WO1999009679A1 - Method and system for data digital radio transmission - Google Patents

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WO1999009679A1
WO1999009679A1 PCT/DE1997/001735 DE9701735W WO9909679A1 WO 1999009679 A1 WO1999009679 A1 WO 1999009679A1 DE 9701735 W DE9701735 W DE 9701735W WO 9909679 A1 WO9909679 A1 WO 9909679A1
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PCT/DE1997/001735
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Inventor
Jürgen KOCKMANN
Uwe Sydon
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2615—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using hybrid frequency-time division multiple access [FDMA-TDMA]

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for digital radio transmission of data, which enables the use of DECT components, such as the baseband IC, in the 2.4 GHz ISM band.
  • the DECT standard was adopted in the early 1990s. It is the first common European standard for cordless telecommunications.
  • a DECT network is a microcellular, digital mobile network for high subscriber densities. It is primarily designed for use in buildings. However, the DECT standard can also be used outdoors. The capacity of the DECT network of around 10,000 subscribers per square kilometer makes the cordless standard an ideal access technology for network operators. According to the DECT standard, both the transmission of voice and the transmission of data signals are possible. This means that cordless data networks can also be set up on a DECT basis.
  • DECT Digital Enhanced Cordless Telecommunication
  • a digital, cordless telecommunication system for ranges below 300 has been standardized for Europe. This system in combination with the switching function of a telecommunications system is therefore suitable for mobile telephone and data traffic in an office building or on a company site.
  • the DECT functions complement a telecommunications system and thus make it the base station FS of the cordless telecommunications system.
  • Digital radio connections can be established on up to 120 channels. see the base station FS and the maximum of 120 mobile stations MS are manufactured, monitored and controlled.
  • the frequency range is 1.88 GHz to 1.9 GHz on a maximum of ten different carrier frequencies (carriers).
  • This frequency multiplex method is called FDMA (Frequency Division Multiple Access).
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • a time-division multiplex frame thus consists of 24 channels (see FIG. 2).
  • Channel 1 to channel 12 are transmitted from the base station FS to the mobile stations MS, while channel 13 to channel 24 are transmitted in the opposite direction from the mobile stations MS to the base station FS.
  • the frame duration is 10 ms.
  • the duration of a channel (time slot, slot) is 417 ⁇ s.
  • 320 bit information e.g. voice
  • 104 bit control data synchronization, signaling and error control
  • the useful bit rate for a subscriber (channel) results from the 320 bit information within 10 ms. It is thus 32 kilobits per second.
  • Integrated modules that implement the DECT functions have been developed for fixed and mobile stations. The base station and the mobile station perform similar functions.
  • One of these integrated modules mentioned is the HF module, ie the module that performs the actual function of receiving and transmitting in the HF range.
  • a DECT channel is determined by its time slot and its carrier frequency. It should be noted that the reuse of physical channels is organized according to the DECT standard by means of dynamic channel selection. This eliminates the need for complex frequency planning, such as in cellular systems.
  • To establish a connection the signal levels of all channels are continuously measured and the interference-free channels are managed in a channel list. During a connection, the signal level of all channels and the reception quality are still monitored. If this monitoring shows that the channel currently being used was transmitted on a carrier frequency that has been disturbed (for example by the action of a transmission on the same carrier frequency from or to another base station), a different carrier frequency is automatically selected for the next active time slot which is entered in the channel list as trouble-free. This is one way of organizing channel reuse.
  • a so-called frequency hopping spread spectrum method can also be used, for example, in which the carrier frequency is changed after a predetermined period of time, for example a frame or a time slot of the transmission.
  • the DECT standard may have to be modified and adapted to local conditions. For example in the USA. can't transfer in the normal DECT range between 1.88 and 1.90 GHz, but rather the generally accessible 2.4 GHz ISM band (Industrial, Scientific, Medical) is available. Furthermore, changes would have to be made to adapt to national regulations, such as the American regulation "FCC part 15" (Federal Communications Commission). The American regulation described describes the transmission methods, transmission powers and the available bandwidth available for the air interface.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a system for digital radio transmission of data which make it possible to use components which have been developed for the DECT standard in order to save costs and at the same time meet the requirements of the US ISM band meet, as described for example in the regulation "FCC part 15".
  • the data will continue to be transmitted in accordance with frequency division multiplexing (FDMA) and time slot separation (TDD).
  • FDMA frequency division multiplexing
  • TDD time slot separation
  • 12 time slots are combined in a frame with a duration of 10 ms.
  • the data rate can be halved compared to the DECT standard, which results in a bandwidth that is acceptable for the US ISM band.
  • the base bandwidth can thus be suppressed below the maximum value of 1 MHz prescribed by the "FCC part 15" regulation.
  • the transmission can take place in a 2.4 GHz band, as is the case, for example, with the US ISM band.
  • the carrier frequency can be changed after one frame or time slot of the transmission.
  • bits can be transmitted per time slot, which corresponds to the DECT standard.
  • DECT components such as, for example, the baseband controller IC
  • a transmission system for digital radio transmission of data having a fixed station and at least one mobile station, between which data can be transmitted on one of a plurality of carrier frequencies.
  • a fixed station and the at least one mobile station each have a transmitting and receiving device in order to transmit the data in time slots in a time division multiplex method (TDMA), to transmit the data in accordance with a frequency division multiplex method (FDMA) and a time slot separation (TDD). to create, the data transmitted in frames with a duration of 10 ms and each frame has 12 time slots.
  • TDMA time division multiplex method
  • FDMA frequency division multiplex method
  • TDD time slot separation
  • Fig. 2 is a schematic representation of the known DECT standard
  • Fig. 3 is a schematic representation of the channel assignment when adapting the known DECT standard to the American ISM band according to the present invention.
  • FIG. 1 An arrangement for digital radio transmission of data is provided in FIG. 1.
  • a base station 1 is connected to the fixed network by means of a terminal line 10.
  • the base station 1 has an RF module 4, through which data can be transmitted or received by means of an antenna 6.
  • the RF module 4 can in particular be a so-called slow-hopping RF module, ie a particularly inexpensive RF module which, however, requires a certain period of time to change from one carrier frequency to another carrier frequency.
  • This period of time required for the carrier frequency change can correspond, for example, to the period of time which is filled by a time slot of a time division multiplex method (TDMA).
  • TDMA time division multiplex method
  • the time period is therefore between 100 ⁇ s and 1 ms and in particular between 300 ⁇ s and 500 ⁇ s.
  • a radio transmission to a mobile station 2 can take place via a radio transmission path 8 or a radio transmission to a mobile station (cordless telephone) 3 via a second radio transmission path 9.
  • All mobile stations shown in Fig. 1 have the same Chen structure, so that a more detailed explanation is only to be made using the mobile station 2 shown.
  • this mobile station 2 has an antenna 7 for receiving or transmitting data from or to the fixed station 1.
  • An RF module 5 is provided in the mobile station 2, which essentially corresponds to the RF module 4 used in the base station 1.
  • the HF module 5 of the mobile station 2 can therefore also be a so-called slow-hopping HF module.
  • the carrier frequency fx is not changed for transmission between a base station and a specific handset.
  • a so-called frequency hopping spread spectrum method can of course also be used, in which the carrier frequency is changed after a predetermined period of time, for example a frame or a time slot of the transmission.
  • the efficiency of a TDMA transmission is increased with the same effort, in particular with regard to the RF modules and with the same bandwidth of the transmission.
  • base station 2 mobile station (cordless telephone; 3 mobile station 4 RF module base station 5 RF module base station 6 antenna base station 7 antenna mobile station first radio transmission link
  • Terminal line Zx time slot (slot) f x carrier frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

The invention concerns a system and method for data digital radio transmission, based, as far as the radio interface is concerned, on the TDD/FDMA/TDMA method, with associated time slot grid, described in the DECT standard. In order to adapt the DECT standard to American regulation US "FCC part 15" concerning the ISM band, the number of time slots of a DECT time interval is divided by 2, i. e. one time interval of 10 ms comprises 12 time slots in each of which 480 bits can be transmitted. The data rate is thereby equally divided by 2, providing a band width permissible for said ISM band.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren und System zur digitalen Funkübertragung von DatenMethod and system for digital radio transmission of data
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur digitalen Funkübertragung von Daten, das eine Anwendung von DECT-Bauelementen, wie beispielsweise des Baseband-IC, im 2,4 GHz ISM-Band ermöglicht.The present invention relates to a method and a system for digital radio transmission of data, which enables the use of DECT components, such as the baseband IC, in the 2.4 GHz ISM band.
Um die bestehenden verschiedenen analogen und digitalen Standards in Europa zu ersetzen, wurde Anfang der 90er Jahre der DECT-Standard verabschiedet. Er ist der erste gemeinsame europäische Standard für schnurlose Telekommunikation. Ein DECT- Netz ist ein mikrozellulares, digitales Mobilfunknetz für hohe Teilnehmerdichten. Es ist in erster Linie für den Einsatz in Gebäuden konzipiert. Eine Verwendung des DECT-Standards im Freien ist jedoch ebenso möglich. Die Kapazität des DECT-Net- zes von rund 10.000 Teilnehmern pro Quadratkilometer macht aus dem Schnurlos-Standard eine ideale Zugangstechnologie für Netzbetreiber. Nach dem DECT-Standard ist sowohl die Übertragung von Sprache als auch die Übertragung von Datensignalen möglich. So können auf DECT-Basis auch schnurlose Datennetze aufgebaut werden.To replace the existing various analog and digital standards in Europe, the DECT standard was adopted in the early 1990s. It is the first common European standard for cordless telecommunications. A DECT network is a microcellular, digital mobile network for high subscriber densities. It is primarily designed for use in buildings. However, the DECT standard can also be used outdoors. The capacity of the DECT network of around 10,000 subscribers per square kilometer makes the cordless standard an ideal access technology for network operators. According to the DECT standard, both the transmission of voice and the transmission of data signals are possible. This means that cordless data networks can also be set up on a DECT basis.
Im folgenden soll der DECT-Standard bezugnehmend auf Fig. 2 näher erläutert werden. Unter der Bezeichnung DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication) wurde für Europa ein digitales, schnurloses Telekommunikationssystem für Reichweiten unter 300 genormt. Damit eignet sich dieses System in Ver- bindung mit der Vermittlungsfunktion einer Telekommunkations- anlage für den mobilen Telefon- und Datenverkehr in einem Bürogebäude oder auf einem Betriebsgelände. Die DECT-Funktionen ergänzen eine Telekommunikationsanlage und machen sie damit zur Feststation FS des schnurlosen Teleko munikationssystems . Auf bis zu 120 Kanälen können digitale Funkverbindungen zwi- sehen der Feststation FS und den maximal 120 Mobilstationen MS hergestellt, überwacht und gesteuert werden.The DECT standard will be explained in more detail below with reference to FIG. 2. Under the name DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication), a digital, cordless telecommunication system for ranges below 300 has been standardized for Europe. This system in combination with the switching function of a telecommunications system is therefore suitable for mobile telephone and data traffic in an office building or on a company site. The DECT functions complement a telecommunications system and thus make it the base station FS of the cordless telecommunications system. Digital radio connections can be established on up to 120 channels. see the base station FS and the maximum of 120 mobile stations MS are manufactured, monitored and controlled.
Gesendet wird im Frequenzbereich 1,88 GHz bis 1,9 GHz auf ma- ximal zehn unterschiedlichen Trägerfrequenzen (Trägern) . Dieses Frequenz-Multiplex-Verfahren wird als FDMA (Frequency Division Multiple Access) bezeichnet.The frequency range is 1.88 GHz to 1.9 GHz on a maximum of ten different carrier frequencies (carriers). This frequency multiplex method is called FDMA (Frequency Division Multiple Access).
Auf jeder der zehn Trägerfrequenzen werden zeitlich nacheinan- der zwölf Kanäle im Zeitmultiplex-Verfahren TDMA (Time Division Multiple Access) übertragen. Somit ergeben sich für die schnurlose Telekommunikation nach dem DECT-Standard bei zehn Trägerfrequenzen und jeweils zwölf Kanälen je Trägerfrequenz insgesamt 120 Kanäle. Da z. B. für jede Sprechverbindung ein Kanal erforderlich ist, ergeben sich 120 Verbindungen zu maximal 120 Mobilstationen MS. Auf den Trägern wird im Wechselbetrieb (Duplex, TTD) gearbeitet. Nachdem die zwölf Kanäle (Kanäle 1 - 12) von der Basisstation gesendet worden sind, schaltet sie auf Empfang, und empfängt in der Gegenrichtung die zwölf Kanäle (Kanäle 13 - 24) von eoner oder mehreren Mobilstationen.On each of the ten carrier frequencies, twelve channels are transmitted one after the other using the time division multiplex method TDMA (Time Division Multiple Access). This results in a total of 120 channels for cordless telecommunications according to the DECT standard with ten carrier frequencies and twelve channels per carrier frequency. Because e.g. B. a channel is required for each voice connection, there are 120 connections to a maximum of 120 mobile stations MS. Alternating operation (duplex, TTD) is used on the carriers. After the twelve channels (channels 1-12) have been transmitted by the base station, it switches to reception and receives the twelve channels (channels 13-24) in the opposite direction from one or more mobile stations.
Ein Zeitmultiplex-Rahmen besteht damit aus 24 Kanälen (s. Fig. 2) . Dabei werden Kanal 1 bis Kanal 12 von der Feststation FS zu den Mobilstationen MS übertragen, während Kanal 13 bis Kanal 24 in der Gegenrichtung von den Mobilstationen MS zur Feststation FS übertragen werden. Die Rahmendauer beträgt 10 ms. Die Dauer eines Kanals (Zeitschlitzes, Slot), beträgt 417 μs . In dieser Zeit werden 320 Bit Informationen (z. B. Sprache) und 104 Bit Steuerdaten (Synchronisierung, Signalisierung und Fehlerkontrolle) übertragen. Die Nutz-Bitrate für einen Teilnehmer (Kanal) ergibt sich aus den 320 Bit Informationen innerhalb von 10 ms. Sie beträgt somit 32 Kilobit pro Sekunde . Für Fest- und Mobilstationen wurden integrierte Bausteine entwickelt, die die DECT-Funktionen umsetzen. Dabei erfüllen die Feststation und die Mobilstation ähnliche Funktionen. Einer dieser genannten integrierten Bausteine ist dabei das HF-Mo- dul, d. h. das Modul, das die eigentliche Funktion des Empfan- gens und Sendens im HF-Bereich ausführt.A time-division multiplex frame thus consists of 24 channels (see FIG. 2). Channel 1 to channel 12 are transmitted from the base station FS to the mobile stations MS, while channel 13 to channel 24 are transmitted in the opposite direction from the mobile stations MS to the base station FS. The frame duration is 10 ms. The duration of a channel (time slot, slot) is 417 μs. During this time, 320 bit information (e.g. voice) and 104 bit control data (synchronization, signaling and error control) are transmitted. The useful bit rate for a subscriber (channel) results from the 320 bit information within 10 ms. It is thus 32 kilobits per second. Integrated modules that implement the DECT functions have been developed for fixed and mobile stations. The base station and the mobile station perform similar functions. One of these integrated modules mentioned is the HF module, ie the module that performs the actual function of receiving and transmitting in the HF range.
Ein DECT-Kanal wird durch seinen Zeitschlitz und seine Trägerfrequenz festgelegt. Dabei ist zu beachten, daß die Organisa- tion der Wiederverwendung von physikalischen Kanälen gemäß dem DECT-Standard mittels einer dynamischen Kanalwahl (dynamic Channel selection) erfolgt. Dadurch erübrigt sich eine aufwendige Frequenzplanung wie in zellularen Systemen. Für einen Verbindungsaufbau werden kontinuierlich die Signalpegel aller Kanäle gemessen und in einer Kanalliste (Channel map) die störungsfreien Kanäle verwaltet. Während einer Verbindung werden weiterhin die Signalpegel aller Kanäle sowie die Empfangsqualität überwacht. Falls diese Überwachung ergibt, daß der gerade benutzte Kanal auf einer Trägerfrequenz übertragen wurde, die gestört wurde (beispielsweise durch die Einwirkung einer Übertragung auf der gleichen Trägerfrequenz von bzw. zu einer anderen Feststation) , wird für den nächsten aktiven Zeitschlitz automatisch eine andere Trägerfrequenz gewählt, die in der Kanalliste als störungsfrei eingetragen ist. Dies stellt eine Möglichkeit der Organisation der Wiederverwendung der Kanäle dar.A DECT channel is determined by its time slot and its carrier frequency. It should be noted that the reuse of physical channels is organized according to the DECT standard by means of dynamic channel selection. This eliminates the need for complex frequency planning, such as in cellular systems. To establish a connection, the signal levels of all channels are continuously measured and the interference-free channels are managed in a channel list. During a connection, the signal level of all channels and the reception quality are still monitored. If this monitoring shows that the channel currently being used was transmitted on a carrier frequency that has been disturbed (for example by the action of a transmission on the same carrier frequency from or to another base station), a different carrier frequency is automatically selected for the next active time slot which is entered in the channel list as trouble-free. This is one way of organizing channel reuse.
Alternativ kann beispielsweise auch ein sogenanntes Frequency- Hopping-Spread-Spectrum-Verfahren verwendet werden, bei dem die Trägerfrequenz nach einem vorbestimmten Zeitraum, beispielsweise einem Rahmen oder einem Zeitschlitz der Übertragung gewechselt wird.Alternatively, a so-called frequency hopping spread spectrum method can also be used, for example, in which the carrier frequency is changed after a predetermined period of time, for example a frame or a time slot of the transmission.
Für Länder außerhalb Europas muß der DECT-Standard gegebenen- falls abgeändert und auf die lokalen Gegebenheiten angepaßt werden. Beispielsweise in den USA. kann die Übertragung nicht in dem normalen DECT-Bereich zwischen 1,88 und 1,90 GHz erfolgen, sondern es steht vielmehr das allgemein zugängliche 2,4 GHz ISM-Band (Industrial, Scientific, Medical) zur Verfügung. Weiterhin müßten Änderungen zur Anpassung an die nationalen Vorschriften, wie beispielsweise die amerikanische Vorschrift „FCC part 15" (Federal Communications Commission) , vorgenommen werden. Die genannte amerikanische Vorschrift beschreibt die für die Luftschnittstelle zulässigen Übertragungsverfahren, Sendeleistungen und die zur Verfügung stehende Bandbreite.For countries outside Europe, the DECT standard may have to be modified and adapted to local conditions. For example in the USA. can't transfer in the normal DECT range between 1.88 and 1.90 GHz, but rather the generally accessible 2.4 GHz ISM band (Industrial, Scientific, Medical) is available. Furthermore, changes would have to be made to adapt to national regulations, such as the American regulation "FCC part 15" (Federal Communications Commission). The American regulation described describes the transmission methods, transmission powers and the available bandwidth available for the air interface.
Beim DECT-Standard enthält jeder Zeitschlitz neben den oben genannten 320 Informations-Bits noch weitere 104 für die Signalübertragung benötigte Bits sowie 56 Bit eines Guard- Felds, so daß jeder Zeitschlitz insgesamt 480 Bit enthält. Daraus ergibt sich eine Datenrate von (24 x 48 Bit) /10ms =)In the DECT standard, each time slot contains, in addition to the 320 information bits mentioned above, a further 104 bits required for signal transmission and 56 bits of a guard field, so that each time slot contains a total of 480 bits. This results in a data rate of (24 x 48 bit) / 10ms =)
1 152 000 Bit/s. Eine Datenrate in dieser Höhe ist in dem amerikanischen ISM-Band nicht sinnvoll, da pro nutzbarem Kanal eine zu große Bandbreite benötigt werden würde. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Basisbandbreite des DECT-Standards ca. 1,2 MHz beträgt und gemäß der Vorschrift „FCC part 15" die Basisbandbreite auf 1 MHZ beschränkt ist.1 152 000 bps. A data rate of this level does not make sense in the American ISM band, since too much bandwidth would be required for each usable channel. It should be noted that the base bandwidth of the DECT standard is approximately 1.2 MHz and that the base bandwidth is limited to 1 MHz in accordance with the "FCC part 15" regulation.
Die Erfindung hat daher zur Aufgabe, ein Verfahren und ein System zur digitalen Funkübertragung von Daten bereitzustellen, die es ermöglichen, zur Kostenersparnis Bauelemente, die für den DECT-Standard entwickelt wurden, zu verwenden und gleichzeitig die Anforderungen des US-amerikanischen ISM-Bands zu erfüllen, wie sie beispielsweise in der Vorschrift „FCC part 15" beschrieben sind.The object of the invention is therefore to provide a method and a system for digital radio transmission of data which make it possible to use components which have been developed for the DECT standard in order to save costs and at the same time meet the requirements of the US ISM band meet, as described for example in the regulation "FCC part 15".
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst .The object is solved by the features of the independent claims.
Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren zur digitalen Funk- Übertragung von Daten zwischen einer Feststation und wenigstens einer Mobilstation auf einer von mehreren Trägerfrequen- zen vorgesehen, wobei die Daten in Zeitschlitzen in einem Zeitmultiplex-Verfahren (TDMA) übertragen werden. Die Daten werden weiterhin gemäß einem Frequenzmultiplex-Verfahren (FDMA) und einer Zeitlagentrennung (TDD) übertragen. Gemäß der Erfindung werden jeweils 12 Zeitschlitze in einen Rahmen mit einer zeitlichen Dauer von 10 ms zusammengefaßt. Es liegen somit im Vergleich zum DECT-Standard nur die halbe Anzahl an Zeitschlitzen in einem Rahmen vor, dadurch kann die Datenrate im Vergleich zum DECT-Standard halbiert werden, woraus sich eine für das US-amerikanische ISM-Band akzeptable Bandbreite ergibt. Durch die Halbierung der Bit-Datenrate kann somit die Basisbandbreite unter den durch die Vorschrift „FCC part 15" vorgeschriebenen Maximalwert von 1 MHz gedrückt werden.According to the invention, therefore, a method for digital radio transmission of data between a fixed station and at least one mobile station on one of several carrier frequencies zen provided, the data being transmitted in time slots in a time division multiplexing (TDMA) method. The data will continue to be transmitted in accordance with frequency division multiplexing (FDMA) and time slot separation (TDD). According to the invention, 12 time slots are combined in a frame with a duration of 10 ms. Compared to the DECT standard, there are only half the number of time slots in a frame, which means that the data rate can be halved compared to the DECT standard, which results in a bandwidth that is acceptable for the US ISM band. By halving the bit data rate, the base bandwidth can thus be suppressed below the maximum value of 1 MHz prescribed by the "FCC part 15" regulation.
Die Übertragung kann in einem 2,4 GHz-Band erfolgen, wie es beispielsweise bei dem US-amerikanischen ISM-Band der Fall ist .The transmission can take place in a 2.4 GHz band, as is the case, for example, with the US ISM band.
Die Trägerfrequenz kann nach jeweils einem Rahmen oder zeit- schlitz der Übertragung gewechselt werden.The carrier frequency can be changed after one frame or time slot of the transmission.
Pro Zeitschlitz können 480 Bit übertragen werden, was dem DECT-Standard entspricht. Durch die Beibehaltung der Bitzahl pro Zeitschlitz wird somit die Verwendung von DECT-Bausteinen, wie bspw. des Basisbandcontroller-IC ' s, erleichtert.480 bits can be transmitted per time slot, which corresponds to the DECT standard. By maintaining the number of bits per time slot, the use of DECT components, such as, for example, the baseband controller IC, is thus facilitated.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein Übertragungssystem zur digitalen Funkübertragung von Daten vorgesehen, wobei das Übertragungssystem gemäß der Erfindung eine Feststation und wenigstens eine Mobilstation aufweist, zwischen denen Daten auf einer von mehreren Trägerfrequenzen übertragbar sind. Jeweils eine Feststation und die wenigstens eine Mobilstation weisen eine Sende- und Empfangseinrichtung auf, um die Daten in Zeitschlitzen in einem Zeitmultiplex-Verfahren (TDMA) zu übertragen, die Daten gemäß einem Frequenzmultiplex-Verfahren (FDMA) zu übertragen und eine Zeitlagentrennung (TDD) zu schaffen, wobei die Daten in Rahmen mit einer zeitlichen Dauer von 10 ms übertragen und jeder Rahmen jeweils 12 Zeitschlitze aufweist .According to the invention, a transmission system for digital radio transmission of data is further provided, the transmission system according to the invention having a fixed station and at least one mobile station, between which data can be transmitted on one of a plurality of carrier frequencies. A fixed station and the at least one mobile station each have a transmitting and receiving device in order to transmit the data in time slots in a time division multiplex method (TDMA), to transmit the data in accordance with a frequency division multiplex method (FDMA) and a time slot separation (TDD). to create, the data transmitted in frames with a duration of 10 ms and each frame has 12 time slots.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment and with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur digitalen Funkübertragung von Daten,1 shows an arrangement according to the invention for digital radio transmission of data,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des bekannten DECT- Standards, undFig. 2 is a schematic representation of the known DECT standard, and
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Kanalbelegung bei der Anpassung des bekannten DECT-Standards an das amerikanische ISM-Band gemäß der vorliegenden Erfindung.Fig. 3 is a schematic representation of the channel assignment when adapting the known DECT standard to the American ISM band according to the present invention.
In Fig. 1 ist eine Anordnung zur digitalen Funkübertragung von Daten vorgesehen. Eine Feststation 1 ist dabei mittels einer Endstellenleitung 10 mit dem Festnetz verbunden. Die Feststation 1 weist ein HF-Modul 4 auf, durch das Daten mittels einer Antenne 6 aussendbar bzw. empfangbar sind. Das HF-Modul 4 kann insbesondere ein sogenanntes Slow-Hopping HF-Modul sein, d. h. ein besonders kostengünstiges HF-Modul, das indessen einen gewissen Zeitraum zum Wechsel von einer Trägerfrequenz auf eine andere Trägerfrequenz benötigt. Dieser für den Trägerfrequenzwechsel benötigte Zeitraum kann beispielsweise dem Zeitraum entsprechen, der durch einen Zeitschlitz eines Zeitmultiplex- Verfahrens (TDMA) ausgefüllt wird. Der Zeitraum liegt also zwischen 100 μs und 1 ms und insbesondere zwischen 300 μs und 500 μs . Mittels der Antenne 6 kann über eine Funkübertragungs- strecke 8 eine Funkübertragung zu einer Mobilstation 2 bzw. über eine zweite Funkübertragungsstrecke 9 eine Funkübertra- gung zu einer Mobilstation (schnurloses Telefon) 3 erfolgen. Alle in Fig. 1 dargestellten Mobilstationen weisen den glei- chen Aufbau auf, so daß eine nähere Erläuterung nur anhand der dargestellten Mobilstation 2 erfolgen soll.An arrangement for digital radio transmission of data is provided in FIG. 1. A base station 1 is connected to the fixed network by means of a terminal line 10. The base station 1 has an RF module 4, through which data can be transmitted or received by means of an antenna 6. The RF module 4 can in particular be a so-called slow-hopping RF module, ie a particularly inexpensive RF module which, however, requires a certain period of time to change from one carrier frequency to another carrier frequency. This period of time required for the carrier frequency change can correspond, for example, to the period of time which is filled by a time slot of a time division multiplex method (TDMA). The time period is therefore between 100 μs and 1 ms and in particular between 300 μs and 500 μs. By means of the antenna 6, a radio transmission to a mobile station 2 can take place via a radio transmission path 8 or a radio transmission to a mobile station (cordless telephone) 3 via a second radio transmission path 9. All mobile stations shown in Fig. 1 have the same Chen structure, so that a more detailed explanation is only to be made using the mobile station 2 shown.
Wie in Fig. 1 ersichtlich, weist diese Mobilstation 2 eine An- tenne 7 zum Empfang bzw. zum Senden von Daten von bzw. zu der Feststation 1 auf. In der Mobilstation 2 ist ein HF-Modul 5 vorgesehen, das im wesentlichen dem in der Feststation 1 verwendeten HF-Modul 4 entspricht. Bei dem HF-Modul 5 der Mobilstation 2 kann es sich also auch um eine sogenanntes Slow- Hopping HF-Modul handeln.As can be seen in FIG. 1, this mobile station 2 has an antenna 7 for receiving or transmitting data from or to the fixed station 1. An RF module 5 is provided in the mobile station 2, which essentially corresponds to the RF module 4 used in the base station 1. The HF module 5 of the mobile station 2 can therefore also be a so-called slow-hopping HF module.
Bezugnehmend auf Fig. 2 soll nun erläutert werden, wie der bekannte DECT-Standard auf das amerikanische ISM-Band angepaßt werden kann. Wie bereits. zuvor erläutert, wäre bei einer Bei- behaltung des DECT-Standards die resultierende Datenrate für das ISM-Band zu hoch. Wie in Fig. 3 ersichtlich kann aus diesem Grund die Zeitschlitzanzahl pro Rahmen halbiert werden, d. h. in den zehn Millisekunden eines Zeitrahmens sind anstatt der 24 Zeitschlitze (Kanäle) des DECT-Standards nur noch 12 Zeitschlitze ZI - Z12 vorgesehen, in denen jeweils 480 Bit übertragen werden können. Durch die Halbierung der Zeit- schlitzanzahl halbiert sich entsprechend auch die Datenrate auf (12 x 480 Bit)/10 ms = 576000 Bit/s. Diese niedrigere Datenrate hat eine für das amerikanische ISM-Band akzeptable Bandbreite zur Folge.2, how the known DECT standard can be adapted to the American ISM band will now be explained. As before. previously explained, if the DECT standard were retained, the resulting data rate would be too high for the ISM band. For this reason, as can be seen in FIG. 3, the number of timeslots per frame can be halved, i. H. In the ten milliseconds of a time frame, instead of the 24 time slots (channels) of the DECT standard, only 12 time slots ZI - Z12 are provided, in which 480 bits can be transmitted in each case. Halving the number of timeslots also halves the data rate to (12 x 480 bits) / 10 ms = 576000 bits / s. This lower data rate results in a bandwidth that is acceptable for the American ISM band.
In Fig. 3 ist als Beispiel dargestellt, daß die Trägerfrequenz fx zur Übertragung zwischen einer Basisstation und einem bestimmten Mobilteil nicht gewechselt wird. Als Alternative kann natürlich auch ein sogenanntes Frequency-Hopping-spread-Spec- trum-Verfahren verwendet werden, bei dem die Trägerfrequenz nach einem vorbestimmten Zeitraum, beispielsweise einem Rahmen oder einem Zeitschlitz der Übertragung gewechselt wird.3 shows as an example that the carrier frequency fx is not changed for transmission between a base station and a specific handset. As an alternative, a so-called frequency hopping spread spectrum method can of course also be used, in which the carrier frequency is changed after a predetermined period of time, for example a frame or a time slot of the transmission.
Nach der Hälfte der Zeitschlitze eines Zeitrahmens, d. h. nach sechs Zeitschlitzen ZI - Z6, erfolgt nun die umgekehrte Über- tragung von den Mobilstationen zu der Feststation in den Zeitschlitzen Z7 - Z12 (Zeitlagentrennung, TDD) . Es stehen somit insgesamt pro HF-Modul in der Feststation 12 Kanäle und somit sechs Verbindungen zur Verfügung.After half of the time slots of a time frame, ie after six time slots ZI - Z6, the reverse transfer now takes place Transmission from the mobile stations to the base station in time slots Z7 - Z12 (time separation, TDD). A total of 12 channels and thus six connections are available per RF module in the base station.
Gemäß der Erfindung wird somit die Effizienz einer TDMA-Über- tragung bei gleichbleibendem Aufwand insbesondere hinsichtlich der HF-Module und bei gleichbleibender Bandbreite der Übertragung erhöht . According to the invention, the efficiency of a TDMA transmission is increased with the same effort, in particular with regard to the RF modules and with the same bandwidth of the transmission.
BezugszeichenlisteReference list
1 Feststation 2 Mobilstation (schnurloses Telefon; 3 Mobilstation 4 HF-Modul Feststation 5 HF-Modul Basistation 6 Antenne Feststation 7 Antenne Mobilstation erste Funkübertragungsstrecke1 base station 2 mobile station (cordless telephone; 3 mobile station 4 RF module base station 5 RF module base station 6 antenna base station 7 antenna mobile station first radio transmission link
9 zweite Funkübertragungsstrecke9 second radio transmission link
10 Endstellenleitung Zx Zeitschlitz (slot) fx: Trägerfrequenz 10 Terminal line Zx time slot (slot) f x : carrier frequency

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur digitalen Funkübertragung von Daten zwischen einer Feststation (1) und wenigstens einer Mobilstation (2,3) auf einer von mehreren Trägerfrequenzen (fx), wobei die Daten in Zeitschlitzen (Zx) in einem Zeitmultiplex- Verfahren (TDMA) übertragen werden, die Daten in einem Frequenzmultiplex-Verfahren (FDMA) übertragen werden, - eine Zeitlagentrennung (TDD) vorliegt, und jeweils 12 Zeitschlitze einen Rahmen mit einer zeitlichen Dauer von 10 ms bilden.1. A method for digital radio transmission of data between a base station (1) and at least one mobile station (2, 3) on one of a plurality of carrier frequencies (fx), the data being transmitted in time slots (Zx) in a time division multiplex method (TDMA) , the data are transmitted in a frequency division multiplex method (FDMA), - there is a time slot separation (TDD), and 12 time slots form a frame with a duration of 10 ms.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung in einem 2,4 GHz-Band erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the transmission takes place in a 2.4 GHz band.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz nach jeweils einem Rahmen oder einem Zeitschlitz der Übertragung gewechselt wird.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the carrier frequency is changed after each frame or a time slot of the transmission.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pro Zeitschlitz 480 Bit übertragen werden.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that 480 bits are transmitted per time slot.
5. Übertragungssystem zur digitalen Funkübertragung von Daten, aufweisend eine Feststation (1) und wenigstens eine Mobilstation (2,3), zwischen denen Daten auf einer von mehreren Trä- gerfrequenzen fx übertragbar sind, wobei die Feststation (1) und die wenigstens eine Mobilstation (2,3) jeweils eine Sende- und Empfangseinrichtung aufweisen, um die Daten in Zeitschlitzen Zx in einem Zeitmultiplex- Verfahren (TDMA) zu übertragen, - die Daten in einem Frequenzmultiplex-Verfahren (FDMA) zu übertragen, eine Zeitlagentrennung (TDD) vorzusehen, und die Daten in Rahmen mit einer zeitlichen Dauer von 10 ms zu übertragen, wobei ein Rahmen jeweils 12 Zeitschlitze aufweist.5. Transmission system for digital radio transmission of data, comprising a fixed station (1) and at least one mobile station (2, 3), between which data can be transmitted on one of a plurality of carrier frequencies fx, the fixed station (1) and the at least one mobile station (2,3) each have a transmitting and receiving device in order to transmit the data in time slots Zx in a time division multiplex method (TDMA), - to transmit the data in a frequency division multiplex method (FDMA), to provide a time separation (TDD) and to transmit the data in frames with a duration of 10 ms, each frame having 12 time slots.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung in einem 2,4 GHz-Band erfolgt.6. System according to claim 5, characterized in that the transmission takes place in a 2.4 GHz band.
7. System nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangseinrichtung die Trägerfrequenz nach jeweils einem Rahmen oder einem Zeitschlitz der Übertragung wechselt .7. System according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the transmitting and receiving device changes the carrier frequency after each frame or time slot of the transmission.
8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitschlitz 480 Bit aufweist. 8. System according to one of claims 5 to 7, characterized in that a time slot has 480 bits.
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