СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОЙ МНОГОЯЧЕИСТОЙ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2002 года по МПК H04B7/26 

Область применения изобретения
Изобретение вообще относится к системам радиосвязи, а более конкретно к системам многоячеистой радиосвязи для связи между двумя или более устройствами связи, по крайней мере одно из которых может быть подвижным.

Предпосылки изобретения
За последние годы были развиты различные способы и концепции систем радиосвязи частного и общего пользования для телефонии и передачи данных. Вообще можно выделить два типа систем радиосвязи.

Первая относится к сотовой связи, обеспечивающей покрытие относительно больших областей, т.е. относительно больших ячеек. Аналоговые сотовые системы, такие как известные AMPS (перспективная служба радиотелефонной связи с подвижными объектами), ETACS, NMT-450 и NMT-900 были развернуты во всем мире. Среди цифровых сотовых систем известны IS-54B в Северной Америке и пан-Европейская GSM (глобальная система для подвижной связи) система.

Вторая это система беспроводной связи, в которую входят системы, начиная с простых одноячеистых беспроводных телефонов домашнего пользования и кончая многоячеистыми системами беспроводной служебной связи, имеющими возможность обслуживать сотни или даже тысячи беспроводных устройств связи в (больших) учреждениях, производственных помещениях и т.д. Среди аналоговых беспроводных телефонов выделяется СТ0, СТ1 и СТ1+. Среди цифровых беспроводных систем выделяются СТ2, CT2-CAI, СТ3 и DECT (Цифровая усовершенствованная бесшнуровая электросвязь), как СТЗ и DECT в качестве способов передачи используют TDMA (многостанционный доступ с временным разделением каналов), в то время как СТ2 работает под FDMA (многостанционный доступ с частотным разделением каналов). Кроме этих способов доступа, в частности в Северной Америке, в беспроводной связи используется доступ посредством широкополосных сигналов. CDMA (Многостанционный доступ с кодовым делением) является другим способом цифрового доступа, который может быть использован для беспроводной связи.

Некоторые беспроводные технологии могут использоваться также для предоставления некоторого типа услуг персональной связи (PCS), называемых также подвижностью беспроводных терминалов (СТМ). В основном именно услуги, подобные многоячеистому радиотелефону, используются для покрытия всего города. Пользователи этой услуги имеют возможность носить с собой свои подвижные устройства связи (телефонные трубки) и могут осуществлять вызовы в зоне действия этой услуги.

Общественность в огромной степени заинтересована в замене проводного местного абонентского шлейфа известных телефонных сетей общего пользования (PSTN), а также проводных систем телефонной связи цифровой сети с интеграцией служб (ISDN) на так называемые беспроводные абонентские шлейфы, т.е. в использовании технологии радиосвязи в качестве альтернативы или замены медных проводов, идущих к квартирам абонентов. В соответствии с этой концепцией радиосвязи в абонентском шлейфе (RLL) можно выделить две основные системы: фиксированную RLL (FRLL) и подвижную RLL (MRLL). В системе FRLL абоненту предоставляется обычная телефонная розетка, связанная, однако, с приемопередатчиком радиосигналов, называемым также блоком фиксированного доступа (FAU) или блоком беспроводного фиксированного доступа (WFAU). Посредством этих RAU/WFAU организуется линия радиосвязи с так называемым блоком радиодоступа, который обеспечивает доступ к PSTN/ISDN. В соответствии с концепцией MRLL пользователю предоставляется переносная беспроводная или подвижная трубка радиотелефона, при помощи которой посредством блока радиодоступа может быть получен непосредственный доступ к PSTN/ISDN.

Возможна и смешанная концепция, т. е. FRLL, обеспечивающая подвижной связью в квартирах абонентов, которая называется также беспроводной связью в домашних условиях (CITH), и домашняя или соседняя подвижность, называемая также беспроводной по соседству (CITN). В некоторых странах правительственные органы регулирования не разрешают известным операторам телефонной связи предлагать местную подвижность в современной PSTN/ISDN. В таких случаях для второго или третьего оператора очень выгодно предлагать фиксированный и подвижной или беспроводный доступ к PSTN/ISDN. Блоки радиодоступа системы RLL располагаются таким образом, чтобы предоставлять среду местной многоячеечной связи.

Известная многоячеистая система радиосвязи обычно состоит из множества блоков радиодоступа, вообще называемых базовыми станциями (BS), каждая из которых предоставляет услугу некоторой географической области или ячейке, и центральных блоков управления, называемых также радиотелефонными станциями (RE) или подвижными коммутационными телефонными станциями (MTSO), с которыми связано некоторое количество базовых станций. MTSO и/или RE в конечном счете связаны с PSTN/ISDN для выполнения передач, таких как телефонные вызовы, между абонентами беспроводной или подвижной радиосвязи и абонентами наземной линии связи.

В многоячеистой системе радиосвязи общая емкость системы определяется в терминах области, охватываемой всеми базовыми станциями совместно и возможностями связи или возможностями обработки вызовов/данных совокупностью из центрального блока управления и базовых станций.

С точки зрения функциональных возможностей системы, многоячеечная система радиосвязи состоит из функциональных возможностей центральной обработки, реализованных в центральном блоке управления и распределенных функциональных возможностей нескольких базовых станций. Функции интерфейса необходимы как для центрального блока управления, так и для базовых станций для поддержки связи между центральным блоком управления и базовыми станциями.

Многоячеистая беспроводная система радиосвязи этого типа описана в ЕР-А-0 637 144. Базовые станции, называемые фиксированной радиочастью (RFP), связаны с батареей транскодеров (TRAS), эти транскодеры связаны с PSTN через фиксированную часть центрального управления (CCFP) посредством линий связи L при помощи устройств ветвления/вставки (DI).

Для увеличения зоны действия базовой станции или для улучшения качества связи между базовой станцией и удаленным терминалом радиосвязи, называемым переносной частью (РР), используются устройства ретрансляторов, обозначенные как RIP. Устройства ретрансляторов работают посредством воздушного радиоинтерфейса между базовой станцией и удаленным терминалом радиосвязи, используя тот же тип воздушного радиоинтерфейса и протокола связи с одной стороны между устройством ретранслятора и базовой радиостанцией, а с другой стороны между устройством ретранслятора и удаленным терминалом радиосвязи. Этот тип воздушного радиоинтерфейса и протокола связи представлен в DECT.

В известных многоячеечных системах радиосвязи базовые станции связаны с центральным блоком управления, т.е. с RE или с MTSO посредством кабелей с медным проводом, оптико-волоконных кабелей или линий радиосвязи специального назначения, используя частные или стандартизованные интерфейсы и протоколы связи, такие как те, которые используются в пан-Европейских GSM системах.

Для воздушного интерфейса или для линии радиосвязи между базовыми станциями и удаленными терминалами радиосвязи, такими как трубки радиотелефонов, используются протоколы интерфейсов, которые определяются конкретной радиосистемой, такой как DECT или GSM, например.

Краткое описание изобретения
С учетом указанных предпосылок целью настоящего изобретения является предоставление системы беспроводной многоячеистой радиосвязи, исключающей необходимость в специальных протоколах интерфейса (частных и/или стандартизованных) для поддержки базовых станций.

В частности, целью настоящего изобретения является предоставление действительно беспроводной многоячеистой системы радиосвязи, исключающей необходимость в кабелях, соединителях и т.д. между центральным блоком управления и базовыми станциями и которая легко устанавливается.

Эти и другие цели, преимущества и свойства настоящего изобретения реализованы в системе беспроводной многоячеистой радиосвязи, состоящей из совокупности удаленных терминалов радиосвязи, которые связаны через воздушный радиоинтерфейс и протокол связи с совокупностью базовых радиостанций, каждая из этих базовых радиостанций обеспечивает радиосвязью данную область, называемую ячейкой, и связана с центральным блоком управления, во время использования, центральный блок управления подключается к коммутационной сети связи, такой как телефонная сеть общего пользования (PSTN) или учрежденческая телефонная станция (РВХ), отличается тем, что связь между базовыми станциями и центральным блоком управления устанавливается путем использования того же воздушного радиоинтерфейса и протокола связи, который предоставляется для связи между удаленными терминалами радиосвязи и базовыми радиостанциями, причем центральный блок управления имеет интерфейсные функциональные возможности базовой радиостанции и базовые радиостанции выполнены как ретрансляторы или релейные станции.

Настоящее изобретение основано на том соображении, что оптимизация, связанная с рентабельностью, гибкостью и легкостью установки, может быть достигнута путем использования, насколько это возможно, одного и того же интерфейса и протоколов связи между несколькими частями системы радиосвязи.

Это достигается с одной стороны путем добавления к центральному блоку управления соответствующих интерфейсных функциональных возможностей базовых радиостанций, т. е. интеграцией интерфейсных функциональных возможностей и функциональных возможностей центральной обработки центрального блока управления, в то время как, с другой стороны, предоставляя базовые станции с функциональными возможностями ретрансляторов так, чтобы передавать данные, полученные от центрального блока управления в том же формате на удаленный терминал радиосвязи в зоне действия, т.е. в ячейке этой базовой станции.

В соответствии с настоящим изобретением связь между базовыми станциями и центральным блоком управления может быть реализована как радиосвязь, тем самым исключая необходимость в кабелях, расходах на их установку и т.д. В то же время центральный блок управления, оснащенный дополнительными функциональными возможностями базовой радиостанция, может сам действовать как базовая радиостанция, обеспечивая радиоперекрытие конкретной ячейки.

Многоячеистая система радиосвязи в соответствии с настоящим изобретением, по существу, повторно использует эффективным и выгодным образом радиоинтерфейс, который используется между базовыми станциями и удаленными терминалами, тем самым исключая необходимость в специальных соединителях, интерфейсах или других средств связи.

Настоящее изобретение, кроме этого, относится к центральному блоку управления для использования в многоячеистой системе радиосвязи, как было указано выше, имеющему первое устройство интерфейса для связи с коммутационной сетью связи, такой как учрежденческая телефонная станция (РВХ) или телефонная станция общего пользования (PSTN), отличающееся общим устройством второго воздушного интерфейса для связи по крайней мере с одной базовой станцией и /или с удаленным терминалом связи.

В предпочтительном исполнении настоящего изобретения второй интерфейс спроектирован в соответствии с воздушным радиоинтерфейсом между базовой станцией и удаленным терминалом радиосвязи в соответствии со стандартным DECT.

Указанное выше и другие свойства и преимущества настоящего изобретения проиллюстрированы в следующем описании со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана, очень схематичным образом, типичная ранее известная многоячеистая система радиосвязи.

На фиг.2 показана, очень схематичным образом, многоячеистая система радиосвязи в соответствии с настоящим изобретением.

Детальное описание исполнений
Не предполагая наложить какие-либо ограничения, настоящее изобретение теперь будет описано на основании работы многоячеистой системы радиосвязи в соответствии со стандартом DECT (Цифровая усовершенствованная бесшнуровая связь).

DECT является обязательным европейским стандартом для всех цифровых систем беспроводной связи, т.е. для использования в служебной среде, такой как учреждения и в домашних условиях для предоставления некоторого типа услуг персональной связи (PCS), а также для установки при помощи радиосвязи оконечной линии связи или местного абонентского шлейфа между абонентами и местной телефонной сетью, называемой также радиосвязью местного абонентского шлейфа (RLL). Смотри также международную заявку на патент WO 94/19877, которая приведена здесь в качестве ссылки.

На фиг. 1 показана типичная DECT система радиосвязи, в целом указанная ссылочной позицией 1. Эта система состоит из трех основных элементов: радиотелефонной станции (RE) или центрального блока управления 2, множества компактных базовых радиостанций 3, которые устанавливаются за пределами области, которую необходимо охватить, и связываются непосредственно с центральным блоком управления 2 посредством кабелей 4 и бесшнуровых или беспроводных переносных телефонных трубок 7, которые связаны линией радиосвязи 8 с базовыми станциями 3. Каждая базовая станция 8 обеспечивает услугой данную область, называемую ячейкой 6, которая окружена и/или нахлестывается другими ячейками 6 других базовых станций 3, т.е. так называемый многоячеистый подход. Радиус внутренних ячеек изменяется обычно от 10 до 100 м, а радиус внешних ячеек обычно изменяется от 200 до 5000 м.

Вообще, каждая базовая станция 3 и переносное устройство 7 имеют средство воздушного интерфейса в форме блока приемопередатчика, имеющего часть передатчика/модулятора и часть приемника/демодулятора, обе эти части связаны по крайней мере с одной принимающей/передающей антенной. Далее, имеются блоки управления передачей и блоки синхронизации для получения правильных передач по линии радиосвязи. Принимаемая и передаваемая речевая информация обрабатывается под управлением блока обработки речи, к которому подсоединяется один или несколько кодеков. В переносном устройстве 7 эти кодеки подключаются к микрофону и к части с громкоговорителем в пользовательском интерфейсе переносного устройства. Каждая базовая станция 3 и переносное устройство 7 имеют устройство центральной обработки для управления всей работой базовой станции или переносного устройства.

Телефонная радиостанция центрального блока управления 2 связана с телефонной станцией проводной связи 9 посредством линий 5. В служебной среде эта телефонная станция 9 вообще называется учрежденческой телефонной станцией (РВХ), в то время как во внешних приложениях, таких как RLL, телефонная станция 9 вообще является местной телефонной станцией (LE), которая подобно РВХ связана с телефонной сетью общего пользования (PSTN), т.е. с обычной проводной телефонной сетью общего пользования.

В приложениях RLL базовые станции 3 могут взаимодействовать также с так называемыми удаленными (беспроводными) блоками с фиксированным доступом ((W) FAU), которые подобно переносным устройствам 7 состоят из воздушного интерфейса, блоков передачи и управления, средства центральной обработки и блока обработки речи. В фиксированной RLL, например, (W) FAU подключается к фиксированному телефонному терминалу или розетке для подключения обычного проводного телефона.

На фиг.2 проиллюстрирована беспроводная многоячеистая система радиосвязи в соответствии с настоящим изобретением, в целом указанная ссылочной позицией 10. Как показано позицией 14, центральный блок управления 2 фиг.1 имеет функциональную возможность базовой радиостанции 3, составляя новый блок 11, в то время как базовые станции 3 (фиг.1) ячейки 6 заменяются ретрансляторами или релейными станциями 12, имеющими средство интерфейса 13 для подключения к блоку 11. Как показано, это соединение принимает форму линии радиосвязи 8, удовлетворяющей требованиям того же интерфейса и протокола, которые действуют между удаленными терминалами радиосвязи 7 и релейными станциями 12, т.е соответствуют стандартам DECT.

В показанном исполнении блок 11 действует в то же время как базовая станция, имеющая свою собственную ячейку рабочей зоны 6.

Принцип работы беспроводного ретранслятора или релейных станций описан в заявке на Международный патент WO 94/19877, приведенный здесь в качестве ссылки.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на систему связи DECT, необходимо понимать, что новая конструкция в соответствии с настоящим изобретением может использовать для более общего случая в других системах беспроводной связи как в помещениях, так и за их пределами, а также в цифровых подвижных сотовых системах.

Беспроводная многоячеистая система радиосвязи, состоящая из множества удаленных терминалов радиосвязи, которые связываются посредством воздушного радиоинтерфейса с множеством базовых радиостанций. Базовые станции спроектированы как ретрансляторы или релейные станции, а связь между базовыми станциями и центральным блоком управления устанавливается путем использования того же интерфейса и протокола связи, предоставляемого для связи между терминалами и базовыми станциями. Средство радиоинтерфейса базовой станции может успешно использоваться как для связи между базовой станцией и центральным блоком управления, так и для связи между базовой станцией и терминалами. Система радиосвязи может работать в соответствии со стандартом Цифровой европейской бесшнуровой связи (DECT). Достигаемым техническим результатом является исключение необходимости в специальных протоколах интерфейса для поддержки базовых станций, а также в кабелях-соединителях и т.д. между центральным блоком управления и базовыми станциями. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Беспроводная многоячеистая система радиосвязи (10), состоящая из множества удаленных терминалов радиосвязи (7), которые связаны через воздушный радиоинтерфейс и протокол связи (8) с множеством базовых радиостанций (12), каждая из этих базовых радиостанций (12) предоставляет услугу радиосвязи в соответствующую область, называемую ячейкой (6), и связана с центральным блоком управления (11), при этом центральный блок управления (11) связан с коммутационной сетью связи (9), такой, как коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN) или учрежденческая телефонная станция (РВХ), отличающаяся тем, что связь между базовыми станциями (12) и центральным блоком управления (11) устанавливается путем использования того же типа воздушного радиоинтерфейса и протокола связи (8), предоставляемого для связи между удаленными терминалами радиосвязи (7) и базовыми радиостанциями (12), причем центральный блок управления (11) имеет интерфейсные функциональные возможности базовой радиостанции (12), а базовые радиостанции (12) выполнены как ретрансляторы или релейные станции. 2. Система радиосвязи (10) по п.1, отличающаяся тем, что центральный блок управления (11) имеет дополнительную функциональную возможность базовой радиостанции, чтобы предоставлять услугу радиосвязи в конкретной ячейке (6). 3. Система радиосвязи (10) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что воздушный радиоинтерфейс и протокол связи функционируют в соответствии со стандартами цифровой усовершенствованной беспроводной связи (DECT). 4. Центральный блок управления (11) для использования в многоячеистой системе радиосвязи (10) по любому из пп.1-3, имеющий средство первого интерфейса (5) для связи с коммутационной сетью связи (9), такой, как учрежденческая телефонная станция (РВХ) или коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN), отличающийся тем, что содержит средство второго воздушного интерфейса для связи по крайней мере с одной базовой радиостанцией (12) и/или с удаленным терминалом связи (7), при этом второй воздушный радиоинтерфейс выполнен в соответствии с воздушным радиоинтерфейсом между базовой станцией (12) и удаленным терминалом радиосвязи (7). 5. Центральный блок управления (11) по п.4, отличающийся тем, что воздушный радиоинтерфейс выполнен в соответствии со стандартом цифровой усовершенствованной беспроводной связи (DECT).