一種基於泛歐數字無繩電話標準技術的無線用戶環系統的製作方法
2023-05-20 07:16:46
專利名稱：一種基於泛歐數字無繩電話標準技術的無線用戶環系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於通信技術領域，特別涉及採用泛歐數字無繩電話標準(DECT)的無線用戶環系統設計。
最近，國內外對於無線用戶環路技術的開發比較活躍，國外各大通信公司都相繼推出了這類產品，如基於DECT體制系統就是其中一類產品。
DECT是歐洲電信標準委員會(ETSI)於1992開始制定的泛歐數字無繩電話標準，1995年通過，DECT標準支持雙向呼叫、數據傳輸。它採用時分多址、時分雙工，一個頻道劃分為12對時隙，每個收發信機支持12對通話，基站平時發送一個廣播消息時隙(dummy_bearer，啞載體)，包含基站的功能配置、下一幀掃描接收的頻率、哪一些時隙已被佔用，呼叫手機的號別、廣播消息中包括基站可支持幾個頻率等。
目前基於DECT標準的無線用戶環產品，其與交換機接口部分採用基站工作方式，遠端用戶工作在手機方式或直接採用DECT手機，它在保持原有DECT特點的同時又有以下缺點第一，由於DECT是用於微蜂窩的標準平均每信道發射功率為10毫瓦，採用零增益天線，通信距離只有200米左右。
第二，要實現遠距離傳輸，基站和遠端無線用戶都要採用定向天線，而遠端用戶只能把定向天線固定，無線的可移動性不能體現出來。
第三，由於是時分雙工方式，收發保護間隙是48μs，最遠通信距離限制在5公裡以內。
目前國外有些公司為解決可移動性和增加通信距離，採用無線中繼器，有以下兩種方式一種為直放型，由與交換機相連的無線用戶環端臺(採用DECT基站方式)，中繼器和遠端DECT手機構成，如
圖1所示，DECT標準是採用時分雙工，在端臺發送信號的時隙期間，中繼器接收基站發送的信號直接放大，從另一付指向遠端的天線中發射出去中間幾乎無延時，同樣在手機發射信號的時刻，中繼器接收手機發送的信號，直接放大，從指向基站的天線發射出去。這種方式雖可帶來用戶的可移動性，但由於仍受時分雙工限制，最大通信距離仍在5公裡以內，此外，中繼器需專門設計，不能使用市場上現有的DECT射頻模塊，且整個系統較複雜，不通用。另一種為轉接型，如圖2所示，與上述直放型的區別在於這種方式的中繼器內部相當於一多個手機與一個基站的組合。手機功能電路與公共交換網的DECT基站通信，基站功能電路與遠端的DECT手機通信，內部兩部分功能電路有線連接，在這種方式中，每加一個中繼器時延時10ms，使得整個協議處理，主要在呼叫建立開始與標準不同，該系統需要2個以上射頻模塊，話音還需存貯、轉發、處理比較複雜。
本發明的目的在於提出一種採用DECT標準實現無線用戶環路的新的技術方案，可採用市場通用模塊及器件，使得系統構成簡單，系統在不增加中繼器的前提下，即能達到5公裡的通信距離，又能提供用戶半徑200米左右的可移動性能，若無移動性要求，還可將通信距離延長到10公裡。
本發明提出一種採用DECT標準的無線用戶環系統，其特徵在於包括與交換機有線聯接的由多個DECT手機電路共用一付天線組成的端臺，具有兩付天線A、B的遠端基站，其中一付為用於與所說端臺通信的定向天線A，另一付為用於與分布在該基站200米範圍的多個標準DECT手機通信的全向天線B。
本發明的另一種採用DECT標準的無線用戶環系統，其特徵在於包括與公共交換網有線聯接的由多個標準DECT手機共用一付天線組成的端臺，具有兩付天線A、B的遠端基站，其中一付為用於與所說端臺通信的定向天線A，另一付為用於與一個在離該基站距離最遠可達5公裡的具有定向天線的用戶固定臺通信的定向天線B，這樣端臺與用戶手機的最遠通信距離可達10公裡。
上述的天線用戶環系統，還包括與基站通過用戶接口電路直接連接的多個普通電話機。
上述方案可以單獨組成系統也可以混合方式構成系統。
本發明所述的端站包括與交換機相聯的多個DECT手機電路，每個手機電路包括電話接口電路、振鈴檢測、模擬摘掛電路、ADPCM數字摸擬話音變換器、突發模式控制器、一個射頻模塊、一個微處理器、程序、數字存儲器及各個手機電路共用的一付天線，如圖3所示，與交換機連可用二線電話線連接方式，也可使用數字中繼方式。
上述端站還可將所有手機話路的突發模式控制器共同接於一個射頻模塊，共同使用一個射頻模塊和一付天線，系統使用一個頻率，如圖4所示。
本發明所述的基站如圖5所示，包括連接所說的兩付天線的切換開關(採用PIN管)，與該切換開關相連的由接收解調電路、判決器、GFSK調製、功放電路及頻率合成、鎖相所構成的射頻電路模塊(圖中虛框所示)，用於控制時分切換2付天線的雙天線收發時隙分配電路，分別與該射頻模塊和雙天線收發時隙分配電路相連的突發模式控制器BMC、用於接普通電話下話路的用戶接口電路、與該突發模式控制器與雙天線收發時隙分配電路相連的微處理器CPU及程序、數據存儲器、晶振電路。
基站也可以支持多付天線用於與不同方向的手機通信，具體做法在上述基站電路基礎上增加PIN管開關，雙天線收發時隙分配電路多路輸出控制多個PIN管開關，從而切換多付天線。
本發明工作過程描述如下在系統工作一開始，遠端基站發送廣播消息時隙，由於本發明基站的2付天線是用於與兩個方向的手機通信，標準基站的2付天線用於位置分集接收，故本發明的基站2付天線需要分別發送2個廣播時隙，以便兩方向的手機都可接收到廣播消息時隙。
第一、設置天線切換方式；DECT每一頻率分為12對時隙，12對時隙分配給2付天線收發以實現與兩方向的手機通信，可以1、3、5、…21、23時隙使用一付天線，2、4、…24時隙使用另一付天線，或1、2、5、6、…21、22時隙使用一付天線，3、4、…23、24時隙使用另一付天線，或其它類似的分配方案，圖5中的雙天線收發時隙分配電路完成上述要求的控制信號BMC產生有100Hz幀同步信號和1200Hz時隙同步信號，時序發生電路把1200Hz信號經分頻可產生600Hz信號，或CPU設置直接用1200Hz信號控制天線切換，或設置其它分配時隙方式所需的信號。
第二、選擇2個乾淨時隙發送廣播消息時隙；CPU設置BMC(突發模式控制器)使其控制射頻模塊中的頻率合成器，依次接收10個頻率各24個時隙的場強值，由BMC內部A/D轉換得到240個場強大小值，從對應於兩付天線的值中得到2個乾淨時隙，再由CPU設置BMC使之控制射頻模塊向兩付天線各發射一個廣播時隙。這兩個時隙一定是在一幀的前12個發時隙(下行時隙)，且2個廣播時隙分別從2付天線上分別發送出去，端站和遠端用戶手機通過接收各自方向的廣播時隙建立同步。
第三、基站定時向兩側發射忙閒時隙位置和廣播時隙位置；如果基站在某一頻率的一個時隙上已與一手機通信，此時其它手機就不能在此時隙的其它頻率上發起呼叫，因為這時基站不可能在此時隙掃描接收該頻率上的呼叫；基站由於射頻模塊頻率跳變時間＞47us，基站不會掃描一些時隙的呼叫。故基站要在廣播時隙上發送忙閒時隙位置消息，以免手機發起無效呼叫。另外，系統發向兩方向的忙時隙位置消息是不同的，因基站掃描來自一方的某些時隙的呼叫時，它不會掃描來自另一天線的呼叫。具體的忙時隙位置消息格式可採用以下方式發向遠端用戶的格式可用DECT的標準格式，而對於發向交換機側的端臺，可採用非標準格式的忙時隙位置，如採用廣播信道的保護格式(reserved)發送。
端臺的工作過程結合圖3、圖4描述如下端臺的微處砥骺刂僕環20J嬌刂破÷BMC1控制射頻模塊中的鎖相環，掃描接收遠端基站發射的廣播消息時隙，通過廣播消息時隙的前32bit的同步頭達到比特同步，通過接收該信號中的時隙序號、幀序號，基站的能力等數據，手機群的突發模式控制器BMC1開始與遠端基站同步，再由CPU設置其它幾個突發模式控制器BMC2，……BMCn，使得每一路都同步，這樣在同步過程中不會出現各路佔用射頻模塊，造成衝突。當手機發起呼叫時，參考平時掃描接收的所有時隙的信號場強指示、基站廣播的忙閒時隙位置和下一幀基站要掃描的頻率數據，選擇一頻率和時隙發起呼叫，例如用BMC2發起呼叫，對於圖4方案的端臺，系統只支持一個頻率，即每個時隙的頻率相同，這樣BMC2隻要選擇一個未被佔用的時隙發起呼叫即可，由於系統比特、時隙、幀都已同步，各個BMC可以分時使用一個射頻模塊，一付天線；對於圖3方案，支持多個頻率，每一話路時隙用不同的頻率，則每個BMC控制各自射頻模塊的頻率，由於系統的比特、時隙、幀已同步，仍可以時分共用一付天線。
系統呼叫過程A、交換機用戶呼叫遠端用戶首先，端臺振鈴檢測電路檢測到交換機來的鈴流，通過中斷或者CPU查詢，CPU接收，通過查內部的對應關係表確定是呼叫對應遠端有線用戶或是無線用戶。
接著，CPU從內部信號場強值表中，參考基站發的忙時隙位置，選擇一個乾淨時隙發起呼叫，基站接收響應後建立鍵路，馬上CPU控制BMC發送被叫號碼消息，基站接收後，判斷被叫是有線還是無線用戶，如果被叫是有線用戶，馬上向有線用戶振鈴，同時向端臺發被叫振鈴消息，當有線用戶摘機應答，基站發被叫應答消息，手機群收到後，控制模擬摘機電路，模擬摘機。這樣通話建立，其過程所表示如下端臺 遠端基站CC-Setup-----------------→CC-Setup-ACK←-----------------CC-Info-----------------→CC-Info 可能多次
-----------------→CC-Call-proc←-----------------CC-Alerting有線用戶振鈴←-----------------CC-Connect用戶摘機，←-----------------通話開始當基站接收的被叫號碼說明是呼叫無線用戶時，在向端臺發CC-Call-proc時候，通過廣播信道呼叫無線用戶，無線手機接收到後自動發起建立請求，建立起通信鍵路後。基站向端臺主叫發被叫振鈴消息，手機開始振鈴，如果用戶應答，手機發用戶應答消息。基站接收再向端臺的主叫發被叫應答消息，開始通話，其過程可表示如下遠端基站 遠端無線用戶CC-Setup-----------------→CC-Alerting←---------------振鈴CC-Connect←-----------------用戶應答CC-Connect-Ack-----------------→通話建立B、遠端有線用戶呼叫交換機用戶。
首先、遠端基站的用戶接口電路檢測到用戶摘機後，經中斷或CPU查詢，CPU接收到後向交換機側端臺發呼叫，手機群應答，選擇對應的電話線模擬摘機，連接對應的ADPCM轉換電路從而建立通信，此時用戶可以聽到來自交換機的拔號音。
遠端基站端臺CC-Setup-----------------→CC-Alerting←-----------------CC-Connect←-----------------CC-Connect-Ack-----------------→用戶可以撥號C、遠端無線用戶呼叫交換機用戶。
手機向基站發CC-Setup建立請求後，基站向PSTN側端臺發廣播呼叫消息，端臺接收後即向基站建立鏈路，當基站確定認端臺已與交換機建立起通路後，向主叫無線用戶發CC_Connect連接已好消息。此時手機即可聽到來自交換機的撥號音，此時呼叫建立成功。
本發明具有以下優點第一，不需中繼器。
第二，基站與手機群端臺可以使用市場現有的射頻模塊和BMC。
第三，無線用戶可以用標準手機。
第四，結構簡單，可以是簡單的幾個DECT手機電路的組合共用一付天線，而基站只是與端臺通信時協議上處理與標準DECT稍有不同，而與用戶手機通信時與DECT協議一樣，硬體變動不大。
附圖簡要說明圖1為已有技術採用中繼器的直放型無線用戶環系統示意圖。
圖2為已有技術採用中繼器的直轉接無線用戶環系統示意圖。
圖3為本發明所述的端臺結構之一示意圖。
圖4為本發明所述的端臺結構之二示意圖。
圖5為本發明所述的遠端基站結構示意圖。
圖6為本發明的一個實施例總體組成示意圖。
圖7為本發明的一個實施例的遠端基站組成示意圖。
本發明設計出一種基於DECT標準的無線用戶環系統實施例，其總體組成結構如圖6所示。本系統由具有4路與交換機模擬用戶接口連接的端臺、離它距離5公裡之內的一個接一個普通電話的基站、2個DECT手機、l個接有10db以上增益定向天線的DECT遠端固定手機組成。
遠端基站如圖7所示，包括1個用戶接口電路、1路話音摸擬數字轉換電路(ADPCM)、4個突發模式控制器、1個射頻模塊、一付10db以上增益用於與端臺通信的定向天線、一付0db以上增益全向天線、與用戶接口電路和突發模式控制器相連的微處理器CPU以及用於產生控制雙天線切換的2分頻電路，用戶接口電路的作用與一般交換機的用戶電路一樣，起檢測摘掛機、撥號、供電、供給鈴流信號。避雷保護、話音2-4線轉換等作用(主要採用MTTEL公司的MT88610晶片)、突發模式控制器可用菲利普公司的PCD5040，模擬數字話音轉換電路採用菲利普的PCD5032、射頻模塊採用美國國家半導體公司的RTX1902或其它類似產品，微處理器採用DALLAS公司的80C320，程序存儲器採用27C512，數據存儲器採用62256。
端臺包括4個振鈴檢測電路、4路模擬摘掛機電路、4路話音摸擬數字轉換電路(ADPCM)、4個突發模式控制器、1個射頻模塊、一付有10db以上增益定向天線和與各話路和突發模式控制器相連的微處理器CPU，突發模式控制器可用菲利普公司的PCD5040，摸擬數字話音轉換電路採用菲利普的PCD5032、射頻模塊採用美國國家半導體公司的RTX1901或其它類似產品，遠端固定手機採用10db以上增益的定向天
擼++ 吐罌絲捎玫緇壩檬柄，便於使用，其它部分與普通DECT手機相同。
遠端基站和端臺設置只支持一個頻率，這樣端臺可以只用一個射頻模塊，雙天線收發時隙分配電路採用2分頻電路，以使時隙平均分配到2付天線，2分頻電路把突發模式控制器的輸出1200HZ轉換成600HZ，使得每2個連續時隙(如0，1兩個時隙)用一付天線，這樣可以使用頻率跳變較慢，需要忙時隙的射頻模塊。
端臺與遠端基站通信距離最遠可達5公裡，遠端基站與定向天線固定用戶的通信距離可達600米以上，用戶手機可在遠端基站周圍200米半徑內移動。
權利要求
1.一種採用DECT標準的無線用戶環系統，其特徵在於包括與交換機有線聯接的由多個DECT手機電路共用一付天線組成的端臺，具有兩付天線A、B的遠端基站，其中一付為用於與所說端臺通信的定向天線A，另一付為用於與分布在該基站200米範圍的多個標準DECT手機通信的全向天線B。
2.一種採用DECT標準的無線用戶環系統，其特徵在於包括與交換機有線聯接的由多個DECT手機電路共用一付天線組成的端臺，具有兩付天線A、B的遠端基站，其中一付為用於與所說端臺通信的定向天線A，另一付為用於與一個離該基站距離最遠可達5公裡的具有定向天線的用戶固定臺通信的定向天線B。
3.如權利要求1或2所述的無線用戶環系統，其特徵在於還包括與基站通過用戶接口電路直接的多個普通電話機。
4.如權利要求1或2所述的無線用戶環系統，其特徵在於所說的端站包括與交換機相聯的多個DECT手機電路，每個手機電路包括電話接口電路、振鈴檢測、模擬摘掛電路、ADPCM數字摸擬話音變換器、突發模式控制器、微處理器、程序和數字存儲器、一個射頻模塊及各個手機電路共用的一付天線。
5.如權利要求1或2所述的無線用戶環系統，其特徵在於所說的端站包括與交換機相聯的多個DECT手機電路，每個手機電路包括電話接口電路、振鈴檢測、模擬摘掛電路、ADPCM數字摸擬話音變換器、突發模式控制器、各個手機話路共同的一付天線，以及與各話路相連的微處理器CPU、程序、數據存儲器。
6.如權利要求1或2所述的天線用戶環系統，其特徵在於所說的基站包括連接所說的兩付天線的切換開關，與該切換開關相連的由接收解調電路、判決器、GFSK調製、功放電路及頻率合成、鎖相所構成的射頻電路模塊、用於控制時分切換2付天線的雙天線收發時隙分配電路，分別與該射頻模塊和雙天線收發時隙分配電路相連的突發模式控制器BMC、用於接普通電話下話路的用戶接口電路、與該突發模式控制器和雙天線收發時隙分配電路相連的微處理器CPU及其外圍電路。
7.如權利要求1或2所述的無線用戶環系統，其特徵在於基站通過2付天線分別發送共2個廣播時隙，發向用戶手機的廣播時隙採用DECT標準的格式。發向端臺的廣播時隙中的忙時隙位置和廣播時隙位置信息採用與端臺約定的格式。
全文摘要
本發明屬於通信技術領域，特別涉及採用泛歐數字無繩電話標準(DECT)的無線用戶環系統設計。本發明提出一種採用DECT標準的無線用戶環系統，其特徵在於包括與交換機相連的由多個標準DECT手機電路共用一副天線組成的端臺，具有兩副天線的遠端基站，一副用於與端臺通信的定向天線，另一副用於與該基站200米範圍的多個標準DECT手機通信的全向天線。本發明的系統構成簡單，可採用現有模塊及器件，通信距離可達5公裡，用戶在半徑200米範圍內可移動，若無移動要求，還可將通信距離延長到10公裡。
文檔編號H04W84/02GK1157539SQ9610115
公開日1997年8月20日 申請日期1996年2月15日 優先權日1996年2月15日
發明者盧斌 申請人:盧斌