindelsen.

De kjente anlegg av denne type vedrører derfor et trådløst velgersystem. Den stasjonære stasjon kan opprette forbindelse med svært mange mobilstasjoner. Koden for utvelgelse av mottakeren bringes på det rene på grunnlag av det ankommende anrop og dets adresse.

Ved anlegg ifølge oppfinnelsen danner abonnent-tilkoplingsboksen et funksjonelt uatskillelig par sammen med det tråd-løse telefonapparat. Tilkoplingsboksen kan utelukkende tre i forbindelse med det telefonapparat som er tilordnet denne boks. Det kan eventuelt sidestilles ytterligere apparater med telefonapparatet, men de vil alle ha samme telefonnummer. Innenfor denne overføringsstrekning er det således ingen ut-velgelsesmulighet med hensyn til abonnenten. Utvelgelsen ble allerede foretatt i automatsentralen før anropet inttraff i tilkoplingsboksen.

Oppfinnelsen har til hensikt å unngå dobbeltbelegning av en av de foreliggende kanaler og utelukke at et avgående anrop løper via en nærliggende tilkoplingsboks med tilknyttet av-gifts teller, samt å sikre mot avlytting. Dette oppnås ved at senderne er utstyrt med en kodeinnretning for overføring av en kode til en kanal som en tilordnet mottaker registrerer som ledig, hvor koden for hver sender er fast tilordnet apparatet og uavhengig av det valgte tilkoplingsnummer av en te-lefonabonnent, at mottakerne omfatter en sendersøkeinnretning med sondring mellom ledige og opptatte kanaler på et antall faste overføringskanaler eller overføringskanalpar, og at det etter hver mottaker er koplet en desisjonskrets for registrering og sammenligning av den overførte invariante kode med koden på mottakersiden, likesom en kopling for tilkopling av den trådløse forbindelse ved kodeoverensstemmelse i desi-sjonskretsen,spesielt for dupleksdrift mellom telefonapparat og telefontilkoplingsboks. Ved denne koplingsanordning hind-res at hvert telefonapparat med tilordnet telefontilkoplingsboks må få tilordnet en fast sende- og mottaksfrekvens. Skal et anrop formidles videre trådløst til telefonapparatet, opp-tar senderen i tilordnede telefontilkoplingsboks en kanal som av tilhørende avsøkende mottaker er registrert som ledig og sender ut en kode. Mottakeren i telefonapparatet arbeider til stadighet med avsøkerdrift (scanning), registrerer hver opptatte kanal etter tur og slår fast om dens egenkode (f.eks. 15 bit-kode) foreligger. Er dette tilfelle, bekreftes tilbake til tilkoplingsboksen med denne eller en annen kode, og den trådløse dupleksforbindelse koples frempå kanalen til telefonnettet og anropet ledes til telefonapparatet.

Hvis det omvendt skal føres en samtale fra det trådløse telefonapparat, blir en kanal som av den egne avsøkende mottaker registreres som ledig, opptatt av telefonapparatets sender og koden blir sendt. Også mottakeren i tilkoplingsboksen arbeider til stadighet med avsøkning (scanning). Den konstaterer overensstemmelse med den fast lagrede kode via desisjonskret-sen, hvorpå bekreftelsen følger med denne eller en annen kode og forbindelsen koples frem til telefonnettet. Sendernes effekt er tilstrekkelig til å dekke et område på f.eks. 50 m. Krysninger med naboanlegg kan ikke føre til feilforbindelser, idet den foretatte koding av en kanal som er registrert som ledig ved en 15 bit-kode tillater minst 30 000 sondringer innenfor et senderområde som i og for seg er begrenset.

Tilkoplingsboksen ifølge oppfinnelsen kan således på en måte sammenlignes'med et rele uten egen intelligens, mens en fast stasjon kan sammenlignes med en autornatsentral i kjent tekno-logi. Den "faste stasjon" (= tilkoplingsboks) ifølge oppfinnelsen danner den private tilknytning, som bare har ett enkelt fremkoplet telefonnummer tilordnet. Apparatparet ifølge oppfinnelsen, dvs tilkoplingsboksen og tilordnede telefonapparat blir ikke som ved teknikkens stilling sammenkoplet via en velgerprosess i tilkoplingsboksen. Som følge av den sen-derfaste kode er apparatparet tvangsmessig sammenbundet i ap-paratboksen likesom i telefonapparatet.

Økning av sikkerheten kan oppnås ved at telefontilkoplingsboksens sender og telefonapparatets mottaker på den ene side og telefonapparatets sender og telefontilkoplingsboksens mottaker på den annen side parvis har overensstemmende kode, men forskjellig kode fra par til par.

Et grunnleggende kretsskjema for en anordning ifølge oppfinnelsen er vist i tegningen.

Mellom det trådløse telefonapparat 1 og en telefontilkoplingsboks 2 disponeres f.eks. 40 overføringskanaler. Telefonapparatet 1 omfatter en mottaker 3 med avsøkning samt en sender 4.

I mottakeren 3 blir overføringskanalene til stadighet (eventuelt med fastsatte tidsintervaller) avsøkt. Det sondres mellom ledige og opptatte kanaler. I mottakerens 3 utgang 5 lig-ger informasjonen om ledige kanaler.

Når et knappfelt 6 blir betjent, koples senderen 4 og mottakeren 3 på et ledig kanalpar. Først stråler senderen 4 ut et kodesignal, som er fremmatet av kodeinnretningen 7, ut på den ledige kanal.

I telefontilkoplingsboksen 2 er det likeledes anordnet en mottaker 13 med avsøkning. Denne dekker alle opptatte kanaler (utgang 18). I en etterkoplet desisjonskrets 19 konstateres om den overførte koden stemmer overens med kodeinnretningens 17 kode i mottakeren 13. Blir koden gjenkjent som korrekt, følger en kvittering ("shake hands") fra tilkoplingsboksen 2 til telefonapparatet 1, idet senderens 14 kode blir tatt opp av mottakeren 3 og sammenlignet. Deretter opprettes forbindelsen og telefonnettet 20 koples gjennom. Via knappvelgeren 6 velges en abonnent og samtalen føres fra det trådløse telefonapparatet. Nummerslåingen har ingen innflytelse på den trådløse forbindelsen og koden.

Dersom det kommer et anrop fra telefonnettet til telefonkop-lingsboksen 2, blir informasjonen først via en kanal, som registreres som ledig av mottakeren 13, videreledet til senderen 14 gjennom utgang 15. Senderen 14 stråler ut den faste koden på sendersiden som er lagret av kodekretsen 17. Telefonapparatets 1 mottaker 3, som til stadighet arbeider med avsøkning, legger etter tur alle signaler fra de opptatte kanaler til utgangen 8, hvor en desisjonskrets' 9 er tilkoplet. Ved sammenligning med koden på mottakersiden fra kodekretsen 7 blir forbindelsesønsket som kommer inn via senderen 14 identifisert hhv oppdaget fra summen av signalene som ankommer på forskjellige kanaler. Deretter utstråler senderen 4 sin kode, som kan stemme overens med den overførte koden.Motstående mottaker 13 tar opp koden og sammenligner den med den kode som er lagret på mottakersiden. Den konstaterer overensstemmelse. Dermed er kvitteringen ("shake hands") skjedd, sløyfen til automatsentralen sluttes og samtalen koples frem via den trådløse forbindelse. Senderen 14 og mottakeren 3 samt senderen 4 og mottakeren 13 arbeider parvis med hver sin faste kode. Begge par kan bearbeide samme kode eller de kan være parvis likt kodet. Det vesentlige er at koden er uforanderlig, hvilket gir den funksjonelle enhet av tilkoplingsboks og telefonapparat.

Dersom mottakerne 3 og 13 mottar signaler fra naboanlegg, er det ingen fare for at signalene ledes videre av mottakerne, da det skjer et utvalg som følge av koding, identifikasjon og kvittering. Telefonhemmeligheten vil således bli bevart.

Omvendt er det heller ikke mulig å komme fra et telefonapparat til en fremmed telefontilkoplingsboks for å avvikle en samtale via dennes avgiftsteller.

For fullstendig dupleksdrift disponeres 40 kanaler. Det prin-sipp som er angitt ovenfor har også gyldighet her. Med en

mottakskanal som registreres som ledig eller opptatt av mottakerne 3 hhv 13 er det til enhver tid forbundet en sendeka-nal. Anlegget drives i 900 mHz-båndet, frekvensavstanden mellom kanalparene er 45 mHz. Sendeeffekten på 10 mW strekker til for avstander på opp til ca. 50 m mellom telefonapparatet 1 og telefontilkoplingsboksen 2.Den gjør det mulig å klare seg med 4 0 kanaler.

For at de enkelte kanaler i telefonapparatet 1 og i telefontilkoplingsboksen 2 ikke må tilordnes hver sitt individuelle krystallfilter ("Quarz"), kan frekvensredigeringen gjennomfø-res ifølge syntetiseringsprinsippet ved hjelp av en "phase-locked loop"(PLL). Signalet fra en frittsvingende oscillator (VCO) blir da sammenlignet med et kvartsstabilt referansesig-nal i en fasesammenligningskrets. Det dannede likestrøms-korreksjonssignal bidrar til etterregulering av VCO-frekven-sen til den nominelle frekvens og samtidig til kanalvalg hhv kanalfremkopling. For dette formål blir VCO-signalet (f = 70 mHz) først mikset til en frekvens på ca 1 mHz og deretter ved hjelp av en programmerbar deler dividert ned til skritt-frekvensen. Ved omkopling av delerforholdet kan hver enkelt kanalfrekvens innstilles. For realisering av den automatiske avsøkning må således bare den foranderlige deler programmeres ved hjelp av en logisk sekvensstyring.

Det stabiliserte VCO-signal blir via hver sin bufferforster-ker ledet dels til mottaker-multiplikatoren og dels til sendemikseren. Utgangssignalet fra mottaker-multiplikatoren (ca 850 mHz) blir ved hjelp av et multipol-ledningsfilter fri-gjort fra de uønskede spektralandeler og deretter matet til 1. mottakermikser.

Styresenderen er kvartsstabilisert og arbeider på en frekvens på ca. 80 mHz. Oscillatorsignalet blir i en fasemodula-tor påvirket med informasjonen som er utarbeidet i modula-sjons forsterker en.

Deretter blir det modulerte signal i sendemikseren mikset med VCO-signalet, sumfrekvensen blir filtrert bort og i sender -multiplikatoren (x 6) blir signalet bragt på sender-nominalfrekvensen (ca 900 mHz). Etter forsterkning i slutt-trinnet disponeres + 10 dBm sendeeffekt. Både på antenneut-gangen og etter sender-multiplikatoren kreves et båndfilter, for at uønskede frekvenser skal bli best mulig undertrykt.

På grunn av den høye driftsfrekvens vil bare såkalte "helix-filtre" komme på tale for dette formål, fordi det bare med denne filtertype er mulig å oppnå den nødvendige kretskvali-tet samtidig med små dimensjoner og lav gjennomgangsdempning samt høy seleksjon. Den store finmekaniske innsats ved frem-stilling av slike filtre er en ulempe, men på den annen side sikres optimalstøyundertrykkelse (harmoniske bølger, speil-frekvenser).

Mottakeren arbeider etter dobbelt-overlagringsprinsippet. Ved enkelt-omforming måtte det velges en meget høy mellomfrekvens (100-150 mHz) for at man om mulig skulle unngå speilfrekven-ser. Forsterkningen og demodulasjonen av høye mellomfrekven-ser støter dog på vanskeligheter (stabilitet, lavere elekt-risk effekt).

Den første mellomfrekvens ble fastlagt til 75 mHz, den andre til 10,7 mHz. Mottakeren er så vidt mulig utført i høyinte-grert konstruksjon.

Etter forseleksjon i et 2-krets båndfilter blir nyttesigna-lets nivå hevet i forforsterkeren og tilbudt 1. mikser via ytterligere et båndfilter. 2. mikser forandrer 7 5 mHz signalet til 10,7 mHz, dette forsterkes i begrenserforsterkeren, begrenses, demoduleres og ledes etter forsterkning i NF-for-sterkeren til telefonmottakeren.

Mottakeren inneholder videre en støysperr med regulerbar reaksjonsterskel. Derved sikres at det bare opprettes en forbindelse når signal-støyforholdet (SNR) overskrider en be-stemt minsteverdi. Foreligger det allerede en forbindelse, blir denne opprettholdt i noen sekunder etter underskridelse av minste SNR. Stiger SNR ikke over minsteverdien i løpet av denne tid, blir forbindelsen brutt.

Claims (2)

1. Trådløst telefonapparat samt stasjonær telefontilkoplingsboks , som utelukkende er tilordnet telefonapparatet hhv de funksjonelt parallellkoblede apparater i en abonnenttilkopling, for samtalekommunikasjon via det offentlige telefonnettet, hvor det både i telefonapparatet og i telefontilkoplingsboksen, som er umiddelbart tilknyttet telefonnettet, er anordnet hver sin radiosender og hver sin ra-diomottaker, som før oppsettingen av en samtale sender ut respektive mottar identifikasjonssignaler, karakterisert ved at senderne (4, 14) omfatter en kodeinnretning (7, 17) for overføring av en kode til en kanal som tilordnede mottaker (3, 13) har registrert ledig, hvor koden for hver sender (4, 14) er fast for apparatet og uavhengig av det valgte tilkoplingsnummer av en telefondeltak-er, at mottakerne (3, 13) omfatter en senderavsøkningsan-ordning med sondring mellom ledige og opptatte kanaler av et antall faste overføringskanaler eller overføringskanal-par og at det etter mottakerne (3, 13) til enhever tid er koplet inn en desisjonskrets (9, 19) for registrering og sammenligning av den overførte invariante kode med koden på mottakssiden, liksom en kopling for gjennomkopling av den trådløse forbindelse ved kodeoverensstemmelse i desisjons-kretsen (9, 19), især for dupleksdrift mellom telefonapparat og telefontilkoplingsboks.

2. Trådløst telefonapparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at senderen (14) for telefontilkoplingsboksen (2) og mottakeren (3) for telefonapparatet (1) på den ene siden og senderen (4) for telefonapparatet (1) og mottakeren (13) for telefontilkoplingsboksen (2) på den annen side har en kode som er parvis overensstemmende, med avvikende fra par til par.