DE19961595C2 - Schnurlosrepeatertelefon für eine Telefonnebenstellenanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnurlosrepeatertelefon für eine Telefonnebenstellenanlage mit einer Sende-/­ Empfangseinheit, einer Steuerungseinheit und einer Te­ lefoneinheit.

Mit dem DECT-Standard (Digital European Cordless Tele­ communication) wurde für Europa ein digitales, schnur­ loses Kommunikationssystem für Reichweiten unter 300 m festgelegt. In Verbindung mit der Vermittlungsfunktion einer Telefonnebenstellenanlage wird ein mobiles Tele­ fonnetz für Bürogebäude oder Betriebsgelände bereitge­ stellt.

Die Funkverbindung zwischen einer Basissation und den Schnurlostelefonen erfolgt auf jeweils 120 Kanälen für die Sende- und Empfangsrichtung. Pro Sprechverbindung wird ein Kanal für das Senden der Basisstation zu einem Schnurlostelefon und ein Rückkanal zur Kommunikation in der Gegenrichtung benötigt. In dem DECT-Standard sind 10 Trägerfrequenzen definiert, auf denen im Zeitmulti­ plex in 12 Zeitschlitzen bzw. Kanälen für die Hinrich­ tung und 12 Zeitschlitzen bzw. Kanälen für die Rück­ richtung kommuniziert wird. Pro Trägerfrequenz werden somit 12 Sprechverbindungen mit je zwei Kanälen ermög­ licht.

Die Schnurlostelefone sind so ausgebildet, daß sie sich zunächst auf einen bestimmten Kanal der Basisstation einloggen. Anschließend bestimmt das Schnurlostelefon, d. h. das Handset, anhand einer Qualitätsprüfung (Feld­ stärkemessung) auf jedem Kanal die Qualität und stellt sich auf einen Kanal hoher Qualität (= freier Kanal) ein. Das Problem einer solchen Telefonnebenstellenanla­ ge ist, daß die Reichweite auf die Übertragungsstrecke zwischen Basisstation und Schnurlostelefon beschränkt ist.

Zur Erhöhung der Reichweite ist die Verwendung von se­ paraten Repeatern bekannt, die zwischen der Basissta­ tion und dem Schnurlostelefon positioniert werden. Ein Repeater loggt sich auf die Basisstation ein und emp­ fängt das Signal eines zugehörigen Schnurlostelefons. Auf einem anderen Kanal ist es mit dem zugehörigen Schnurlostelefon synchronisiert und leitet das von der Basisstation empfangene Signal auf dem anderen Kanal an das Schnurlostelefon weiter. Auf diese Weise funktio­ niert ein Repeater in der Art einer eignen Basisstation und die Reichweite zwischen der Basisstation und dem Schnurlostelefon kann verdoppelt werden.

Ein derartiges Schnurlos-Telefonsystem mit einem Repea­ ter erfordert nachteilig zusätzliche Hardwareaufwendun­ gen durch den Repeater.

Aus der EP 0 688 139 A2 ist ein gattungsgemäßes Schnurloste­ lefon mit einer Vorrichtung zum Erhöhen des Versorgungsbe­ reichs eines DECT-Kommunikationsnetzwerks (Digital European Cordless Telecommunications) bekannt. Hierbei weist eine die Signale zwischen einem mobilen Endgerät und einer Basisstati­ on weiterleitende mobile Relaisstation zusätzlich eine Tele­ fonfunktion auf. Eine in der mobilen Relaisstation integrier­ te Paketkontrolleinheit entscheidet jeweils, ob ein empfange­ nes Signal für die interne Verarbeitung in der Telefoneinheit oder für das Weiterleiten an das mobile Endgerät bestimmt ist. Somit sind beide Funktionen gleichzeitig aktiviert.

Ein der EP 0 688 139 A2 ähnliches Schnurlostelefon offenbart die DE 195 42 390 A1. Gegenstand dieser Druckschrift ist ein Funknetz, in dem mehrere TDMA-Endgeräte mit mindestens einer Basisstation kommunizieren. Zur Erweiterung des Sendebereichs der Basisstation weist mindestens eines dieser Endgeräte eine Repeaterfunktion auf. Diese Repeaterfunktion wird jedoch ebenfalls zusätzlich zu dem Telefonbetriebsmodul des Endgerä­ tes aktiviert, wodurch das Endgerät seine Synchronisierung mit der jeweiligen Basisstation auch weiterhin beibehält.

In der US 5 850 593 A ist ein TDMA-Kommunikationsnetzwerk (Time Division Multiple Access) mit einer Basisstation und mobilen Stationen beschrieben. Zur Erweiterung des Versor­ gungsbereichs der Basisstation weisen die mobilen Stationen eine Repeaterfunktion auf. Die Kommunikation zwischen einer bestimmten mobilen Station und der Basisstation kann dabei über eine Kette benachbarter mobiler Stationen stattfinden. Als Entscheidungskriterium zur Festlegung der Funkkette dient hierbei die von der bestimmten mobilen Station durchgeführte Feldstärkemessung der empfangenen Signale der Basisstationen und der benachbarten mobilen Stationen. Die an der Funkkette beteiligten mobilen Stationen bleiben auch weiterhin als Te­ lefonendgeräte aktiv.

Die EP 0 689 303 A1 offenbart ein TDMA-Kommunikationssystem mit einer Basisstation und mobilen Endgeräten, das in der La­ ge ist, Signale zwischen einer Basisstation und einem be­ stimmten mobilen Endgerät, das sich außerhalb des Versor­ gungsbereichs der Basisstation befindet, über eine nicht fest zugeordnete Funkkette, bestehend aus benachbarten mobilen Endgeräten, weiterzuleiten.

Die GB 2 329 059 A beschreibt ein Netzwerk zur Kommunikation zwischen Basisstation und mobilen Stationen, bei dem auch mo­ bile Stationen außerhalb des Versorgungsgebietes der Basis­ stationen angebunden werden können. Dabei weisen die mobilen Stationen innerhalb des Netzwerks eine zusätzliche Repeater­ funktion auf. Das Netzwerk ermittelt die relative Position der mobilen Stationen zueinander anhand der Stärke empfange­ ner Signale und weist der Kommunikation zwischen einer mobi­ len Station und einer Basisstation einen idealen Kommunikati­ onspfad über weitere mobile Stationen lediglich temporär zu. Die eine ideale Funkkette bildenden mobilen Stationen leiten dabei zusätzlich zu ihren eigenen Kommunikationsignalen auch Signale der benachbarten mobilen Stationen weiter.

Die DE 198 43 952 A1 beschreibt ein schnurloses DECT- Telekommunikationsendgerät, das ein zusätzliches Relaismodul aufweist. Das Telekommunikationsgerät, das einer ersten Ba­ sisstation zugeordnet ist, kann mit Hilfe des Relaismoduls eine gesonderte Verbindung zwischen einer zweiten mobilen Einheit und einer zweiten Basisstation herstellen. Das Endge­ rät arbeitet dabei gleichzeitig sowohl als Telekommunikati­ onsendgerät als auch als Repeater für die zweite mobile Ein­ heit.

In der GB 2 299 732 ist eine drahtlose Basisstation zur Er­ weiterung des Versorgungsbereichs einer festen Basisstation beschrieben, die als Repeater arbeitet und dabei die Signale der festen Basisstation an ein Endgerät weiterleitet und vice versa.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ausgehend von dem in D1 offenbarten Stand der Technik, ein Schnurlosrepeatertelefon für eine Telefonnebenstellenanlage mit einem Telefonbetriebs­ modul und einem Repeaterbetriebsmodus bereitzustellen, das einen einfachen apparativen Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schnurlostelefon durch die in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Bevor­ zugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen ange­ geben.

Erfindungsgemäß hat die Steuereinheit des Schnurlostelefons eine Repeaterfunktion, um Signale zwi­ schen einer erreichbaren Basisstation und einem weite­ ren entfernten Schnurlostelefon bzw. Handset weiterzu­ leiten und daß die Repeaterfunktion wahlweise alterna­ tiv zu dem Telefonbetrieb einschaltbar ist.

Das weitere, entfernte Schnurlostelefon sollte dem Schnurlosrepeatertelefon über die ausgetauschten, ein­ deutigen Identitäten fest zugeordnet sein.

Auf diese Weise ist es ohne zusätzlichen Hardwareauf­ wand möglich, ein bereits vorhandenes Schnurlostelefon um die Funktion eines Repeaters zu erweitern. Die we­ sentlichen Funktionselemente für einen Repeater, näm­ lich eine Sende-/Empfangseinheit und eine Steuerungs­ einheit sind gleichermaßen in einem herkömmlichen Schnurlostelefon verfügbar. Die Steuerungseinheit muß lediglich so angepaßt werden, daß ein Umschalten zwi­ schen Telefonfunktion und Repeaterfunktion möglich ist und bei einer Repeaterfunktion ein empfangenes Signal auf einem anderen Kanal weitergeleitet wird.

Aus der DE 196 08 846 A1 ist die Verwendung von Funkte­ lefonen als Relaisstation zur Erhöhung der Reichweites eines Mobilfunknetzes grundsätzlich bekannt. Das be­ schriebene Verfahren betrifft ein Mobilfunknetz, das ohne feste Telekommunikationseinrichtungen bzw. Basis­ stationen und ohne eine übergeordnete Netzverwaltung betrieben werden kann. Eine Funkverbindung zwischen einem Quellenteilnehmer und einem Zielteilnehmer wird aufgebaut, indem der Quellenteilnehmer zunächst ein Funkruf abgibt, der von benachbarten Teilnehmern emp­ fangen wird. Der Funkruf wird lawinenartig von den Nachbarteilnehmern weitergeleitet, so daß sich dieser flächenartig über das gesamte Funkgebiet verbreitet. Auf diese Weise wird der Funkaufruf zu dem Zielteilnehmer über eine große Strecke übermittelt. Das System ist lernfähig, so daß nach einiger Zeit nur die Funkteil­ nehmer ein Signal weitergeben, die in einer optimalen Funkkette liegen.

Damit das System reibungslos funktioniert, müssen sämt­ liche verfügbaren Mobiltelefone auf der gleichen Trä­ gerfrequenz arbeiten und ständig betriebsbereit sein. Auch wenn sich ein Mobiltelefon im Telefonbetrieb be­ findet und selbst als Quellen- bzw. Zielteilnehmer fun­ giert, muß es parallel hierzu als Übermittler arbeiten. Dies führt dazu, daß die Sendeaktivität des Mobiltele­ fons auch während des Telefonbetriebes erheblich erhöht ist. Zudem führt die lawinenartige unkontrollierte Ver­ teilung der Funkrufe zu einer erhöhten Strahlenbelas­ tung.

Im Unterschied zu dem beschriebenen Mobilfunksystem erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Telekommunikations­ system für eine Telefonnebenstellenanlage eine feste Zuordnung der Schnurlostelefone zu einer Funkkette. Hierzu ist die Repeaterfunktion des Schnurlosrepeater­ telefons so ausgebildet, daß Signale zwischen Basissta­ tion und dem Schnurlosrepeatertelefon im Repeatermodus an ein weiteres Handset weitergeleitet werden, im nor­ malen Betriebsmodus des Schnurlosrepeatertelefons je­ doch nicht. Es wird dabei ausgenutzt, daß standardgemäß DECT-Basisstationen und Handsets weltweit eigene Num­ mern (Identitäten) besitzen, die sie eindeutig identi­ fizieren. Die eindeutige Zuordnung der Funkkette von Basisstation über das Schnurlosrepeatertelefon an das Zielhandset geschieht über die eindeutigen Identitäten im jeweiligen Adressfeld eines Datenwortes, das über die Luft verschickt wird.

Die Kanalauswahl wird wie oben beschrieben über die Qualitätsbewertung vollzogen. Die Verbindung von der Basisstation zu dem Repeater belegt hierbei ein Kanal­ paar (je ein Kanal für den Hin- und ein Kanal für den Rückweg), die Verbindung von Repeater zum Handset ein weiteres Kanalpaar.

Das Einschalten der Repeaterfunktion beim Schnurlosre­ peatertelefon geschieht z. B. durch einen Schalter, durch Auswahl eines Menüpunktes oder z. B. durch Hinein­ stellen des Schnurlosrepeatertelefons in die Ladeschale (automatische Umschaltung). An einer Anzeige wird der Zustand (Betriebsmodus) des Schnurlosrepeatertelefons dargestellt.

Dadurch, daß der z. B. nach dem DECT-Standard ETS 300 700 definierte Repeater in das Schnurlosrepeatertelefon integriert ist, entfällt der Aufwand für eine zusätzli­ che Hardware. Vielmehr kann die Sende-/Empfangseinheit und die Steuerungseinheit bzw. der Controller des Schnurlosrepeatertelefons für beide Anwendungen glei­ chermaßen genutzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Schnurlos-Telefonnebenstellenanlage mit einem Schnurlosrepeatertelefon mit Repeaterfunk­ tion;

Fig. 2 Blockschaltbild eines Schnurlosrepeatertele­ fons mit Repeaterfunktion.

Die Fig. 1 läßt eine Schnurlos-Telefonnebenstellenanla­ ge mit einer Basisstation 1 erkennen, die an ein Tele­ fonfestnetz oder ein Mobilfunknetz angeschlossen ist. Die Basisstation 1 hat eine begrenzte Sende-/Empfangs­ reichweite 2 zum Betrieb in einem Gebäude oder Be­ triebsgelände. Basisstationen 1 nach dem DECT-Standard haben eine Reichweite von weniger als 300 m. Die Basis­ station 1 kommuniziert mit Schnurlostelefonen 3 nach dem Frequenz- und Zeit-Multiplexverfahren. Jedes Schnurlostelefon 3 wird auf einem eigenen Kanal betrie­ ben und hat ebenfalls eine begrenzte Sende-/Empfangs­ reichweite 4. Die Basisstation 1 und die zugehörigen Schnurlostelefone 3 sind auf eine von 10 Trägerfrequen­ zen eingestellt. Auf der entsprechenden Trägerfrequenz werden zeitlich nacheinander 12 Kanäle im Zeit-Multi­ plexverfahren (TDMA) übertragen. Anschließend wird auf Empfang geschaltet und die 12 Kanäle wiederum im Zeit- Multiplexverfahren empfangen. Die Sende- und Empfangs­ richtung wechselt sich somit in einem Zeitschlitz von 10 Millisekunden ab.

Um auch bei Überschreiten der Reichweite 2, 4 eine Ver­ bindung zwischen Basisstation 1 und dem Schnurlostele­ fon 3 gewährleisten zu können, wird ein Schnurlosrepea­ tertelefon 5 räumlich zwischen die Basisstation 1 und das weitere Schnurlostelefon 3 positioniert. Das Schnurlosrepeatertelefon 5 hat eine zusätzliche Repeaterfunktion, die alternativ zur Telefonfunktion einge­ schaltet wird. Damit arbeitet das Schnurlosrepeaterte­ lefon 5 ausschließlich als Repeater. Das Schnurlosre­ peatertelefon 5 übernimmt die Funktion einer Basissta­ tion 1, wobei sich das weitere Schnurlostelefon 3 auf das Schnurlosrepeatertelefon 5 einloggt und ein Über­ tragungskanal festgelegt wird. Weiterhin loggt sich das Schnurlosrepeatertelefon 5 auf die Basisstation 1 durch Festlegen eines Übertragungskanals so ein, daß das Schnurlosrepeatertelefon 5 als Repeater für das weitere Schnurlostelefon 3 von der Basisstation 1 erkannt wird. Damit wird eine feste Funkkette geschaffen.

Der Aufbau des Schnurlosrepeatertelefons 5 mit Repea­ terfunktion ist in der Fig. 2 als Blockdiagramm skiz­ ziert. Ein Schnurlosrepeatertelefon 5 hat prinzipiell eine Sende-/Empfangseinheit 6 mit einem Hochfrequenz­ empfänger 7, einem Hochfrequenzsender 8 und einer PLL- Schaltung 9 zum Einstellen und Regeln der Trägerfre­ quenz, sowie eine digitale Einheit 10 zur Rahmendeco­ dierung 11 und -codierung 12. Die digitale Signalüber­ tragung nach dem DECT-Standard erfolgt wie oben erwähnt in einem Rahmen von 10 Millisekunden, indem die Daten der 12 Sendekanäle und 12 Empfangskanäle hintereinander übertragen werden. Die Daten eines jeden Kanals sind zudem in Steuer- und Informationsdaten aufgeteilt, die codiert bzw. decodiert werden müssen. In einer Telefon­ einheit 13 erfolgt die Sprachdecodierung 14 bzw. Sprachcodierung 15 sowie eine Analog-Digital-Umsetzung 16. Das Schnurlosrepeatertelefon 5 hat eine Steuerungs­ einheit 17 in Form eines Mikrocontrollers mit Speicher zum Steuern der Telefoneinheit 13 und der digitalen Einheit 10. Die Bedienung des Schnurlosrepeatertelefons 5 erfolgt über eine Tastatur 18 mit einer Anzeige. Das Schnurlosrepeatertelefon 5 ist programmierbar, wobei die Programmdaten und Parameter auf einem EPROM 19 ab­ gelegt werden können.

Zur Bereitstellung einer Repeaterfunktion ist die Steu­ erungseinheit 17 bzw. die digitale Einheit 10 so aus­ gebildet, daß anstelle der Telefoneinheit 13 auf einem definierten Kanal empfangene Daten nach der Rahmendeco­ dierung 11 über einen anderen Kanal entweder zu dem Basisgerät 1 oder zu dem weiteren Schnurlostelefon 3 weitergeleitet wird. Hierzu wird das Signal in der Rah­ mencodierung 11 in den zusendenden Rahmen codiert, so daß das empfangene Signal in einem anderen Zeitschlitz und/oder einer anderen Trägerfrequenz wieder ausgesen­ det wird. Diese Funktionalität ist als Umschalteinheit 20 skizziert.

Das Umschalten zwischen Telefonfunktion und Repeater­ funktion kann mit Hilfe der Tastatur 18 erfolgen. Es kann auch ein gesonderter Schalter an dem Schnurlosre­ peatertelefon 5 vorgesehen sein.

Die Telefoneinheit ist über A/D-Wandler in bekannter Weise mit einem Mikrofon 21 und einem Lautsprecher 22 gekoppelt.

Auf diese Weise kann ein ohnehin vorhandenes Schnurlos­ repeatertelefon 5 als Repeater eingesetzt werden und die Reichweite der Schnurlos-Telefonnebenstellenanlage erhöht werden, ohne daß zusätzliche Hardware notwendig ist.

Claims (5)

1. Schnurlosrepeatertelefon (5) für eine Telefonneben­ stellenanlage mit einer Sende-/Empfangseinheit (6), einer Steuerungseinheit (17), einer Telefoneinheit (13) und ei­ ner digitalen Einheit (10), die eine Rahmendekodierungs­ einheit (11) und eine Rahmenkodierungseinheit (12) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Einheit (10) weiter eine Umschalteinheit (20) umfasst, um wahlweise alternativ zwischen einem Te­ lefonbetriebsmodus und einem Repeaterbetriebsmodus des Schnurlosrepeatertelefons (5) umzuschalten, wobei ein durch die Sende-/Empfangseinheit (6) auf einem ersten Übertragungskanal empfangenes Signal im Telefonbetriebs­ modus von der Rahmendekodiereinheit (11) zur Telefonein­ heit (13) weitergeleitet wird, um ausgewertet zu werden, und im Repeaterbetriebsmodus von der Rahmendekodierungs­ einheit (11) zur Rahmenkodierungseinheit (12) weiterge­ leitet wird, um auf einem zweiten Übertragungskanal wie­ der ausgesendet zu werden.

2. Schnurlosrepeatertelefon (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Telefonbetriebsmodus und dem Repeaterbetriebsmodus durch einen Schalter oder durch Auswahl eines Menüpunktes alternativ umgeschaltet werden kann.

3. Schnurlosrepeatertelefon (5) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anzeige zum Anzeigen des aktu­ ell gewählten Betriebsmodus.

4. Schnurlosrepeatertelefon (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schnurlosrepea­ tertelefon (5) im Repeaterbetriebsmodus ein Schnurloste­ lefon (3) fest zugeordnet ist.

5. Schnurlosrepeatertelefon (5) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) so ausge­ bildet ist, dass Übertragungskanäle zwischen der Basis­ station (1) und dem Schnurlosrepeatertelefon (5) sowie Übertragungskanäle zwischen dem Schnurlosrepeatertelefon (5) und dem Schnurlostelefon (3) beim Umschalten in den Repeaterbetriebsmodus des Schnurlosrepeatertelefons (5) frei gesucht werden und dann fest zugeordnet sind, und dass das Schnurlosrepeatertelefon (5) auf diesen Übertra­ gungskanälen Signale empfängt bzw. sendet.