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Die Erfindung betrifft ein mobiles Telefon- bzw.
Fernsprechsystem und insbesondere eine fahrzeugeigene oder
Bordfernsprechvorrichtung, die als mobile Station in einem mobilen
Fernsprechsystem dient.
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Ein mobiles Fernsprechsystem weist auf:
Bordfernsprechvorrichtungen, die in einzelnen Fahrzeugen angeordnet sind, um
als mobile Stationen zu dienen, Basisstationen, die jeweils
einem anderen Versorgungsgebiet zugeordnet sind, zum Austau
schen von Informationen mit Bordvorrichtungen, die sich im
Versorgungsgebiet befinden, eine Kontrollstation zum
Überwachen mehrerer Basisstationen und eine mobile
Fernsprechvermittlungsstation, die die Kontrollstation und ein
Wählvermittlungsfernsprechnetz verbindet.
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Um von einem normalen Fernsprechapparat mit einer
gewünschten Bordfernsprechvorrichtung zu sprechen bzw.
Übertragungen durchzuführen, wird eine Kontrollstation, die eine
bestimmte Basisstation überwacht, die einen Versorgungsbereich
bietet, in dem sich die gewünschte Vorrichtung befindet, von
einem Fernsprechnetz gerufen, mit dem der normale
Fernsprechapparat verbunden ist, und zwar über eine mobile
Fernsprechvermittlungsstation. Als Antwort darauf ruft die
Kontrollstation die gewünschte Bordvorrichtung über die
Basisstation.
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Um andererseits einen Ruf von der Bordvorrichtung
auszulösen, wird die Kontrollstation über die bestimmte
Basisstation gerufen, die den Versorgungsbereich bietet, in dem sich
die Bordvorrichtung befindet. Als Antwort darauf weist die
Kontrollstation dem Versorgungsbereich Nachrichtenkanäle zu,
damit die Bordvorrichtung Übertragungen durchführen kann.
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Ein Problem bei dem mobilen Übertragungssystem besteht
darin, daß, wenn aufgrund des Anstiegs der Menge von
Übertragungen keine freien Kanäle zur Verfügung stehen, keine
Übertragungen durchgeführt werden können, d.h. eine Übertragung
nur möglich ist, wenn irgendeiner der Kanäle, der besetzt ist,
frei wird. Es ist deshalb üblich, eine Verbindungsaufforderung
wiederholt zu übertragen, bis man einen freien Kanal bekommt.
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JP-A-59-228 433 offenbart eine allgemeine
Funkübertragungsvorrichtung, die die Anzahl der Kanäle berechnet, die in
Benutzung oder belegt sind. Sie weist jedoch keine Einrichtung
zum Vergleichen der gezählten Anzahl mit einer vorher
festgelegten Anzahl und zum Erzeugen einer
Besetztzustandsinformation auf. Die EP-A-0 209 185 offenbart ein System zum Suchen
eines freien Kanals in einem mobilen Übertragungssystem. Die US-
A-4 400 585 offenbart ein System zum automatischen Erfassen
eines Funkkanals in einem Mehrkanalsystem.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine
Bordfernsprechvorrichtung für ein mobiles Fernsprechsystem
bereitzustellen, bei dem eine Übertragung auch dann durchgeführt
kann, wenn die Menge der Übertragungen angestiegen ist, ohne
daß eine wiederholte Verbindungsauslösung durchgeführt werden
muß. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche
gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Sperrsignal, das von einer
Kontrollstation übertragen wird und die Tatsache anzeigt, daß
keine Nachrichtenkanäle frei sind, ausgewertet. Wie oft das
Sperrsignal innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer auftritt,
wird bestimmt und als Information angezeigt, die den Grad des
Besetztzustands von Nachrichtenkanälen darstellt.
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Die oben beschriebenen und weitere Aufgabenmerkmale und
Vorzüge der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die
ausführliche Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit
den beigefügten zeichnungen verdeutlicht. Dabei zeigen:
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Fig. 1 ein Blockschaltbild, das ein erfindungsgemäßes
mobiles Fernsprechsystem darstellt;
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Fig. 2 ein Diagramm, daß das Format von Steuerkanälen
zum Übertragen von Steuerinformationen gemäß der
Ausführungsform in Fig. 1 darstellt;
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Fig. 3 ein Blockschaltbild, das eine alternative
erfindungsgemäße Ausführungsform schematisch darstellt; und
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Fig. 4 ein Flußdiagramm, das einen spezifischen Betrieb
eines Controllers darstellt, der in die Ausführungsform gemäß
Fig. 3 einbegriffen ist.
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In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein erfindungsgemäßes
mobiles Fernsprechsystem dargestellt und weist
Bordfernsprechvorrichtungen 11 (11A, 11B und 11C) auf, die in einzelnen
Fahrzeugen angeordnet sind. Basisstationen 13 (13A, 13B und
13C) tauschen jeweils Steuerinformationen und
Nachrichteninformationen mit den Bordvorrichtungen 11 aus, die sich in
einein Versorgungsbereich 12 (12A, 12B oder 12C) befinden, den
die Basisstation überwacht. Die Basisstationen 13 werden von
einer Kontrollstation 14 gesteuert, die mit einem
Fernsprechnetz 16 über eine mobile Fernsprechvermittlungsstation 15
verbunden ist.
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Sprach- oder Nachrichtenkanäle 17 (17A, 17B und 17C)
und Steuerkanäle 18 (18A, 18B und 18C) sind zwischen den
einzelnen Bordvorrichtungen 11 und den zugeordneten
Basisstationen 13 vorgesehen. Die gleichen Arten von Kanälen wie diese
Kanäle sind zwischen den Basisstationen 13 und der
Kontrollstation 14 vorgesehen. Die Nachrichtenkanäle 17 werden
verwendet, um Nachrichteninformationen zu übertragen und zu
empfangen, während die Steuerkanäle 18 verwendet werden, um
Steuerinformationen auszutauschen, die für die
Verbindungsauslösungsverarbeitung erforderlich sind.
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Insbesondere sind jeder Basisstation 13 mehrere
Nachrichtenkanäle zugewiesen, und diese haben Frequenzen, die sich
von den Frequenzen unterscheiden, die den anderen
Basisstationen 13 zugewiesen sind. Dadurch wird erfolgreich verhindert,
daß Nachrichtenkanäle von in der Nähe befindlichen
Basisstationen 13 einander stören. Wenn man beispielsweise annimmt,
daß die Nachrichtenkanäle 17A, die der Basisstation 13A
zugewiesen sind, Trägerfrequenzen f1, f3, f5, f7 und f9 haben,
dann haben die Nachrichtenkanäle 17B, die der Basisstation 13B
zugewiesen sind, deren Versorgungsbereich sich mit dem Versor
gungsbereich der Basisstation 13A überlappt, Frequenzen f0,
f2, f4, f6 und f8, die zu einem Frequenzband gehören, das sich
von einem Band f1, f3, f5, f7 und f9 unterscheidet.
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Der Basisstation 13C, deren Versorgungsbereich sich
nicht mit dem der Basisstation 13A überlappt, sind die
gleichen Trägerfrequenzen f1, f3, f5, f7 und f9 wie der
Basisstation 13A als die Nachrichtenkanäle 17C zugewiesen.
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Der Steuerkanal 18 besteht aus vier verschiedenen
Steuerkanälen: einem ersten Verbindungsbeendigungssteuerkanal,
damit die Kontrollstation 14 eine
Verbindungsbeendigungsinformation über die zugeordnete Basisstation 13 an eine gewünschte
Bordvorrichtung 11 übertragen kann, einem zweiten
Verbindungsbeendigungssteuerkanal, damit die Bordvorrichtung 11 als
Antwort auf die Verbindungsbeendigungsinformation eine
Antwortinformation über die Basisstation 13 an die Kontrollstation 14
übertragen kann, einen ersten
Verbindungsbeendigungssteuerkanal, damit die Bordvorrichtung 11 ein Rufsignal über die
Basisstation 13 an die Kontrollstation 14 übertragen kann, und
einen zweiten Verbindungsauslösungssteuerkanal, damit die
Kontrollstation 14 als Antwort auf das Rufsignal eine
Antwortinformation über die Basisstation 13 an die Bordvorrichtungen 11
übertragen kann.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, werden die Informationen
über den ersten Verbindungsbeendigungssteuerkanal 18-1 unter
Verwendung eines Zeitschlitzes T übertragen, dessen Dauer 170
ms als Einheit beträgt. Normalerweise überträgt die
Kontrollstation 14 wiederholt Positionsinformationen in dem einen
Zeitschlitz T und
Verbindungsauslösungssteuerkanalinformationen in zwei Zeitschlitzen 2T über die Basisstationen 13. Die
Positionsinformationen und die
Verbindungsauslösungssteuerkanalinformationen sind die gleichen wie diejenigen beim
herkömmlichen System und werden deshalb der Einfachheit halber
hier nicht beschrieben.
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Wenn eine Verbindung mit einer bestimmten
Bordvorrichtung 11 beendet werden soll, überträgt die Kontrollstation 14
in einem Zeitschlitz Tm beispielsweise ein
Verbindungsbeendigungssignal, das die Fernsprechnummer der Vorrichtung 11
aufweist,
über den ersten Verbindungssteuerkanal 18-1. Danach
nimmt die Kontrollstation 14 die wiederholte Übertragung von
Positionsdaten und
Verbindungsauslösungssteuerkanalinformationen wieder auf.
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Beim Auswerten des Verbindungsbeendigungssignals gibt
die Bordvorrichtung 11, die die festgelegte Fernsprechnummer
aufweist, über den zweiten Verbindungsbeendigungssteuerkanal
18-2 ein Antwortsignal an die Kontrollstation 14 zurück. Als
Antwort darauf überträgt die Kontrollstation 14 über den
ersten Verbindungsbeendigungssteuerkanal 18-1 in einem ersten
und einem zweiten Zeitschlitz eine Nachrichtenkanalinformation
zum Zuweisen eines Nachrichtenkanals an die Bordvorrichtung
11. Im einzelnen überträgt die Kontrollstation 14 im ersten
Zeitschlitz eine Fernsprechnummerinformation, die dem Ziel 11
zugeordnet ist, und überträgt dann im zweiten Zeitschlitz eine
Nachrichtenkanalnummerinformation. Somit kann beim Übertragen
der Fernsprechnummerinformation, die dem Ziel 11 zugeordnet
ist, im ersten Zeitschlitz lediglich die Bordvorrichtung, für
die der Ruf bestimmt ist, die Nachrichtenkanalinformation
empfangen. Nach Empfang der Nachrichtenkanalinformation ist die
Bordvorrichtung 11 bereit, mit einer rufenden Station über den
festgelegten Nachrichtenkanal Übertragungen durchzuführen.
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Wenn alle verfügbaren Nachrichtenkanäle aufgrund eines
hohen Verkehrsaufkommens besetzt sind, überträgt die
Kontrollstation 14 über den ersten Verbindungsbeendigungssteuerkanal
18-1 ein Sperrsignal, das anzeigt, daß keiner der
Nachrichtenkanäle frei ist.
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Wenn ein Ruf von der Bordvorrichtung 11 ausgelöst wird,
überträgt die Vorrichtung 11 ein Verbindungsauslösungssignal
über den ersten Verbindungsauslösungssteuerkanal an die
Kontrollstation 14. Wenn ein Nachrichtenkanal frei ist, überträgt
die Kontrollstation 14 als Antwort darauf eine
Nachrichtenkanalinformation über den zweiten
Verbindungsauslösungssteuerkanal an die Vorrichtung 11. Wenn keine Nachrichtenkanäle frei
sind, überträgt die Kontrollstation 14 das Sperrsignal über
den ersten Verbindungsbeendigungssteuerkanal 18-1 an die
Vorrichtung 11.
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Wenn das Sperrsignal übertragen ist, kann trotz der
Verbindungsauslösungsvorgänge keine Übertragungen durchgeführt
werden, weil keine Nachrichtenkanäle zugewiesen werden können.
Insbesondere ist eine Übertragung nur dann möglich, wenn
mindestens eine der gerade Übertragungen durchführenden
Bordvorrichtungen 11 ihre Übertragung beendet, um den
Nachrichtenkanal freizugeben. Bei dem bekannten mobile Fernsprechsystem
kann der Anwender der Bordvorrichtungen 11 nicht erkennen, ob
einer der besetzten Nachrichtenkanäle frei geworden ist, und
muß deshalb versuchen, wiederholt einen Ruf auszulösen, bis
der Anwender einen freien Nachrichtenkanal bekommt.
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Angesichts dieser Tatsache ist die dargestellte
Ausführungsform so aufgebaut und angeordnet, daß jede
Bordvorrichtung 11 die elektrische Feldstärke jedes der mehreren
Nachrichtenkanäle, die jedem Versorgungsbereich 12 zugeordnet
sind, ermittelt. Wenn die ermittelte elektrische Feldstärke
höher ist als ein vorbestimmter Wert, bestimmt die Vorrichtung
11, daß der Nachrichtenkanal besetzt ist. Ferner vergleicht
die Vorrichtung 11 die Anzahl der Nachrichtenkanäle, die dem
Versorgungsbereich 12 zugewiesen sind, mit der Anzahl der
Nachrichtenkanäle, die als besetzt bestimmt worden sind, wobei
der Grad des Besetztzustandes der Nachrichtenkanäle berechnet
wird. Der Besetztzustand wird an der Vorrichtung als
Information angezeigt, die nämlich anzeigt, wie stark der Verkehr
ist. Durch Beobachten des angezeigten Besetztzustands kann der
Anwender den Grad des Besetztzustandes der zugewiesenen
Nachrichtenkanäle erkennen.
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In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Insbesondere hat die Bordvorrichtung 50 gemäß Fig. 3
einen Fernsprechapparat 51, einen Controller 52, einen Sender
53, einen Empfänger 54, einen Antennenduplexer 55, eine
Sende/Empfangsantenne 56 und einen Frequenzsynthesizer 57 zum
Erzeugen von Signalen mit Frequenzen, die im Frequenzband
liegen, das den Nachrichtenkanälen zugewiesen ist. Die
Vorrichtung so ist identisch mit der Vorrichtung 11, außer daß sie
keinen Feldstärkedetektor 28 hat und daß der Controller 52
eine Besetztzustandsermittlungsverarbeitung ausführt.
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Wie der Controller 22 führt der Controller 52 eine
Sleuerungsverarbeitung, eine
Verbindungsbeendigungsverarbeitung und eine Verbindungsauslösungsverarbeltung auf
herkömmliche Weise durch.
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Der Controller 52 beginnt mit der Ermittlung des
Besetztzustandes von Nachrichtenkanälen, indem das Sperrsignal
ausgewertet wird, das über den ersten
Verbindungsbeendigungssteuerkanal 18-1 empfangen werden kann.
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Im allgemeinen ist in einem mobilen Fernsprechsystem
die Anzahl der Nachrichtenkanäle, die einem Versorgungsbereich
zugewiesen werden können, beschränkt. Wenn sich also die Menge
der durchgeführten Übertragungen vergrößert, wird die Anzahl
der verfügbaren Nachrichtenkanäle knapp, so daß das
Sperrsignal häufiger auftritt. Insbesondere werden die Häufigkeit,
mit der das Sperrsignal übertragen wird, und der
Besetztzustand der Nachrichtenkanäle miteinander in Beziehung gesetzt.
In der alternativen Ausführungsform wird die Anzahl der
Sperrsignale, die in einer vorbestimmten Zeitdauer aufgetreten
sind, bestimmt und mit einem Schwellwert verglichen, um den
Besetztzustand der Nachrichtenkanäle zu bestimmen.
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Bei tatsächlichen Messungen wurde festgestellt, daß von
verschiedenen Steuerinfornationen, die über den ersten
Verbindungsbeendigungssteuerkanal 18-1 übertragen werden können, die
Positionsinformationen und die
Verbindungsauslösungssteuerkanalinformationen etwa 50 % der Gesamtzeitdauer einnehmen.
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Es wird angenommen, daß 50 % aller Bordvorrichtungen
(mobile Stationen), die sich in einem bestimmten
Versorgungsbereich befinden, bereit sind, einen Ruf zu empfangen, während
die anderen nicht dazu bereit sind, weil beispielsweise ihre
Stromquellen in einem ausgeschalteten Zustand sind. Dann
werden andere Informationen als die Positionsinformationen und
die Verbindungsauslösungssteuerkanalinformationen, die über
den ersten Verbindungsbeendigungssteuerkanal 18-1 übertragen
werden, nämlich ein Verbindungsbeendigungssignal, eine Nach
richtenkanalinformation und ein Sperrsignal übertragen, und
zwar In den folgenden Kombinationen:
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(1) an eine mobile Station, deren Stromquelle
ausgeschaltet ist:
Verbindungsbeendigungssignal + Verbindungsbeendigungssignal
(d.h. die Basisstation überträgt ein
Verbindungsbeendigungssignal zweimal)
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(2) an eine mobile Station, deren Stromquelle
eingeschaltet ist, wenn ein freier Nachrichtenkanal vorhanden ist:
Verbindungsbeendigungssignal + Nachrichtenkanaiinformation I +
Nachrichtenkanalinformation II
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(3) an eine mobile Station, deren Stromquelle
eingeschaltet ist, wenn kein freier Nachrichtenkanal vorhanden ist:
Verbindungsbeendigungssignal + Sperrsignal
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Hierbei wird jedes, nämlich das
Verbindungsbeendigungssignal, die Nachrichtenkanalinformation I und II und das
Sperrsignal in einem Zeitschlitz übertragen.
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Daraus ergibt sich folgendes: Wenn 50 % der mobilen
Stationen im eingeschalteten Zustand sind und keine freien
Nachrichtenkanäle verfügbar sind, dann erscheint von den
Signalen, nämlich dem Verbindungsbeendigungssignal, der
Nachrichtenkanalinformation und dem Sperrsignal, das Sperrsignal
mit einer Rate von 1:4. Wenn unter den gleichen Bedingungen
der freie Nachrichtenkanal mit einer Rate von 1:2 nicht
verfügbar ist, erscheint das Sperrsignal mit einer Rate von 1:9.
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Wenn man annimmt, daß die oben erwähnte vorbestimmte
Zeit 3 min (180 s) beträgt, dann wird die Positionsinformation
und die Verbindungsbeendigungssteuerkanalinformation über 90 s
übertragen, während die anderen Informationen
(Verbindungsbeendigungssignal, Nachrichtenkanalinformation und
Sperrsignal) 90 s lang übertragen werden. Da ein Zeitschlitz 0,17 s
(170 ms) beträgt, wird, wenn das Verhältnis zwischen der
Anzahl der freien Nachrichtenkanäle und der gesamten
Nachrichtenkanäle 0 % ist, das Sperrsignal mit der folgenden Frequenz
übertragen:
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90/0,17 1/4 = 132/3 min
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Wenn ferner das Verhältnis zwischen der Anzahl der freien
Nachrichtenkanäle und der gesamten Nachrichtenkanäle 50 %
beträgt, tritt das Sperrsignal mit der folgenden Häufigkeit auf:
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90/0,17 1/9 = 59/3 min
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Diese Ausführungsform bestimmt somit, daß die
Nachrichtenkanäle übermäßig besetzt sind, wenn das Sperrsignal mehr
als 59 mal innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer (3 min)
empfangen wird, weil die Anzahl der freien Nachrichtenkanäle, die
zu dieser Zeit verfügbar sind, weniger als 50 % beträgt.
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Nachstehend wird mit Bezug auf Fig. 4 die
Besetztzustandsermittlungsverarbeitung beschrieben, die vom Controller
52 ausgeführt wird, nämlich vom Schritt der Bestimmung der
Anzahl der Sperrsignale, die innerhalb der vorbestimmten
Zeitdauer aufgetreten sind, bis zu dem Schritt ihrer Anzeige auf
der Anzeige 58.
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Gemäß Fig. 4 beginnt die Verarbeitung, wenn die
Bordvorrichtung 11 in einen Bereitschaftszustand versetzt wird, in
dem sie den ersten Verbindungsbeendigungssteuerkanal 18-1
empfängt (Schritt 60). Wenn der Controller 52 ein Aushängesignal
ermittelt, das vom Fernsprechapparat 51 erzeugt wird (Schritt
61), beginnt er mit der Verbindungsauslösungsverarbeitung
(Schritt 62). Der Controller 52 vergleicht die
Positionsinformation, die über den ersten Verbindungsbeendigungssteuerkanal
18-1 übertragen wird, mit der registrierten
Positionsinformation (Schritt 63) und führt, wenn diese nicht übereinstimmen,
eine Positionsregistrierungsverarbeitung auf genau die gleiche
Weise wie in einem herkömmlichen System aus (Schritt 64). Der
Controller 52 bestimmt, ob das Verbindungsbeendigungssignal,
das über den Kanal 18-1 gekommen ist, für die eigene Station
bestimmt ist oder nicht (Schritt 65). Wenn die Antwort im
Schritt 65 positiv ist (Ja), führt der Controller 52 eine
Verbindungsbeendigungsverarbeitung auf die herkömmliche Weise
durch (Schritt 66).
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Wenn ein Sperrsignal ermittelt wird (Schritt 67),
erhöht der Controller 52 einen Zähler um eins (Schritt 68) und
bestimmt dann, ob eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist
oder nicht (Schritt 69). Wenn die Antwort in Schritt 69
negativ ist (Nein) kehrt das Programm zum Schritt 61 zurück. Wenn
die Antwort im Schritt 69 positiv ist (Ja), erzeugt der
Controller 52 eine Besetztzustandsinformation auf der Grundlage
des Zählwertes des Zählers und eines Referenzwertes (z.B.
"59") (Schritt 70). Die resultierende
Besetztzustandsinformation erscheint auf der Anzeige 58 (Schritt 71). Nach dem
Erscheinen der Besetztzustandsinformation auf der Anzeige 58
wird der Zähler zurückgesetzt (Schritt 72). Danach kehrt das
Programm zum Schritt 61 zurück, um die oben beschriebene Folge
von Schritten zu wiederholen. Die Information, die auf der
Anzeige 58 erscheint, bleibt bestehen, bis der Oontroller 52 das
Ergebnis der nächsten Ermittlung hervorbringt.
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf spezifische
Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Beschreibung so zu
verstehen, daß sie dadurch nicht eingeschränkt wird.
Verschiedene Modifikationen der offenbarten Ausführungsformen sind dem
Fachmann nach der Lektüre der Beschreibung der Erfindung
offenkundig.