PL174852B1

PL174852B1 - System stacjonarnej łączności komórkowej

Info

Publication number: PL174852B1
Application number: PL94305238A
Authority: PL
Inventors: Aguilera Jose M. Garcia; Pliego Miguel Rodriguez-Palanca; Beneyto Francisco Climent; Perez Juan A. Garcia
Original assignee: Alcatel Standard Electrica
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1998-09-30
Also published as: RU94035752A; AU680524B2; CN1118975A; EP0647074A2; AU7165594A; BR9403902A; EP0647074A3; US5564072A; CA2133294A1; JPH07177557A; ZA946810B; PL305238A1; RU2138131C1

Abstract

1. System stacjonarnej lacznosci ko-- mórkowej zawierajacy siec ruchomej lacz- nosci komórkowej, w której w dowolnej z komórek znajduje sie przynajmniej jedno stacjonarne komórkowe urzadzenie kon- cowe realizujace lacznosc radiowa z jedna z komórkowych stacji bazowych sieci ru- chomej lacznosci komórkowej, znamienny tym, ze stacjonarne komórkowe urzadze- nie koncowe (4) jest polaczone z przynaj- mniej jedna bezprzewodowa stacja (6) bazowej sieci lacznosci bezprzewodowej (WS) za pomoca bloku sterujaco-interfej - sowego (9), dokonujacego adaptacji kana- lów informacyjnych i sterujacych miedzy tymi dwoma sieciami lacznosci (CS, WS) dla realizacji lacznosci z bezprzewodowy- mi urzadzeniami koncowymi (7). FIG. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest system stacjonarnej łączności komórkowej, zwłaszcza przeznaczony do stosowania w środowisku bez infrastruktury łączności stałej, lub tam,

174 852 gdzie infrastruktura jest już nasycona i planuje się wyspy operacyjne, w których będą oferowane usługi telekomunikacyjne. W szczególności system według wynalazku przeznaczony jest do zastosowania w strefach, gdzie występuje pokrycie przez pewną służbę łączności komórkowej ruchomej, jakkolwiek może stanowić przedmiot dużego zainteresowania w strefach, gdzie nie ma takich usług, a niezbędna jest szybka instalacja lub, gdzie koszty z nią związane są mniejsze od usług świadczonych przez sieć stacjonarną.

Problem zapewnienia obsługi telekomunikacyjnej w bardzo krótkim okresie czasu w pewnych środowiskach, gdzie brak jeszcze jakiejkolwiek infrastruktury, którymi okazują się zwykle obszary nowozabudowywane na zewnątrz wielkich miast lub w strefach, gdzie istnieje tego rodzaju infrastruktura, lecz jest ona już nasycona, był przyczyną podjęcia opracowań, których przeznaczeniem było określenie i zaprojektowanie specjalistycznych sieci zapewniających rozwiązanie tej sytuacji, przy czym rozwiązania najczęściej bazują na sieciach istniejących lub sieciach nowych, łatwych i szybkich w instalacji. Od momentu wprowadzenia do użytku ruchomej sieci łączności komórkowej ich wykorzystanie rozszerzyło się na zastosowania inne od tych, do których były pierwotnie przeznaczone. Jedną z najbardziej atrakcyjnych z wymienionego powyżej punktu widzenia możliwości jest rozwiązanie znane jako stacjonarna sieć komórkowa, która bazuje na zastosowaniu urządzeń końcowych kompatybilnych z siecią komórkową, którą wykorzystują, w środowisku stacjonarnym. Antena zwykle ulokowana jest w stałym miejscu i jest kierunkowa na stację bazową, pokrywającą komórkę, w której dana antena się znajduje.

Jest to szczegółowo objaśnione w opisie patentowym USA 4658096, który ujawnia rozwiązanie, w którym stacje bazowe sieci łączności komórkowej komunikują się ze stałymi komórkowymi urządzeniami końcowymi, w których skład wchodzą układy interfejsowe, z których każdy obsługuje pojedynczą linię abonencką, do której może być dołączony standardowy aparat telefoniczny, jak również odpowiednie urządzenia końcowe ruchomej łączności komórkowej. W tym samym opisie patentowym przedstawiono również rozwiązanie, w którym usługi łączności świadczone są dla pewnej liczby standardowych aparatów telefonicznych, z których wszystkie dołączone są do zespołu działającego w charakterze koncentratora do zarządzania kanałami łączności. Koncentrator zapewnia niewielką liczbę stacjonarnych końcowych urządzeń łączności komórkowej, a zatem optymalizację istniejących rozwiązań. Stacjonarne urządzenia końcowe łączności komórkowej zapewniają otrzymanie tylu linii abonenckich, ile występuje komórkowych urządzeń nadawczo-odbiorczych. Kiedy występuje zapotrzebowanie na większą liczbę linii abonenckich, niektóre komórkowe urządzenia nadawczo-odbiorcze podlegają grupowaniu.

Ten rodzaj usług stacjonarnej łączności komórkowej stanowi jedną z możliwości dostępnych dla zakładów telekomunikacyjnych, które pragną oferować swoje usługi w określonych środowiskach, i które chcą być całkowicie przezroczyste dla użytkownika we wszystkich aspektach, na przykład numeracji, opłat itp. Z drugiej strony ten typ urządzenia końcowego stacjonarnej łączności komórkowej nie odbiega znacznie od możliwości zwykłej sieci ruchomej łączności komórkowej, ponieważ obciążenie stacjonarnymi kanałami występuje tylko na jednej stacji bazowej i ich maksymalna liczba jest ograniczona i znana. Tym niemniej nie osiąga się optymalnych korzyści ekonomicznych, ponieważ występuje- konieczność budowy infrastruktury lokalnej w budynku abonentów, w celu przydzielania dostępnych linii do zestawu stacjonarnych urządzeń końcowych łączności komórkowej, dysponowania tą samą liczbą urządzeń telefonicznych, lub terminali innego rodzaju, w celu pokrycia zapotrzebowania na usługi łączności lokalnej sieci.

Istotą systemu stacjonarnej łączności komórkowej według wynalazku, zawierającego sieć ruchomej łączności komórkowej, w której w dowolnej z komórek znajduje się przynajmniej jedno stacjonarne komórkowe urządzenie końcowe realizujące łączność

174 852 radiową z jedną z komórkowych stacji bazowych sieci ruchomej łączności komórkowej, jest to, że stacjonarne komórkowe urządzenie końcowe jest połączone z przynajmniej jedną bezprzewodową stacją bazowej sieci łączności bezprzewodowej za pomocą bloku sterująco-interfejsowego, dokonującego adaptacji kanałów informacyjnych i sterujących między tymi dwoma sieciami łączności dla realizacji łączności z bezprzewodowymi urządzeniami końcowymi.

Korzystnie według wynalazku stacjonarne komórkowe urządzenie końcowe sieci ruchomej łączności komórkowej zawiera przynajmniej jedno radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze, bezprzewodowa stacja bazowa sieci łączności bezprzewodowej zawiera także przynajmniej jedno radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze, przy czym blok sterująco-interfejsowy dostosowuje te dwa urządzenia nadawczo-odbiorcze sieci łączności komórkowej i bezprzewodowej oraz dokonuje koncentracji liczby kanałów oferowanych do liczby kanałów dostępnych.

Korzystne jest także, gdy według wynalazku do bloku sterująco-interfejsowego, dokonującego adaptacji sieci ruchomej łączności komórkowej i sieci łączności bezprzewodowej, są dołączone standardowe urządzenia końcowe za pośrednictwem linii telefonicznych względnie urządzeń radioliniowych.

Korzystne jest ponadto, gdy sieć ruchomej łączności komórkowej i sieć łączności bezprzewodowej są sieciami analogowymi i/lub cyfrowymi.

Dalsze korzyści z wynalazku uzyskuje się, gdy blok sterująco-interfejsowy stanowi obwód realizacji zestawienia łączności wewnętrznej między bezprzewodowymi urządzeniami końcowymi, bez wykorzystywania kanałów łączności sieci komórkowej, oraz centralizacji oferowanych kanałów łączności dla bezprzewodowych urządzeń końcowych i standardowych urządzeń końcowych.

Ponadto korzystnie stancjonarne komórkowe urządzenie końcowe sieci ruchomej łączności komórkowej zawiera pojedyncze radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze, pracujące w wielodostępie z podziałem czasowym, oraz blok sterowania dołączony do tego radiowego urządzenia nadawczo-odbiorczego dla zarządzania kanałami radiowymi za pośrednictwem interfejsów linii abonenckich, przy czym blok sterująco-interfejsowy jest włączony między blok sterowania a interfejsy linii abonenckich dla zwiększenia liczby dostępnych kanałów, lub też zawiera szereg pojedynczych radiowych urządzeń nadawczo-odbiorczych, dołączonych, po stronie częstotliwości radiowych, do anteny dla zapewnienia dostępności większej liczby kanałów łączności.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że nadaje się ono do szybkiego zainstalowania oraz jest niekosztowne i umożliwia obsługę pewnej liczby abonentów z wykorzystaniem usług telekomunikacji ruchomej w ograniczonym środowisku, co pozwala na optymalizację wykorzystania dostępnych rezerw pod względem liczby dysponowanych kanałów łączności.

Wynalazek jest dokładniej objaśniony w oparciu o przykład wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy systemu stacjonarnej łączności komórkowej ze stacjonarnymi komórkowymi urządzeniami końcowymi i stałą infrastrukturą lokalną, fig. 2 - schemat blokowy odmiany systemu według wynalazku, w którym infrastruktura w budynku abonenta została zastąpiona siecią łączności bezprzewodowej, fig. 3 - schemat blokowy syi^t:emu ze stacjonarnym komórkowym urządzeniem końcowym, stacją bazową sieci łączności bezprzewodowej oraz blokiem sterująco-interfejsowym, fig. 4 - schemat ogólny zespolonego stacjonarnego sprzętu łączności komórkowej, w skład którego wchodzi radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze, kompatybilne z komórkowym urządzeniem nadawczo-odbiorczym, blok sterująco-interfejsowy oraz radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze kompatybilne z siecią łączności bezprzewodowej, fig. 5 - schemat blokowy stacjonarnego komórkowego urządzenia końcowego dla pojedynczego kanału łączności znanego ze stanu techniki, fig. 6 - schemat blokowy wieloabonenckiego stacjonarnego komórkowego urządzenia końcowego dysponującego pewną liczbą dostępnych kanałów łączności, fig. 7 - schemat blokowy wieloabonenckiego

174 852 stacjonarnego komórkowego urządzenia końcowego, a fig. 8 - schemat blokowy wieloabonenckiego stacjonarnego komórkowego urządzenia końcowego z elementami koncentrującymi, służącymi do powiększenia liczby linii abonenckich.

Znana jest sieć ruchomej łączności komórkowej CS, z ruchomym centrum telekomunikacyjnym 2, dołączonym do większej sieci telekomunikacyjnej, na przykład do publicznej sieci telekomutacyjnej 1, jak to przedstawiono na figurze 1. Do tego ruchomego centrum komutacyjnego 2 dołączonych jest wiele komórkowych stacji bazowych 3 należących do sieci ruchomej łączności komórkowej CS, które są rozrzucone w określonej strefie w celu zapewnienia jej pokrycia komórkami. Poza tym, czego nie pokazano na rysunku, występuje szereg potrzebnych bloków funkcjonalnych, takich jak sterowniki stacji bazowych, centrum konserwacyjne, ośrodek rozliczeniowy itp.

Jeżeli tego rodzaju infrastruktura łączności już istnieje, to możliwe jest zainstalowanie połączeń telekomunikacyjnych między blokiem ruchomym, znajdującym się w dowolnej z określonych komórek, i komórkowej stacji bazowej 3 sieci ruchomej łączności komórkowej CS odpowiadającej tej komórce.

W rozwiązaniu według wynalazku stosuje się stacjonarne komórkowe urządzenie końcowe 4, w zasadzie typu standardowego, do którego dołączona jest stała antena kierunkowa, której główne listki charakterystyki skierowane są na komórkową stację bazową 3, z którą pozostaje ona w łączności, i która uzupełniona jest blokiem sterująco-interfejsowym 9, w celu zapewnienia osiągalności kanału łączności. Następnie, jak to przedstawiono na figurze 2, dołączona jest bezprzewodowa stacja bazowa 6 sieci łączności bezprzewodowej WS, tak że do dostępnego kanału łączności w sieci ruchomej łączności komórkowej CS może mieć dostęp wiele bezprzewodowych urządzeń końcowych 7, na przykład aparatów telefonicznych, za pośrednictwem sprzętu o takiej strukturze i zakończonego stacjonarnym standardowym urządzeniem końcowym 5, tak że sieć łączności bezprzewodowej WS może być wykorzystywany również jako lokalne łącze abonenckie dla łączności wewnętrznej.

Struktura sieci łączności jest kompatybilna również z innymi standardowymi urządzeniami końcowymi 5, na przykład aparatami telefonicznymi, które mogą mieć dostęp do kanału łączności stacjonarnego komórkowego urządzenia końcowego 4 albo przez dołączenie bezpośrednie do linii abonenckiej, albo przez pośredniczące łącze radiowe, które jak to pokazano na fig. 2, jest utworzone przez urządzenie radioliniowe 8.

Jedno z komórkowych urządzeń końcowych 4, jak to pokazano na figurze 5, zawiera radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze RTX, które dołączone jest do anteny ANT w celu zapewnienia łączności drogą radiową z komórkową stacją bazową 3 i blokiem sterująco-interfejsowym 9, w tym przypadku umieszczony w tej samej obudowie, w celu zapewnienia kanału łączności dla większej liczby abonentów. Zawiera ono również blok zasilania PWS, który dołączony jest do sieci prądu przemiennego i akumulatora BAT w celu zasilania urządzenia w razie awarii sieci prądu przemiennego.

Kanały łączności, zawierające blok sterująco-interfejsowy 9, wykorzystywane są do zapewnienia dostępu linii abonenckich do bezprzewodowej stacji bazowej 6 sieci łączności bezprzewodowej WS (figura 3) i do standardowych aparatów telefonicznych 5, bezpośrednio lub za pośrednictwem urządzenia radioliniowego 8.

Kiedy sieć łączności jest zaprojektowana dla poziomu ruchu przekraczającego poziom ruchu obsługiwany przez pojedynczy kanał łączności sieci ruchomej łączności komórkowej CS, istnieje możliwość centralizowania kanałów zapewnianych przez różne ruchome urządzenia końcowe, także za pomocą bloku sterująco-interfejsowego 9, który pełni opisane uprzednio funkcje i zapewnia większą liczbę kanałów łączności. Przedstawiono to na fig. 6, gdzie kilka radiowych urządzeń nadawczo-odbiorczych RTX połączonych jest z jednej strony z anteną ANT za pośrednictwem bloku dupleksera Dx, a z drugiej strony z blokiem sterująco-interfejsowym 9, w celu zapewnienia większej liczby linii telefonicznych za pomocą interfejsów linii abonenckich SL.

174 852

Jakkolwiek liczba wykorzystywanych ruchomych urządzeń końcowych i, odpowiednio do tego, maksymalna liczba dostępnych kanałów łączności jest większa niż jeden, to w systemie łączności podobnym do opisanego zwykle umieszcza się je w pojedynczym stojaku, ze wspólnym zespołem zasilania. Zatem tak ukształtowane stacjonarne komórkowe urządzenie końcowe 4 jest typu wieloabonenckiego i termin urządzenie końcowe powinien być rozumiany w szerokim sensie i niezależnie od liczby ruchomych urządzeń końcowych i/lub kanałów, którymi dysponuje.

Blok sterująco-interfejsowy 9 wykonuje, między innymi, funkcje konwersji numeracji, jeżeli jest niezbędna, między siecią ruchomej łączności komórkowych i publiczną siecią telekomunikacyjną 1, jak również inne adaptacje potrzebnych dla sygnałów, to jest ich poziomów, typów, kodów.

Dostępne kanały, jak to pokazano na fig. 3, dołączone są do bezprzewodowej stacji bazowej 6 sieci łączności bezprzewodowej WS, dla której blok sterująco-interfejsowy 9 również dokonuje konwersji sygnałów między obu sieciami CS i WS, tak że zapewniona jest synchronizacja między tymi dwoma sieciami.

Tym niemniej, jeżeli sieć ruchomej łączności komórkowej CS pracuje w wielodostępie z podziałem czasowym, to radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze RTX, wchodzące w skład komórkowego urządzenia końcowego 4 pracuje tylko podczas określonej części impulsów danych, zależnie od działania sterownika dla tego urządzenia nadawczo-odbiorczego. W przypadku stacjonarnego urządzenia końcowego 4, jak to można zauważyć na figurze 7, wykorzystywane jest komórkowe urządzenie nadawczo-odbiorcze RTX typu wykorzystywanego w komórkowych ruchomych urządzeniach końcowych, lecz do których blok sterowania 19 urządzenia nadawczo-odbiorczego RTX dołączony jest w celu zarządzania kanałami radiowymi, tak że w ten sposób powstały zespół może przez dłuższy czas obsługiwać przynajmniej tyle kanałów łączności, ile występuje paczek impulsów przeznaczonych dla ramki w sieci łączności z wielodostępem z podziałem czasowym. Blok sterowania 19 urządzenia nadawczo-odbiorczego RTX może wykonywać również funkcję koncentratora kanałów w celu umożliwienia osiągnięcia większej liczby linii abonenckich, bądź też funkcja ta może być włączona już później do zestawu funkcji pełnionych przez blok sterująco-interfejsowy 9, jak to pokazano na figurze 8.

Funkcja adaptacyjna bloku sterująco-interfejsowego 9 musi zapewniać, dla użytkownika końcowego, przezroczystość procesów wykonywanych przez ten blok sterująco-interfejsowy 9, tak aby numery abonentów, również przy rozliczaniu opłat przez zakłady telekomunikacyjne, były takie same, jak przy połączeniach bezpośrednich z publiczną siecią komutacyjną.

Jeżeli liczba dostępnych kanałów w dalszym ciągu okazuje się niedostateczna, to można zastosować podobne urządzenia nadawczo-odbiorcze RTX jak w rozwiązaniu, służące do osiągnięcia większej liczby kanałów łączności i, w których bloki sterujące zarządzają całym zestawem radiowych urządzeń nadawczo-odbiorczych.

Jedno z komórkowych radiowych urządzeń nadawczo-odbiorczych może być innego typu, kompatybilnego nie z dotychczas eksploatowaną siecią łączności komórkowej CS, lecz z inną siecią również komórkową lub innego typu, w celu zapewnienia odpowiedniej liczby kanałów zapasowych, niezależnych od dostępności kanałów w komórce, w której znajduje się stacjonarne komórkowe urządzenie 4.

174 852

EIG. 4

174 852

FIG. 6

174 852

FIG. 8

174 852

CS

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. System stacjonarnej łączności komórkowej zawierający sieć ruchomej łączności komórkowej, w której w dowolnej z komórek znajduje się przynajmniej jedno stacjonarne komórkowe urządzenie końcowe realizujące łączność radiową z jedną z komórkowych stacji bazowych sieci ruchomej łączności komórkowej, znamienny tym, że stacjonarne komórkowe urządzenie końcowe (4) jest połączone z przynajmniej jedną bezprzewodową stacją (6) bazowej sieci łączności bezprzewodowej (WS) za pomocą bloku sterującointerfejsowego (9), dokonującego adaptacji kanałów informacyjnych i sterujących między tymi dwoma sieciami łączności (CS, WS) dla realizacji łączności z bezprzewodowymi urządzeniami końcowymi (7).
2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że stacjonarne komórkowe urządzenie końcowe (4) sieci ruchomej łączności komórkowej (CS) zawiera przynajmniej jedno radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze (RTX), bezprzewodowa stacja bazowa (6) sieci łączności bezprzewodowej (WS) zawiera także przynajmniej jedno radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze (RTX), przy czym blok sterująco-interfejsowy (9) dostosowuje te dwa urządzenia nadawczo-odbiorcze sieci łączności komórkowej i bezprzewodowej (CS, WS) oraz dokonuje koncentracji liczby kanałów oferowanych do liczby kanałów dostępnych.
3. System według zastrz. 1, znamienny tym, że do bloku sterująco-interfejsowego (9), dokonującego adaptacji sieci ruchomej łączności komórkowej (CS) i sieci łączności bezprzewodowej (WS), są dołączone standardowe urządzenia końcowe (5) za pośrednictwem linii telefonicznych względnie urządzeń radioliniowych (8).
4. System według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sieć ruchomej łączności komórkowej (CS) i sieć łączności bezprzewodowej (WS) są sieciami analogowymi i/lub cyfrowymi.
5. System według zastrz. 1, znamienny tym, że blok sterująco-interfejsowy (9) stanowi obwód realizacji zestawienia łączności wewnętrznej między bezprzewodowymi urządzeniami końcowymi (7), bez wykorzystywania kanałów łączności sieci komórkowej, oraz centralizacji oferowanych kanałów łączności dla bezprzewodowych urządzeń końcowych (7) i standardowych urządzeń końcowych (5).
6. System według zastrz. 1, znamienny tym, że stacjonarne komórkowe urządzenie końcowe (4) sieci ruchomej łączności komórkowej (CS) zawiera pojedyncze radiowe urządzenie nadawczo-odbiorcze (RTX), pracujące w wielodostępie z podziałem czasowym, oraz blok sterowania (19) dołączony do tego radiowego urządzenia nadawczo-odbiorczego (RTX) dla zarządzania kanałami radiowymi za pośrednictwem interfejsów linii abonenckich (SL).
7. System według zastrz. 6, znamienny tym, że blok sterująco-interfejsowy (9) jest włączony między blok sterowania (19) a interfejsy linii abonenckich (SL) dla zwiększenia liczby dostępnych kanałów.
8. System według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera szereg pojedynczych radiowych urządzeń nadawczo-odbiorczych (RTX), dołączonych, po stronie częstotliwości radiowych, do anteny (ANT) dla zapewnienia dostępności większej liczby kanałów łączności.