WO1995005053A1 - Lokales isdn-funkübertragungssystem - Google Patents

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WO1995005053A1
WO1995005053A1 PCT/DE1994/000878 DE9400878W WO9505053A1 WO 1995005053 A1 WO1995005053 A1 WO 1995005053A1 DE 9400878 W DE9400878 W DE 9400878W WO 9505053 A1 WO9505053 A1 WO 9505053A1
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Klaus Jäckel
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    • H04W84/14—WLL [Wireless Local Loop]; RLL [Radio Local Loop]

Definitions

  • the invention relates to a local ISDN transmission system, which is organized as a local radio cell, consisting of a central base station and a large number of decentralized subscriber radio devices, and is connected to the subscriber ports (ISDN basic connections) of a local exchange, partial exchange or private branch exchange and enables the participants access to the public ISDN telecommunications network via an S o interface by using wireless transmission and in which for the operation of the system with a number of participants greater than the number of duplex radio channels used (hereinafter referred to as message channels) in a central Radio base station (base station BS) there is a radio switching device which, by means of a special radio switching method, the subscriber radio (TL) if there is an activation request (PH-ACTIVATE REQUEST) any of the available and free messages provides channels for communication,
  • base station BS central Radio base station
  • base station BS there is a radio switching device which, by means of a special radio switching method, the subscriber radio (TL) if there is an activation request (PH-
  • the invention relates to a local ISDN radio transmission system according to the preamble of claim 1. It is organized as a local radio cell, which consists of a central fixed radio station (base station BS) and a large number of decentralized subscriber radio devices.
  • the aim is to give radio subscribers, who for various reasons cannot be connected to a switching device via standardized subscriber lines or whose connection is not expedient in this form, access to the public ISDN telecommunications network via an S 0 interface by using wireless transmission enable.
  • Multi-user systems for radio-assisted connection of telecommunications subscribers to the public telecommunications networks are used in a variety of ways.
  • the main categories are: h Cellular networks These are primarily characterized by the properties roaming and handover
  • channel bundles are transmitted, which can be split in several levels on the transmission path and are transmitted to several end points. Starting from these endpoints, the participants are mostly connected via cable routes; when radio is used, they are usually connected to the same channel. No mediation functions are carried out in the rural networks.
  • These systems generally offer the subscriber an a / b connection or adequate functions with regard to voice communication and transmission of modem and fax transmissions. In some cases, special connections for data transmission (data terminals) are also offered. The data rates can be up to 64 kbit / s.
  • these systems are designed for connection to the ISDN and in some cases also pass through a few selected functions of the ISDN to the subscriber.
  • DAL systems wireless connection lines
  • the previous systems only offer the radio subscriber a subscriber connection with an a / b interface. Examples of this are the representations in (2) and (3).
  • a TDMA frame with a duration of 16 ms is divided into 8 channel frames for the direction of the base station to the subscriber devices and 8 channel frames for the direction from the subscriber devices to the base station, which results in a duration of 1 ms for the individual channel frames follows.
  • An RF bandwidth of 1 MHz is used for the transmission of 8 channels in duplex mode, which is only acceptable with the minimum ranges and the associated low transmission power of 80 mW.
  • the radio transmission removes range limits that result from runtime problems by not using the S 0 interface for the radio transmission.
  • FIG. 1 shows the principle of connecting ISDN subscribers via radio
  • 2 shows the standard sequence of the wake-up procedure for an incoming call
  • FIG. 3 shows the modified sequence of the wake-up procedure for an incoming call
  • FIG. 4 shows the circuit diagram of the base station of an ISDN-DAL system when the wake-up procedure is changed in accordance with FIG. 3
  • FIG. 5 shows the standard sequence of the 6, the modified sequence of the wake-up procedure for an incoming call, including the representation of the IOM interface
  • FIG. 7 the circuit diagram of the base station of an ISDN DAL system when the IOM is accessed Interface according to Figure 6
  • FIG. 8 shows the circuit diagram of a subscriber device of an ISDN DAL system
  • FIG. 9 the circuit diagram of a subscriber device of an ISDN DAL system when the IOM interface is accessed.
  • FIG. 10 the data frame for radio switching in an ISDN DAL system.
  • Another essential objective of the invention is to ensure a high frequency economy of the radio transmission system.
  • This requirement is met in that the number of radio channels is selected to be significantly lower than the number of radio subscribers, the ratio having to be variable in order to enable adaptation to different traffic values in accordance with the subscriber structure.
  • Network termination is divided into two sections by the use of an intermediate regenerator (ZWR) and the wired transmission is replaced by radio transmission on the ZWR-NT section.
  • ZWR is part of the base station (BS) of the local radio cell and the NT part of the subscriber radio (TL). Both are integrated so that if there is an activation request (PH-
  • the U ⁇ o subscriber connection 1.1 (see FIG. 1) provided by the ISDN TVSt is connected to a channel module of the base station 1.2, which consists of a U ⁇ o repeater (ZWR)
  • the U ⁇ o repeater is conventionally constructed with a U ⁇ o transmitter 1.6, hybrid 1.7, and two circuits IEC-T 1.8 and 1.9 connected via an IOM interface.
  • the U ⁇ o repeater is coupled to the radio device with the hybrid omitted on separate lines for downstream and upstream. If required, the radio device can also contain modules for code conversion, inserting redundancy for error detection and error correction and cryptographic handling of the signal.
  • the subscriber radio 1.10 (see FIG. 1) consists of the receive module 1.12 and transmit module 1.13, which are coupled to a network termination (NT) 1.11 on separate lines for downstream and upstream, with the omission of the hybrid.
  • NT network termination
  • NT is traditionally constructed with an IEC-T circuit in NT mode 1.14 and an SBC or SBCX 1.15 circuit, which are connected via an IOM interface, and an S 0 transmitter 1.16.
  • the subscriber radio provides an S 0 interface 1.17 at its output.
  • Such an implementation can only be switched as a dedicated connection without additional measures, which would make one radio channel necessary for each radio subscriber, but was to be avoided in accordance with the objectives.
  • the assignment of a free radio channel (hereinafter always referred to as radio switching) is required for each connection request.
  • this is achieved for an incoming call for a radio subscriber (activation by the telecommunications exchange) by delaying the INFO U2W signals
  • the starting point is the standard sequence of the wake-up procedure of the U ⁇ o route with ZWR (see FIG. 2).
  • This sequence means that after the PH-ACTIVATE REQUEST the line termination (LT) 2.1 sends the wake-up signal INFO U2W 2.4 in the direction of the ZWR 2.2, whereupon the ZWR acknowledges with INFO U1 W 2.5.
  • the standard timing means that 5.32 ms after the start of sending 2.4 in the LT the acknowledgment detection QE 2.6 takes place.
  • the same conditions as for the U ⁇ o section LT - ZWR result for the U ⁇ o section ZWR - NT 2.3.
  • Parallel to sending the acknowledgment 2.5 to the LT, the ZWR sends the wake-up call INFO U2W 2.8 to the NT and at the same time starts the wake-up repeat time Tul 3 12 ms 2.11.
  • the INFO U1W 2.9 acknowledgment of the NT and QE 2.10 in the ZWR can be delayed by a maximum of 6.68 ms compared to the standard timing (waiting time), without a disturbance in the activation of the U ⁇ o - Route is done. Both waiting periods can be used independently or together.
  • the sequence of activation of the U ⁇ o route results in accordance with FIG. 3.
  • the INFO U2W 3.4 sent by the LT 3.1 (see FIG. 3) is delayed by a suitable device to the LT-side input of the ZWR 3.2 passed and the INFO U2W 3.6 generated by the ZWR is replaced by a suitable one
  • FIG. 4 which are assigned to each U ⁇ o subscriber line 4.1.
  • the incoming line signal is separated in a hybrid circuit 4.2 in the downstream and upstream.
  • a delay device 4.3 and 4.5 are inserted into the down-stream line at the input and output of the ZWR 4.4 and are controlled by the channel controller 4.6.
  • the delay devices 4.3 and 4.5 represent an interruption of the cable path in the deactivated state of the U ⁇ o section.
  • a wake-up signal arriving on the up side of the delay device 4.3 is recognized by the channel controller 4.6, which then processes the process Initiates radio switching and after the maximum permissible delay time or after completion of the radio switching feeds in the same wake-up signal on the down side of the delay device and then removes the separation of the cable (see also FIG.
  • the base station is completed in a manner known from mobile telephone technology by a radio switching computer 4.7, which controls all channel assemblies 4.0 and the coupling fields for the transmission direction 4.9 and for the reception direction 4.10 via a central bus 4.8.
  • Transmitter modules 4.11 and reception modules 4.12 are connected to the switching matrix modules and work on a common antenna 4.14 via a switching network 4.13.
  • Output circuit 5.7 sends.
  • Output circuit 5.7 acknowledges with Info ARU 5.8 and initiates the activation of the second section from ZWR 5.2 to NT 5.3 by sending Info U2W 5.9.
  • the exchange of the signals ARN 5.10 and AIU 5.11 via the IOM interface of the ZWR 5.12 completes the activation.
  • an interface processor UPC 6.14 is inserted into the IOM interface as shown in FIG. 6 and the IOM interface is thus divided into two sections 6.12 and 6.13.
  • the input circuit 6.5 of the ZWR 6.2 sends out the information RSYD 6.6, which the UPC
  • the UPC 6.14 acknowledges with the signal ARU 6.8 and sends the activation instruction ARX 6.16 to the radio switching center RPX 6.15. From the RPX
  • the activation acknowledgment AIX 6.17 is sent to the UPC 6.14. Only then will UPC 6.14 the RSYD 6.18 signal is sent with a delay to the output circuit 6.7 of the ZWR 6.2.
  • the output circuit 6.7 of the ZWR 6.2 acknowledges with the info ARU 6.19 and now activates the second section from the ZWR 6.2 to the NT 6.3 by sending the INFO U2W 6.9. This process runs over the already activated radio connection to the desired subscriber device.
  • the UPC 6.14 After receiving the Info ARU 6.19, the UPC 6.14 also sends the Info ARN 6.20 with a delay to the output circuit 6.7 of the ZWR 6.2.
  • connection between input circuit 6.5 and output circuit 6.7 of the ZWR 6.2 is switched transparently by the UPC 6.14 and all subsequent signals are transmitted without change or delay.
  • This variant according to the invention is likewise implemented in the base station by channel modules 7.1 (see FIG. 7) which are assigned to each U ⁇ o subscriber connection 7.2.
  • the IOM bus between the circuits IEC 7.4 and IEC 7.5 is completely or partially interrupted and the subbus 7.6 of IEC 7.4 and the subbus 7.8 of IEC 7.5 are each connected to the channel controller / RPX 7.9.
  • the line signal arriving from the LT is separated in a hybrid circuit 7.10 in down- and upstream and these are connected directly to IEC 7.4.
  • the activation request sent by IEC 7.4 via the IOM interface 7.6 is recognized by the channel controller / RPX 7.9, which then initiates the process of radio switching (see also FIG. 6 and belonging to FIG. 6) Description).
  • the channel controller transfers the activation request for the second U ⁇ o section to IEC 7.5 via IOM interface 7.8.
  • the base station is completed in a manner known from mobile telephone technology and is identical to the illustration in FIG. 4 and the associated description.
  • the time for the radio switching is determined by the delay in the signal
  • the implementation takes place in the subscriber radio (see FIG. 8), in that in NT 8.2 between
  • a switch element 8.4 is arranged in the upstream branch, which is switched by the link controller 8.7 via a control line can.
  • the link controller 8.7 is connected between the S 0 transmitter 8.3 and the switch element 8.4 with the upstream branch.
  • the switch element 8.4 is in the deactivated state of the S o -. Route an interruption of the line the train is A on the down-side of the Weger ⁇ element 8.4 incoming signal INFO Sl is detected by the link controller 8.7 which then starts the process of radio switching, and after completion of the Radio switching switches the switch element 8.4 to "ON", whereby INFO S1 is applied to the NT and initiates the activation of the ISDN subscriber line.
  • the same task is also solved in the subscriber radio (see FIG. 9).
  • An essential feature is that in the NT 9.2 the IOM bus between the SBC (SBCX) 9.4 and IEC 9.7 circuits is completely or partially interrupted and the sub-bus 9.5 of the SBC 9.4 and the sub-bus 9.6 of IEC 9.7 are each connected to the link controller 9.8.
  • the S 0 signal 9.1 is connected via an S 0 transmitter 9.3 to the SBC (SBCX) 9.4 circuit of the NT 9.2.
  • SBCX SBCX
  • the link controller 9.8 After there is an activation request from a TE (INFO S1), the activation request sent by the SBC (SBCX) 9.4 via the IOM interface 9.5 is recognized by the link controller 9.8, which then initiates the process of radio switching.
  • the link controller transfers the activation request to the IEC 9.7 circuit via the IOM interface 9.6, which initiates the activation of the ISDN subscriber line.
  • an independent radio channel for control, organization and control purposes is dispensed with in accordance with claim 5. All commands and information required for this are transmitted in the free radio channels.
  • the data rate, block length and sync words are selected to be identical to the respective U-interface standard.
  • the synchronous words are reversely inserted (start and end interchanged) in the transmission, whereby it can be clearly distinguished whether radio switching operation or ISDN transmission is present.
  • a data frame corresponding to these specifications is shown in FIG. 10. The data frame begins with 5 ternary steps "0" as
  • the bark codes are inserted in the data streams in reversed fashion.
  • the polarity is not important, since the receiving circuits contain automatic polarity detection.
  • This is followed by 16 ternary steps in command part 10.3, which can contain 8 useful bits equal to 256 commands in the case of BCH (8.4) coding.
  • This is followed by 16 ternary steps of address part 10.4, which with BCH (8.4) coding can contain 8 useful bits equal to 256 addresses.
  • the remaining 72 ternary steps 10.5 are used as data and can transmit 36 useful bits based on the same conditions as in 10.3 and 10.4.
  • the free / busy messages for 36 channels can be included as 1 bit information as an example.
  • the subscriber radio devices have a random generator which, before each channel change, determines an evenly distributed integer random number which, for example, can be between 1 and 16 depending on the size of the system, and which indicates how many free channels are used in a cyclical manner Scanning is to be used.
  • the channel changes are carried out automatically by the subscriber radio devices at variable time intervals, furthermore on the instructions of the radio switching device or if the currently used channel is assigned to another subscriber radio device for active use.
  • the assignment of a free radio channel to the subscriber takes place in accordance with claim 6 in that the radio switching device sends out an addressed query in all free radio channels. This is necessary if there is no a priori knowledge about the radio channel currently occupied by the subscriber radio in the radio switching device.
  • Query and receipt transmission are controlled centrally by the radio switching device according to the master-slave principle.
  • the subscriber radio If a subscriber wishes to dial (outgoing call), the subscriber radio carries out a corresponding request in the free radio channel currently being used. Upon successful detection of this dialing request, this radio channel is released by the BS for the subscriber radio for active ISDN information transmission.
  • the radio exchange In order to obtain time-defined responses from the subscriber radio, the radio exchange sends out free calls to which a subscriber radio can request to register. If a subscriber radio does not receive the corresponding radio channel after the election request has been sent, an evenly distributed integer random number is generated in the subscriber radio, which indicates how many subsequent calls to the radio exchange are to be used for a new transmission of the request, and the registration request is repeated accordingly .
  • This procedure ensures that due to a possible signal hardship, simultaneous registration of multiple participants registering for a request for a time, the individual participant registrations are unbundled.
  • the radio exchange constantly transmits current information via free channels.
  • the subscriber radios can determine the new target channel when a radio channel change is required without a search, and thus reduce communication losses.
  • PCT / EP91 / 00853 International Publication Number WO 91/18483
  • IOM-1 ISDN Oriented Modular Interface Version 1
  • IOM-2 ISDN Oriented Modular Interface Version 2

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein lokales ISDN-Funkübertragungssystem, welches als eine lokale Funkzelle, bestehend aus einer zentralen Funkfeststation und einer Vielzahl von dezentralen Teilnehmerfunkgeräten, organisiert ist. Das Funkübertragungssystem ist an die Teilnehmerports (ISDN-Basisanschlüsse) einer Ortsvermittlungsstelle, Teilvermittlungsstelle oder Nebenstelleneinrichtung angeschlossen. Dabei ist die Zahl der Funkteilnehmer größer als die Zahl der genutzten Duplex-Funkkanäle. Die Erfindung sichert dem Funkteilnehmer einen Teilnehmeranschluß mit S0-Schnittstelle. Durch die Funkübertragung im Teilnehmerbereich wird gesichert, daß Reichweitenbegrenzungen aufgehoben werden, die sich bei einer leitungsgebundenen Übertragung durch Dämpfungs- und Laufzeitprobleme ergeben. Erfindungsgemäß wird die Funkübertragungseinrichtung in eine ISDN-Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitung mit Zwischenregenerator in die Teilstrecke Zwischenregenerator-Network Termination eingefügt. Nach einer Aktivierungsanforderung erfolgt die Zuweisung eines Funkkanals innerhalb der Karenz- und Überwachungszeiten für die Aktivierung des ISDN-Zweidraht-Teilnehmeranschlusses. Zur effektiven Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Übertragungsbandbreite wird auf einen eigenständigen Funkkanal für Steuerungs-, Organisations- und Kontrollzwecke verzichtet. Die erforderlichen Befehle und Informationen werden in den freien Funkkanälen übertragen. Die Teilnehmerfunkgeräte erkennen freie Kanäle durch eine spezielle von der ISDN-Übertragung abweichende Anordnung des Synchronwortes.

Description

LOKALES ISDN-FUNKÜBERTRAGUNGSSYSTEM
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein lokales ISDN-Übertragungssystem , welches als eine lokale Funkzelle, bestehend aus einer zentralen Funkfeststation und einer Vielzahl von dezentralen Teilnehmerfunkgerä¬ ten, organisiert und an die Teilnehmerports (ISDN-Basisanschlüsse) einer Ortsvermitt¬ lungsstelle, Teilvermittlungsstelle oder Nebenstelleneinrichtung angeschlossen ist und den Teilnehmern den Zugang zum öffentlichen ISDN-Fernmeldenetz über eine So- Schnittstelle durch Einsatz drahtloser Übertragung ermöglicht und bei welchem für den Betrieb des Systems bei einer Teilnehmerzahl größer als die Zahl der genutzten Duplex- Funkkanäle (im weiteren als Nachrichtenkanäle bezeichnet) in einer zentralen Funk¬ feststation (Basisstation BS) eine Funkvermittlungseinrichtung vorhanden ist, die mittels eines speziellen Funkvermittlungsverfahrens dem Teilnehmerfunkgerät (TL) bei Vor¬ liegen einer Aktivierungsforderung (PH-ACTIVATE REQUEST) einen beliebigen der vorhandenen und freien Nachrichtenkanäle für die Kommunikation zur Verfügung stellt,
ERSATZBLATT STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein lokales ISDN-Funkübertragungssystemgemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es ist als eine lokale Funkzelle organisiert, die aus einer zentralen Funk- feststation (Basisstation BS) und einer Vielzahl von dezentralen Teilnehmerfunkgeräten besteht. Ziel ist, den Funkteilnehmern, die aus unterschiedlichsten Gründen nicht über standardisierte Teilnehmerleitungen an eine Vermittlungseinnchtung angeschlossen werden können oder deren Anschluß in dieser Form nicht zweckmäßig ist, den Zugang zum öffent¬ lichen ISDN-Fernmeldenetz über eine S0-Schnittstelle durch Einsatz drahtloser Übertragung zu ermöglichen.
Multiusersysteme zum funkgestützten Anschluß von Fernmeldeteilnehmern an die öffentli¬ chen Fernmeldenetze sind vielfältig im Einsatz. Hierbei handelt es sich vor allem um folgende Kategorien: h Mobilfunknetze Diese sind vor allem gekennzeichnet durch die Eigenschaften roaming und handover
(overload) mit allen daraus resultierenden Konsequenzen für die Netzsteuerung und die Forderung nach Einsatzmöglichkeit der Mobilgeräte bei hohen Geschwindigkeiten von bis zu 200 km/h und den daraus resultierenden Forderungen an die Funküber¬ tragungsverfahren. 2. Chekkernetze
Diese besitzen wie die Mobilfunknetze die Eigenschaften roaming und handover, sind jedoch bezüglich Teilnehmerspektrum, territorialer Ausdehnung, Funktionalität und insbesondere Zugang zu den öffentlichen Netzen gegenüber den vorgenannten Ein¬ schränkungen unterworfen. 3_, Netze auf der Basis der Technik schnurloser Telefone
Diese Netze sollen die Bindung des schnurlosen Telefons an einen bestimmten Haupt¬ anschluß aufheben und durch Einführung eines handover den territorialen Einsatz¬ bereich auf den Bereich einer PABX ausdehnen. 4_ DAL (Drahtlose Anschlußleitung") Diese sind gekennzeichnet durch den drahtlosen Anschluß stationärer Teilnehmer bei einer teilnehmergleichen Anschaltung des Funkübertragungssystems. Das heißt, daß in der Fernmeldevermittlung für jeden Funkteilnehmer ein eigener Teilnehmeranschluß vorhanden ist und die Funkübertragungseinrichtung zwischen diese Teilnehmeran¬ schlüsse und die Funkteilnehmer eingefügt ist. 5^ Rural Networks
Diese sind dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem Zentralknotenamt oder Knoten- amt ausgehend eine point to multipoint - Verbindung in territorial weit entfernte
Gebiete herstellen, wobei Funkverbindungen genutzt werden. Dabei werden Kanalbün¬ del übertragen, die auf dem Übertragungsweg in mehreren Ebenen gesplittet werden können und zu mehreren Endpunkten übertragen werden. Von diesen Endpunkten ausgehend werden die Teilnehmer meist über Kabelwege angeschaltet, bei Nutzung von Funk erfolgt meist eine kanalgleiche Anschaltung. In den rural networks werden keine Vermittlungsfunktionen ausgeführt. Diese Systeme bieten dem Teilnehmer im allgemeinen einen a/b-Anschluß oder adäquate Funktionen bezüglich Sprachkommunikation und Übertragung von Modem- und Faxsendun¬ gen. Teilweise werden auch spezielle Anschlüsse für Datenübertragung (Datenterminals) angeboten. Die Datenraten können dabei bis 64 kbit/s betragen. Diese Systeme sind netzseitig für den Anschluß an das ISDN ausgelegt und reichen zum Teil auch wenige ausgewählte Funktionen des ISDN bis zum Teilnehmer durch. Die Bereitstellung einer nicht eingeschränk¬ ten S0-Schnittstelle gehört jedoch nicht zu den Leistungsmerkmalen dieser Systeme. So wird in (1) ein Verfahren beschrieben, um GSM-Teilnehmern den Zugang zu Leistungs- merkmalen des ISDN zu bieten. Das dargestellte Verfahren ist jedoch dadurch begrenzt, daß die ISDN-Teilnehmerebene mit 2B+D (2 x 64kbit/s + 16kbit/s) nicht 1: 1 auf die GSM- Teilnehmerebene mit Bm + Dm (13 oder 12 oder 9,6 kbit/s + 1 kbit/s) übertragen werden kann (siehe hierzu (1), Figur 3 und Seite 1, Zeilen 10 bis 19).
Sogenannte DAL-Systeme (Drahtlose AnschlußLeitung) sind bereits vielfältig im Einsatz und haben unter den oben genannten Prämissen ihre Daseinsberechtigung bewiesen. Die bisheri¬ gen Systeme bieten dem Funkteilnehmer jedoch nur einen Teilnehmeranschluß mit a/b- Schnittstelle. Beispiele dafür sind die Darstellungen in (2) und (3).
In (4) wird eine Lösung beschrieben, die auf dem DECT-Standard beruht und unter Ver¬ wendung eines TDM/TDMA/TDD - Verfahrens den drahtlosen Anschluß von Teilnehmern an PABX oder PSTN ermöglicht. Im System wird eine digitale Übertragung mit 32 kbit/- s/Kanal benutzt, wobei jeweils 8 Kanäle mit einem RF-Träger übertragen werden, wozu insgesamt eine Bruttodatenrate von 640 kbit/s erforderlich ist. Dieses System wäre durch Zuweisung mehrerer Kanäle an einen Teilnehmer für die Bereitstellung von S0-Anschlüssen beim Teilnehmer geeignet, hat aber zwei grundlegende Konsequenzen:
1. Ein TDMA-Rahmen mit einer Dauer von 16 ms ist in 8 Kanalrahmen für die Rich¬ tung Basisstation zu den Teilnehmergeräten und 8 Kanalrahmen für die Richtung von den Teilnehmergeräten zur Basisstation unterteilt, woraus für den einzelnen Kanalrah¬ men eine Dauer von 1 ms folgt.
Damit sind keine Reserven für den Ausgleich von Laufzeitunterschieden (unter¬ schiedliche Entfernungen von Teilnehmergeräten zur Basisstation) vorhanden und das System ist auf kürzeste Entfernungen von bis zu 300 m beschränkt. Zur Quantifizierung dieser Aussagen: Die Realisierung eines Versorgungsbereiches von 30 km Radius erfordert Schutzzeiten von 0,2 ms zwischen den Aussendungen zweier aufeinanderfolgend sendender Teilnehmergeräte.
2. Für die Übertragung von 8 Kanälen im Duplexbetrieb wird eine HF-Bandbreite von 1 MHz belegt, was nur bei den minimalen Reichweiten und damit verbundenen geringen Sendeleistungen von 80 mW akzeptabel ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Die nachfolgend beschriebene Erfindung bietet dem Funkteilnehmer einen Teilnehmer¬ anschluß mit S0-Schnittstelle, um alle Leistungsmerkmale dieser modernen Kommunikations¬ technik nutzen zu können. Neben den oben genannten Prämissen, die die Verwendung von Funkübertragung im Teilnehmerbereich sinnvoll erscheinen lassen, kommt für den ISDN-
Teilnehmeranschluß hinzu, daß durch die Funkübertragung Reich Weitenbegrenzungen aufgehoben werden, die sich bei leitungsgebundener Übertragung durch Dämpfungsprobleme ergeben. Desweiteren werden durch die Funkübertragung Reichweitenbegrenzungen aufgeho¬ ben, die sich aus Laufzeitprobleme ergeben, indem für die Funkübertragung nicht die S0- Schnittstelle verwendet wird.
Eine konkrete Ausführung der Erfindung wird bezogen auf den ISDN-Zweidraht-Teilnehmer¬ anschluß mit Uκo-Interface beschrieben. Die Lösungsprinzipien sind jedoch für alle anderen ISDN-Zweidraht-Teilnehmeranschlüsse mit U-Interfaces gültig, wenn eine Anpassung an die bei diesen benutzten adäquaten Signale erfolgt. Einzelheiten der Erfindung sind anhand der in den Zeichnungen dargestellten Zusammen¬ hänge näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 das Prinzip der Anschaltung von ISDN-Teilnehmern über Funk, Fig. 2 den Standardablauf der Weckprozedur bei kommendem Ruf, Fig. 3 den modifizierten Ablauf der Weckprozedur bei kommendem Ruf, Fig. 4 das Wirkschaltbild der Basisstation eines ISDN-DAL-Systems bei Eingriff in die Weckprozedur entsprechend Figur 3 Fig. 5 den Standardablauf der Weckprozedur bei kommendem Ruf einschließlich der Darstellung der IOM-Schnittstelle Fig. 6 den modifizierten Ablauf der Weckprozedur bei kommendem Ruf einschlie߬ lich der Darstellung der IOM-Schnittstelle Fig. 7 das Wirkschaltbild der Basisstation eines ISDN-DAL-Systems bei Eingriff in die IOM-Schnittstelle entsprechend Figur 6
Fig. 8 das Wirkschaltbild eines Teilnehmergerätes eines ISDN-DAL-Systems bei
Eingriff in die S0-Schnittstelle Fig. 9 das Wirkschaltbild eines Teilnehmergerätes eines ISDN-DAL-Systems bei Eingriff in die IOM-Schnittstelle Fig. 10 den Datenrahmen für die Funkvermittlung in einem ISDN-D AL-System.
Eine weitere wesentliche Zielstellung der Erfindung ist es, eine hohe Frequenzökonomie des Funkübertragungssystems zu gewährleisten. Diese Forderung hat eine hohe Priorität, da die Nettobitrate des ISDN-Teilnehmeranschlusses mit (B l + B2 + D) = 144 kbit/s, wie auch immer die Kanalbildung erfolgt, breitbandige Funkkanäle zur Folge hat. Diese Forderung wird dadurch erfüllt, daß die Anzahl der Funkkanäle wesentlich niedriger als die Zahl der Funkteilnehmer gewählt wird, wobei das Verhältnis variabel gestaltbar sein muß, um eine Anpassung an unterschiedliche Verkehrswerte entsprechend Teilnehmerstruktur zu ermöglichen.
Hierzu wird eine Lösung dahingehend verwendet, bei welcher die ISDN-Zweidraht-Teil- nehmeranschlußleitung zwischen Line Termination (LT) in der ISDN-Vermittlung und
Network Termination (NT) beim Teilnehmer durch den Einsatz eines Zwischenregenerators (ZWR) in zwei Teilstrecken unterteilt wird und bei der Teilstrecke ZWR - NT die drahtge¬ bundene Übertragung durch eine Funkübertragung ersetzt wird. Dabei sind der ZWR Bestand¬ teil der Basisstation (BS) der lokalen Funkzelle und der NT Bestandteil des Teilnehmerfunk- gerätes (TL). Beide sind so integriert, daß bei Vorliegen einer Aktivierungsforderung (PH-
ACTIVATE REQUEST) die Zuweisung eines Nachrichtenkanals innerhalb der Karenz- und Überwachungszeiten für die Aktivierung der ISDN-Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitung. BESTE WEGE DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG Die Prinzipdarstellung einer derart zu einem Teilnehmer durchgeschalteten Verbindung ist in Figur 1. enthalten. Die Darstellung abstrahiert von allen Baugruppen, die an einer durch¬ geschalteten Funkverbindung funktionell nicht direkt beteiligt sind.
Der von der ISDN-TVSt bereitgestellte Uκo-Teilnehmeranschluß 1.1 (siehe Figur 1.) ist an eine Kanalbaugruppe der Basisstation 1.2 angeschaltet, die aus einem Uκo-Repeater (ZWR)
1.3 und der Sendebaugruppe 1.4 und Empfangsbaugruppe 1.5 besteht. Der Uκo-Repeater ist herkömmlich mit einem Uκo-Übertrager 1.6, Hybrid 1.7, und zwei über eine IOM-Schnitt¬ stelle verbundenen Schaltkreisen IEC-T 1.8 und 1.9 aufgebaut. Die Ankopplung des Uκo- Repeater an die Funkeinrichtung erfolgt unter Weglassung des Hybrid auf getrennten Leitungen für downstream und upstream. Die Funkeinrichtung kann bei Bedarf noch Bau¬ gruppen für Codewandlung, Einfügung von Redundanz zur Fehlererkennung und Fehler¬ korrektur und kryptographische Behandlung des Signals enthalten.
Das Teilnehmerfunkgerät 1.10 (siehe Figur 1.) besteht aus der Empfangsbaugruppe 1.12 und Sendebaugruppe 1.13, die unter Weglassung des Hybrid auf getrennten Leitungen für downstream und upstream an einen Network Termination (NT) 1.11 angekoppelt sind. Der
NT ist herkömmlich mit einem Schaltkreis IEC-T im NT-Mode 1.14 und Schaltkreis SBC oder SBCX 1.15, die über eine IOM-Schnittstelle verbunden sind, und einem S0-Übertrager 1.16 aufgebaut. Das Teilnehmerfunkgerät stellt an seinem Ausgang eine S0-Schnittstelle 1.17 bereit. Eine derartige Realisierung kann ohne zusätzliche Maßnahmen nur als Standverbindung geschaltet werden, was pro Funkteilnehmer einen Funkkanal erforderlich machen würde, jedoch zielstellungsgemäß zu vermeiden war. Für die zielstellungsgemäße Realisierung ist bei jeder Verbindungsanforderung die Zuweisung eines freien Funkkanals (im folgenden immer als Funkvermittlung bezeichnet) erforderlich. Die zur Funkvermittlung erforderliche system- interne Kommunikation zwischen Kanalbaugruppe der Basisstation und Teilnehmerfunkgerät und Schaltung von Koppelfeldern, Sende- und Empfangsbaugruppen etc. erfordert eine endliche Zeit, die erfindungsgemäß so in die Weckprozedur der Uκo-Strecke einzufügen ist, daß die Aktivierung der Uκo-Strecke dadurch nicht beeinträchtigt wird und nach der Weck¬ prozedur die Informationsverarbeitung on line erfolgen kann.
Erfindungsgemäß wird dies bei kommendem Ruf für einen Funkteilnehmer (Aktivierung durch die Fernmeldevermittlung) durch die Verzögerung der Signale INFO U2W erreicht Ausgangspunkt ist der Standardablauf der Weckprozedur der Uκo-Strecke mit ZWR (siehe Fi¬ gur 2.). Dieser Ablauf beinhaltet, daß nach PH-ACTIVATE REQUEST vom Line Termi¬ nation (LT) 2.1 in Richtung zum ZWR 2.2 das Wecksignal INFO U2W 2.4 aussendet, worauf vom ZWR mit INFO U1 W 2.5 quittiert wird. Das Standardtiming beinhaltet, daß 5,32 ms nach Beginn der Aussendung von 2.4 im LT die Quittungserkennung QE 2.6 erfolgt. QE 2.6 wird als ordnungsgemäß anerkannt, wenn sie vor Ablauf der Weckwiederholzeit Tu 13 = 12 - ms 2.7 erfolgt, die mit Beginn der Aussendung von 2.4 im LT gestartet wurde. Dies bedeutet, daß QE 2.6 um maximal 6,68 ms gegenüber dem Standardtiming verzögert werden darf (Karenzzeit), ohne daß eine Störung der Weckprozedur erfolgt. Gleiche Bedingungen wie für die Uκo-Teilstrecke LT - ZWR ergeben sich für die Uκo-Teilstrecke ZWR - NT 2.3. Parallel zur Aussendung der Quittung 2.5 an den LT sendet der ZWR an den NT den Weckruf INFO U2W 2.8 und startet gleichzeitig die Weckwiederholzeit Tul 3 = 12 ms 2.11. Somit können auch auf der zweiten Uκo-Teilstrecke ZWR - NT die Quittung INFO U1W 2.9 des NT und QE 2.10 im ZWR um maximal 6,68 ms gegenüber dem Standardtiming verzögert werden (Karenzzeit), ohne daß eine Störung der Aktivierung der Uκo-Strecke erfolgt. Beide Karenz¬ zeiten können unabhängig voneinander oder auch gemeinsam genutzt werden. Durch Nutzung der Karenzzeiten der Weckprozedur ergibt sich der Ablauf der Aktivierung der Uκo-Strecke entsprechend Figur 3. Die vom LT 3.1 (siehe Figur 3.) ausgesandte INFO U2W 3.4 wird durch eine geeignete Einrichtung verzögert an den LT-seitigen Eingang des ZWR 3.2 übergeben und die vom ZWR generierte INFO U2W 3.6 wird durch eine geeignete
Einrichtung verzögert auf die zweite Uκo-Teilstrecke ausgesandt. Zum Zeitpunkt 3.8 des Beginns dieser Aussendung muß die Funkvermittlung abgeschlossen sein, damit 3.6 an den NT 3.3 übertragen werden kann und die Aktivierung der Uκo-Strecke ordnungsgemäß fortgesetzt werden kann. Realisiert werden diese Funktionen in der Basisstation durch Kanalbaugruppen 4.0 (siehe
Figur 4.), die jedem Uκo-Teilnehmeranschluß 4.1 zugeordnet sind. Das ankommende Lei¬ tungssignal wird in einer Gabelschaltung 4.2 in down- und upstream getrennt. In die down- stream-Leitung sind am Eingang und Ausgang des ZWR 4.4 je eine Verzögerungseinrichtung 4.3 und 4.5 eingefügt, die durch den Kanalcontroller 4.6 gesteuert werden. Die Verzöge- rungseinrichtungen 4.3 und 4.5 stellen im deaktivierten Zustand der Uκo-Strecke eine Unter¬ brechung des Leitungszuges dar. Ein auf der up-Seite der Verzögerungseinrichtung 4.3 eingehendes Wecksignal wird vom Kanalcontroller 4.6 erkannt, der daraufhin den Prozeß der Funkvermittlung einleitet und nach der maximal zulässigen Verzögerungszeit bzw. nach Ab¬ schluß der Funkvermittlung das gleiche Wecksignal auf der down-Seite der Verzögerungs¬ einrichtung wieder einspeist und anschließend die Trennung des Leitungszuges aufhebt (siehe hierzu auch Figur 3 und zu Figur 3 gehörige Beschreibung). Sofern nach der maximal zulässigen Verzögerungszeit der Verzögerungseinrichtung 4.3 die Funkvermittlung noch nicht abgeschlossen ist, kann der gleiche Vorgang an der Verzögerungseinrichtung 4.5 wiederholt werden. Die Basisstation wird in einer von der Mobiltelefontechnik bekannten Weise kom¬ plettiert durch einen Funkvermittlungsrechner 4.7, welcher über einen zentralen Bus 4.8 alle Kanalbaugruppen 4.0 und die Koppelfelder für die Senderichtung 4.9 und für die Empfangs- richtung 4.10 steuert. An die Koppelfeldbaugruppen sind Sendebaugruppen 4.11 und Emp¬ fangsbaugruppen 4.12 angeschaltet, die über ein Koppelnetzwerk 4.13 auf eine gemeinsame Antenne 4.14 arbeiten.
Erfindungsgemäß wird in einer anderen Lösungsvariante bei kommendem Ruf für einen Funkteilnehmer (Aktivierung durch die Fernmeldevermittlung) die erforderliche Zeit für die
Funkvermittlung durch die verzögerte Übertragung der Aktivierungsanforderung zwischen LT-seitigem Eingangs- und teilnehmerseitigem Ausgangskreis des ZWR gewonnen. Hierzu ist zunächst der Standardablauf der Aktivierung der Uκo-Strecke mit ZWR wie in Fi¬ gur 5 dargestellt zu betrachten. Dieser Ablauf beinhaltet, daß nach Eingang einer INFO U2W 5.4 vom Line Termination 5.1 der Eingangskreis 5.5 des ZWR 5.2 die Info RSYD 5.6 an den
Ausgangskreis 5.7 sendet. Der Ausgangskreis 5.7 quittiert mit der Info ARU 5.8 und leitet mit Aussendung von Info U2W 5.9 die Aktivierung der zweiten Teilstrecke vom ZWR 5.2 zum NT 5.3 ein. Der Austausch der Signale ARN 5.10 und AIU 5.11 über die IOM-Schnitt¬ stelle des ZWR 5.12 schließt die Aktivierung ab. Zur Realisierung der Erfindung wird entsprechend Darstellung in Figur 6 in die IOM-Schnitt¬ stelle ein Schnittstellenprozessor UPC 6.14 eingefügt und die IOM-Schnittstelle damit in zwei Teilstrecken 6.12 und 6.13 geteilt. Nach Eingang einer INFO U2W 6.4 vom Line Termina¬ tion 6.1 sendet der Eingangskreis 6.5 des ZWR 6.2 die Info RSYD 6.6 aus, die vom UPC
6.14 empfangen wird. Der UPC 6.14 quittiert mit dem Signal ARU 6.8 und sendet an die Funkvermittlungseinrichtung RPX 6.15 die Aktivierungsanweisung ARX 6.16. Von der RPX
6.15 wird nach Herstellen der Funkverbindung zum gewünschten Teilnehmerfunkgerät die Aktivierungsquittung AIX 6.17 an den UPC 6.14 gesandt. Erst danach wird vom UPC 6.14 das Signal RSYD 6.18 verzögert an den Ausgangskreis 6.7 des ZWR 6.2 gesendet. Der Aus¬ gangskreis 6.7 des ZWR 6.2 quittiert mit der Info ARU 6.19 und aktiviert nunmehr durch Aussenden der INFO U2W 6.9 die zweite Teilstrecke vom ZWR 6.2 zum NT 6.3. Dieser Vorgang läuft über die bereits aktivierte Funkverbindung zum gewünschten Teilnehmergerät. Nach Empfang der Info ARU 6.19 wird vom UPC 6.14 auch die Info ARN 6.20 verzögert an den Ausgangskreis 6.7 des ZWR 6.2 gesendet. Ab diesem Zeitpunkt wird vom UPC 6.14 die Verbindung zwischen Eingangskreis 6.5 und Ausgangskreis 6.7 des ZWR 6.2 transparent geschaltet und alle nachfolgenden Signale ohne Veränderung oder Verzögerung übertragen. Diese erfindungsgemäße Variante wird ebenfalls in der Basisstation durch Kanalbaugruppen 7.1 (siehe Figur 7), die jedem Uκo-Teilnehmeranschluß 7.2 zugeordnet sind, realisiert.
Wesentliches Merkmal ist, daß im ZWR 7.3 der IOM-Bus zwischen den Schaltkreisen IEC 7.4 und IEC 7.5 ganz oder teilweise unterbrochen ist und der Teilbus 7.6 des IEC 7.4 sowie der Teilbus 7.8 des IEC 7.5 jeweils mit dem Kanalcontroller / RPX 7.9 verbunden sind. Das vom LT ankommende Leitungssignal wird in einer Gabelschaltung 7.10 in down- und up- stream getrennt und diese direkt an den IEC 7.4 angeschaltet. Nach Vorliegen einer Aktivie¬ rungsforderung des LT (INFO U2W) wird die vom IEC 7.4 über die IOM-Schnittstelle 7.6 ausgesandte Aktivierungsanforderung vom Kanalcontroller / RPX 7.9 erkannt, der daraufhin den Prozeß der Funkvermittlung einleitet (siehe hierzu auch Figur 6 und zu Figur 6 gehörige Beschreibung). Nach erfolgreicher Funkvermittlung wird vom Kanalcontroller über die IOM- Schnittstelle 7.8 die Aktivierungsanforderung für die zweite Uκo-Teilstrecke an den IEC 7.5 übergeben. Die Basisstation wird in einer von der Mobiltelefontechnik bekannten Weise und identisch zu der Darstellung in Figur 4 und zugehörigen Beschreibung komplettiert.
Erfindungsgemäß wird bei gehendem Ruf eines Funkteilnehmers (Aktivierungsanforderung durch ein Endgerät) die Zeit für die Funkvermittlung durch die Verzögerung des Signals
INFO S l erreicht. Ausgangspunkt ist der Standardablauf der Weckprozedur der S0-Strecke, der für die Aussendung der Quittung INFO S2 durch den NT nach Erkennen der INFO S l kein Zeitlimit vorschreibt (ausgenommen die Gesamtüberwachungszeit Tsl = 30 ... 35 s für Abschluß der Aktivierung im TE mit PH-ACTIVATE INDICATION). Die Realisierung erfolgt im Teilnehmerfunkgerät (siehe Figur 8.), indem im NT 8.2 zwischen
S0-Übertrager 8.3 und Schaltkreis SBC (SBCX) 8.5 im upstream-Zweig ein Schalterelement 8.4 angeordnet ist, das vom Linkcontroller 8.7 über eine Steuerleitung geschaltet werden kann. Der Linkcontroller 8.7 ist zwischen S0-Übertrager 8.3 und Schalterelement 8.4 mit dem upstream-Zweig verbunden. Das Schalterelement 8.4 stellt im deaktivierten Zustand der So- Strecke eine Unterbrechung des Leitungszuges dar. Ein auf der down-Seite des Schalter¬ elementes 8.4 eingehendes Signal INFO Sl wird vom Linkcontroller 8.7 detektiert, der daraufhin den Prozeß der Funkvermittlung einleitet und nach Abschluß der Funkvermittlung das Schalterelement 8.4 auf "ON" schaltet, womit INFO Sl am NT anliegt und die Aktivie¬ rung des ISDN-Teilnehmeranschlusses einleitet.
In einer anderen erfindungsgemäßen Variante wird die gleiche Aufgabe ebenfalls im Teilnehmerfunkgerät (siehe Figur 9.) gelöst. Wesentliches Merkmal ist, daß im NT 9.2 der IOM-Bus zwischen den Schaltkreisen SBC (SBCX) 9.4 und IEC 9.7 ganz oder teilweise unterbrochen ist und der Teilbus 9.5 des SBC 9.4 sowie der Teilbus 9.6 des IEC 9.7 jeweils mit dem Linkcontroller 9.8 verbunden sind. Das S0-Signal 9.1 wird über einen S0-Übertrager 9.3 an den Schaltkreis SBC (SBCX) 9.4 des NT 9.2 angeschaltet. Nach Vorliegen einer Aktivierungsforderung eines TE (INFO Sl) wird die vom SBC (SBCX) 9.4 über die IOM- Schnittstelle 9.5 ausgesandte Aktivierungsanforderung vom Linkcontroller 9.8 erkannt, der daraufhin den Prozeß der Funkvermittlung einleitet. Nach erfolgreicher Funkvermittlung wird vom Linkcontroller über die IOM-Schnittstelle 9.6 die Aktivierungsanforderung an den Schaltkreis IEC 9.7 übergeben, womit die Aktivierung des ISDN-Teilnehmeranschlusses eingeleitet wird.
Um eine möglichst effektive Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Übertragungsband¬ breite zu erreichen, wird entsprechend Anspruch 5 auf einen eigenständigen Funkkanal für Steuerungs-, Organisations- und Kontrollzwecke verzichtet. Alle hierzu erforderlichen Befehle und Informationen werden in den freien Funkkanälen übertragen. Zur Aufwandssenkung werden Datenrate, Blocklänge und Synchronworte hierfür identisch zum jeweiligen U-Schnitt- stellenstandard gewählt. Um zu ermöglichen, daß im Teilnehmerfunkgerät ein Funkkanal als frei erkannt werden kann, werden dabei die Syηchronworte revers (Anfang und Ende vertauscht) in die Übertragung eingefügt, wodurch deutlich unterscheidbar ist, ob Funkver¬ mittlungsbetrieb oder ISDN-Übertragung vorliegt. Ein Datenrahmen entsprechend diesen Vorgaben ist in Figur 10 dargestellt. Der Datenrahmen beginnt mit 5 Ternärschritten "0" als
Vorläufer 10.1. Diesem folgen 1 1 Ternärschritte Synchronwort 10.2. Als Synchronwort wird ein elfstelliger Barkercode benutzt, welcher in der Richtung von der BS zum Funkteilnehmer in der Form
. + . . + - - - + + + übertragen wird. In der Richtung Vom Funkteilnehmer erfolgt die Übertragung in der Form + + + + . - + -
Bei der ISDN-Übertragung sind die Barkercodes jeweils vertauscht in die Datenströme einge¬ fügt. Die Polarität ist dabei nicht von Bedeutung, da die Empfangskreise eine automatische Polaritätserkennung beinhalten. Es folgen 16 Ternärschritte Befehlsteil 10.3, die bei BCH(8,4)-Codierung 8 Nutzbits gleich 256 Befehle enthalten können. Es folgen weiter 16 Ternärschritte Adressteil 10.4, die bei BCH(8,4)-Codierung 8 Nutzbits gleich 256 Adres¬ sen enthalten können. Die restlichen 72 Ternärschritte 10.5 werden als Datenteil verwendet und können von gleichen Voraussetzungen wie bei 10.3 und 10.4 ausgehend 36 Nutzbits übertragen. Hierin können als Beispiel die frei/belegt-Meldungen für 36 Kanäle als 1 bit- Information enthalten sein. Aus funkvermittlungstechnischer Sicht ist es sinnvoll, die nicht aktiven Teilnehmerfunkgeräte gleichmäßig auf die freien Funkkanäle zu verteilen, um bei gewünschtem Verbindungsaufbau möglichst wenig Schaltvorgänge zu haben und die Wahrscheinlichkeit eines zufälligen Signalhazards zu reduzieren. Diese Aufgabe wird dadurch g' όst, daß die Teilnehmerfunkge¬ räte einen Zufallsgenerator besitzen, der vor jedem Kanalwechsel eine gleichverteilte Integer- Randomzahl bestimmt, die beispielsweise je nach Systemgröße zwischen 1 und 16 liegen kann, und die angibt, der wievielte freie Kanal bei zyklischer Abtastung zu benutzen ist. Die Kanalwechsel werden von den Teilnehmerfunkgeräten automatisch in variablen Zeit¬ abständen durchgeführt, desweiteren auf Weisung der Funkvermittlungseinrichtung oder, wenn der aktuell benutzte Kanal einem anderen Teilnehmerfunkgerät zur aktiven Nutzung zu- gewiesen wird.
Bei kommendem Ruf erfolgt die Zuweisung eines freien Funkkanals an den Teilnehmer entsprechend Anspruch 6 dadurch, daß die Funkvermittlungseinrichtung eine adressierte Abfrage in allen freien Funkkanälen aussendet. Dies ist erforderlich, wenn in der Funkver¬ mittlungseinrichtung keine a-priori-Kenntnis über den vom Teilnehmerfunkgerät aktuell belegten Funkkanal vorhanden ist.
Wird diese Abfrage durch das entsprechende Teilnehmerfunkgerät erkannt, erfolgt die Aussendung einer Quittung, die die Funkvermittlungseinrichtung veranlaßt, den momentan vom Teilnehmerfunkgerät benutzten Funkkanal diesem zuzuweisen und für die aktive ISDN- Informationsübertragung zum gerufenen Teilnehmer durchzuschalten, so daß keine weiteren Zeitverluste infolge Kanalwechsels u.a. auftreten. Lediglich auf Grund von zeitparallelen Prozessen oder Signalhazards könnte es zu Abweichungen von dieser vorgesehenen Prozedur kommen, wobei eine Entflechtung dadurch erfolgt, daß nach Zuweisung eines Funkkanals an ein bestimmtes Teilnehmerfunkgerät alle anderen Teilnehmerfunkgeräte diesen Funkkanal verlassen.
Abfrage und Quittungsaussendung werden durch die Funkvermittlungseinrichtung zentral nach dem Master-Slave-Prinzip gesteuert.
Bei Wahlwunsch eines Teilnehmers (gehender Ruf) wird eine entsprechende Anforderung durch das Teilnehmerfunkgerät im momentan benutzten freien Funkkanal durchgeführt. Bei erfolgreicher Erkennung dieses Wahlwunsches wird gemäß Anspruch 7 dieser Funkkanal von der BS dem Teilnehmerfunkgerät zur aktiven ISDN-Informationsübertragung freigegeben. Ablauf und Einschränkungen dieser Verfahrensweise sind wie oben beschrieben. Um zeitlich definierte Reaktionen der Teilnehmerfunkgeräte zu erhalten, werden durch die Funkvermitt¬ lung Freirufe ausgesendet, auf die eine Wahlwunschanmeldung eines Teilnehmerfunkgerätes erfolgen darf. Erhält dabei ein Teilnehmerfunkgerät nach erfolgter Wahlwunschaussendung nicht den entsprechenden Funkkanal zugewiesen, wird entsprechend Anspruch 8 im Teil- nehmerfunkgerät eine gleichverteilte Integer-Randomzahl erzeugt, die angibt, der wievielte folgende Freiruf der Funkvermittlung für eine erneute Wahlwunschübertragung zu nutzen ist, und dementsprechend die Wahlwunschanmeldung wiederholt.
Diese Verfahrensweise sichert, daß aufgrund eines möglichen Signalhazards durch gleichzeiti¬ ge Wahlwunschanmeldung mehrerer Teilnehmer eine zeitliche Entflechtung der einzelnen Teilnehmeranmeldungen erfolgt.
Tritt eine Überschneidung von Anforderungen bezüglich kommendem und gehendem Verkehr für zwei verschiedene Teilnehmerfunkgeräte innerhalb eines Funkkanals auf, so führt dies nicht zu Verkehrshazards, da in diesem Falle einem der betroffenen Teilnehmerfunkgeräte ein anderer, freier Funkkanal zugewiesen wird (siehe Anspruch 9). Die Prozedur des Wechsels in einen anderen freien Kanal kann insbesondere bei relativ hohem Verkehrsaufkommen und bei relativ großen Kanalzahlen zu Verlusten dahingehend führen, daß die Teilnehmerfunk- gerate eine nicht zu vernachlässigende Zeitdauer für die Suche nach freien Funkkanälen benötigen, wenn die Suchprozedur das Abscannen aller vorhandenen Funkkanäle beinhaltet.
Um dem vorzubeugen, werden durch die Funkvermittlung ständig aktuelle Informationen über freie Kanäle übertragen. Dadurch können die Teilnehmerfunkgeräte bei einem erforderlichen Funkkanalwechsel ohne Suchlauf den neuen Zielkanal bestimmen, und damit nachrichtetech- nische Verluste reduzieren.
(1) PCT/EP91/00853 (International Publication Number WO 91/18483)
(2) Mandel, Günter; Kercher, Klaus: DAL in analog-zellularer Technik Nachrichtentechnik, Elektronik, Berlin 42 (1992) 4
(3) Leipold, Peter: DAL - Funktechnik im Teilnehmeranschlußbereich
NTZ 45 (1992) 4
(4) Buckingham, Colin; Wolterink, Ge Klein; Akerberg, Dag: A Bussiness Cordless PABX Telephone System on 800 MHz Based on the DECT Technology IEEE Communications Magazine, January 1991
Die nachfolgenden Abkürzungen sind Begriffe aus Anwenderunterlagen, Typenbezeichnungen und geschützte Markenzeichen der Fa. Siemens:
IOM ISDN Oriented Modular Interface
IOM-1 ISDN Oriented Modular Interface Version 1
IOM-2 ISDN Oriented Modular Interface Version 2
RSYD Resynchronizing Indication Downstream
ARU Activation Request Upstream
ARN Activation Request no Loop
AIU Activation Indication Upstream
IEC ISDN Echocancellation Circuit
IEC-T ISDN Echocancellation Circuit
IEC-TD ISDN Echocancellation Circuit / Digital Circuit
IEC-TA ISDN Echocancellation Circuit / Analog Circuit
SBC S-Bus Interface Circuit
SBCX S-Bus Interface Circuit, Extended GEWERBLICHE AUSWERTBARKEIT
ist in der Telekommunikationsindustrie gewerblich auswertbar.

Claims

Patentansprüche:
1. Lokales ISDN-Übertragungssystem, welches als eine lokale Funkzelle, bestehend aus einer zentralen Funkfeststation und einer Vielzahl von dezentralen Teilnehmerfunkgerä- ten, organisiert und an die Teilnehmerports (ISDN-Basisanschlüsse) einer Ortsvermitt¬ lungsstelle, Teilvermittlungsstelle oder Nebenstelleneinrichtung angeschlossen ist und den Teilnehmern den Zugang zum öffentlichen ISDN-Fernmeldenetz über eine So- Schnittstelle durch Einsatz drahtloser Übertragung ermöglicht und bei welchem für den Betrieb des Systems bei einer Teilnehmerzahl größer als die Zahl der genutzten Duplex- Funkkanäle (im weiteren als Nachrichtenkanäle bezeichnet) in einer zentralen Funk¬ feststation (Basisstation BS) eine Funkvermittlungseinrichtung vorhanden ist, die mittels eines speziellen Funkvermittlungsverfahrens dem Teilnehmerfunkgerät (TL) bei Vor¬ liegen einer Aktivierungsforderung (PH-ACTIVATE REQUEST) einen beliebigen der vorhandenen und freien Nachrichtenkanäle für die Kommunikation zur Verfügung stellt, dadurch gekennzeichnet, daß die ISDN-Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitung zwischen
Line Termination (LT) in der ISDN-Vermittlung und Network Termination (NT) beim Teilnehmer durch den Einsatz eines Zwischenregenerators (ZWR) in zwei Teilstrecken unterteilt wird und bei der Teilstrecke ZWR - NT die drahtgebundene Übertragung durch eine Funkübertragung ersetzt wird, wobei der ZWR Bestandteil der Basisstation (BS) der lokalen Funkzelle und der NT Bestandteil des Teilnehmerfunkgerätes (TL) sind und beide so integriert sind, daß bei Vorliegen einer Aktivierungsforderung (PH-ACTI¬ VATE REQUEST) die Zuweisung eines Nachrichtenkanals innerhalb der Karenz- und Überwachungszeiten für die Aktivierung der ISDN-Zweidraht-Teilnehmeranschlußlei¬ tung erfolgt.
2. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß in der BS für den Aufbau einer Funkverbindung bei kom¬ mendem Ruf für einen Funkteilnehmer am vermittlungsseitigen (LT-seitigen) Eingang des ZWR eine Einrichtung vorhanden ist, die den von der Vermittlungsstelle in Rich- tung ZWR ausgehenden Weckruf verzögert und/oder am teilnehmerseitigen (NT- seitigen) Ausgang des ZWR eine Einrichtung vorhanden ist, die den vom ZWR in Richtung NT ausgehenden Weckruf verzögert, und daß diese Verzögerungszeiten jeweils für sich allein oder in Summe genutzt werden, um einen Nachrichtenkanal für den gerufenen Teilnehmer zu schalten und die Funkeinrichtungen des Teilnehmerfunkgerätes (TL) zu aktivieren.
3. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß in einer anderen Variante in der BS für den Aufbau einer Funkverbindung bei kommendem Ruf für einen Funkteilnehmer in die Übergabeschnitt¬ stelle zwischen LT-seitigem Eingangs- und teilnehmerseitigem Ausgangskreis des ZWR eine Einrichtung eingefügt ist, die die Übergabe der Aktivierungsanforderung an den Ausgangskreis verzögert und daß diese Verzögerungszeit genutzt wird, um einen
Nachrichtenkanal für den gerufenen Teilnehmer zu schalten und die Funkeinrichtungen des Teilnehmerfunkgerätes zu aktivieren.
4. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß für den Aufbau einer Funkverbindung bei gehendem Ruf eines Funkteilnehmers im Teilnehmerfunkgerät am teilnehmerseitigen S0-Anschluß des NT eine Einrichtung vorhanden ist, die die Aktivierungsanforderung (INFO S l ) eines angeschlossenen Endgerätes verzögert und daß diese Verzögerungszeit genutzt wird, um einen Nachrichtenkanal für den gerufenen Teilnehmer zu schalten und die Funkeinrich- tungen des Teilnehmerfunkgerätes (TL) zu aktivieren.
5. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß in einer anderen Variante für den Aufbau einer Funkver¬ bindung bei gehendem Ruf eines Funkteilnehmers im Teilnehmerfunkgerät in die Übergabeschnittstelle zwischen teilnehmerseitigem Eingangskreis und vermittlungs- seitigem Ausgangskreis des NT eine Einrichtung eingefügt ist, die die Übergabe der Aktivierungsanforderung eines angeschlossenen Endgerätes verzögert und daß diese Verzögerungszeit genutzt wird, um einen Nachrichtenkanal für den gerufenen Teil¬ nehmer zu schalten und die Funkeinrichtungen des Teilnehmerfunkgerätes zu aktivieren.
6. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1., 2., 3., 4. und 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Funkübertragungseinrichtung nach der verzögerten Übertragung der Aktivierungsanforderungen transparent und on line in den Übertra¬ gungsweg zwischen Vermittlung und Endgerät de- Teilnehmers eingeschaltet ist.
7. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß für die Funkvermittlung kein spezieller Organisationskanal benutzt wird, sondern eine verteilte Vermittlung erfolgt, bei welcher in allen freien Kanälen Vermittlungs-, Organisations- und Signalisierungsprozeduren durchgeführt werden, und hierzu die nicht aktiven Teilnehmerfunkgeräte sich automatisch in einen der freien Nachrichtenkanäle positionieren und eine gleichmäßige Verteilung der Teilnehmerfunkgeräte auf die freien Nachrichtenkanäle dadurch gesichert wird, daß vor jedem Kanalwechsel im Teilnehmerfunkgerät eine Integer-Randomzahl n (beispiels¬ weise 1 < n < 16) bestimmt wird, die angibt, der wievielte freie Kanal bei zyklischer Abtastung zu benutzen ist, und daß Kanalwechsel automatisch in Zeitabständen, auf
Weisung der Funkvermittlungseinrichtung der Basisstation (BS) oder dann erfolgen, wenn der aktuell benutzte Kanal einem anderen Teilnehmerfunkgerät zur aktiven Nut¬ zung zugewiesen wird.
8. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1. und 7., dadurch gekennzeichnet, daß die Funkvermittlungseinrichtung der Basisstation (BS) bei kommendem Ruf für einen Funkteilnehmer eine adressierte Abfrage auf allen freien Kanälen aussendet und dem Teilnehmerfunkgerät auf Grund seiner Quittung in der Regel den Nachrichtenkanal, in welchem es sich aktuell befindet, zur aktiven Nutzung zuweist.
9. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1. und 7., dadurch gekennzeichnet, daß die Funkvermittlungseinrichtung der Basisstation (BS) in den freien Kanälen, wenn keine anderen Vermittlungs- und Signalisierungsprozeduren durchzuführen sind, Kommandos "Freiru ' aussendet, die bei Wahlwunsch eines Funk¬ teilnehmers (Aktivierungsanforderung eines angeschlossenen Endgerätes liegt vor) dem Teilnehmerfunkgerät erlauben, das Kommando "Wahlwunsch" auszusenden und die Basisstation (BS) dem Teilnehmerfunkgerät auf Grund seiner Anforderung in der Regel den Nachrichtenkanal, in welchem es sich aktuell befindet, zur aktiven Nutzung zu¬ weist.
10. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1., 7 und 9., dadurch gekennzeichnet, daß im Teilnehmerfunkgerät nach einem Wahlwunsch, der von der Funkvermittlungseinrichtung nicht quittiert wird, eine Integer-Randomzahl n (beispielsweise 1 < n < 16) bestimmt wird, die angibt, der wievielte folgende Freiruf der Funkvermittlungseinrichtung für eine erneute Wahlwunschübertragung zu nutzen ist.
1 1. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1., 7., 8. und 9., dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitigem Vorliegen von kommender und gehen¬ der Verbindungsanforderung für zwei Teilnehmerfunkgeräte im gleichen Nachrichtenka¬ nal oder gleichzeitigem Vorliegen von gehenden Verbindungsanforderungen zweier Teilnehmerfunkgeräte im gleichen Nachrichtenkanal die Funkvermittlungseinrichtung einem der Teilnehmerfunkgeräte einen anderen freien Nachrichtenkanal zur aktiven Nutzung zuweisen kann.
12. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1., 6. und 7., dadurch gekennzeichnet, daß für die Datenübertragung zum Zwecke der Funkvermitt¬ lung Rahmenlänge, Übertragungsgeschwindigkeit und Synchronwort identisch zur ISDN-Übertragung auf der ISDN-Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitung genutzt werden und daß eine eindeutige Unterscheidung von Übertragungen zur Funkvermittlung und ISDN-Übertragungen dadurch erreicht wird, daß das Synchronwort bei Übertragungen zur Funkvermittlung revers (Anfang und Ende vertauscht) in die Übertragung eingefügt wird.
13. Lokales ISDN-Übertragungssystem nach Anspruch 1. und 7., dadurch gekennzeichnet, daß die Funkvermittlungseinrichtung bei der Datenübertragung zum Zwecke der Funkvermittlung in den Datenrahmen die jeweils aktuelle Information über freie Kanäle überträgt, so daß Teilnehmerfunkgeräte zum Zwecke des Kanalwech¬ sels ohne Suchlauf einen neuen Zielkanal bestimmen können.
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