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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Basisstation für ein zellulares Funksystem
mit Vermittlungsstellen und daran durch Zeitmultiplex-Telekommunikationsverbindungen
angeschlossenen Basisstationen, wobei die Basisstation aufweist:
Sendeempfängereinheiten,
ein Multiplexer-/Demultiplexereinrichtung zum Multiplexen der Telekommunikationsverbindungen und
zum Demultiplexen von der Basisstation an die Telekommunikationsverbindung
zu sendender Daten, eine Vermittlungseinrichtung zum selektiven Schalten
der gewünschten
Sendeempfängereinheit an
die gewünschte
Telekommunikationsverbindung.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei
typischen zellularen Funksystemen stehen die Vermittlungsstellen,
z.B. Mobildienstevermittlungsstellen, über Funksender von Basisstationen mit
Mobiltelefonteilnehmern in Kontakt. Basisstationen können über Basisstationssteuerungen
an Vermittlungsstellen angeschlossen sein. Eine Basisstation gemäß dem Stand
der Technik weist eine Antenneneinheit auf, an die eine oder mehrere
Sendeempfängereinheiten
angeschlossen sind, wobei jede der Sendeempfängereinheiten über eine
Multiplexer-/ Demultiplexereinrichtung an einen Übertragungskanal einer Telekommunikationsverbindung
und weiter entweder direkt oder über
eine Basisstationssteuerung an die Vermittlungsstelle des zellularen
Funksystems angeschlossen ist.
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Eine
Lösung
gemäß dem Stand
der Technik wird in der Veröffentlichung
EP-439926 beschrieben, die eine Basisstation eines Funkkommunikationssystems
offenbart, bei der die Steuerungseinheit der Basisstation jede Funkeinheit über einen
Bus bzw. eine Sammelleitung an eine digitale Schnittstellenschaltung
schalten kann. Die Aufgabe der zitierten Bezugsquelle besteht darin,
ein System bereitzustellen, das eine flexible Handhabung sowohl
von analogen als auch von digitalen Funkkanaleinheiten im gleichen
System zu ermöglicht.
Das Problem bei der Lösung
gemäß der zitierten
EP-Veröffentlichung
besteht darin, dass die darin offenbarte Basisstation nicht in der
Lage ist, sich von einer Situation zu erholen, bei der in einer
ihrer Sendeempfängereinheiten während eines
normalen Betriebs ein Fehler bzw. eine Störung aufgetreten ist. Die offenbarte
Lösung besitzt
kein Merkmal, mit Hilfe dessen die Betriebs- und Wartungseinheit
des Systems kontinuierlich Fehler- bzw. Störungsinformationen über das
Auftreten von Fehlern bzw. Störungen
in Sendeempfängern empfangen
würde und
auf Grundlage dieser Fehler- bzw. Störungsinformationen die fehlerhafte
Sendeempfängereinheit
ausschalten und entsprechend eine neue, ungestörte Sendeempfängereinheit
einschalten könnte,
um die fehlerhafte zu ersetzen.
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Bei
den Lösungen
gemäß dem Stand
der Technik war es unmöglich,
eine Sendeempfängereinheit,
die einen bestimmten Übertragungskanal
einer Telekommunikationsverbindung an die Funkverbindung überträgt, und
die möglicherweise
fehlerhaft ist oder eine Wartung benötigt, auf eine flexible Weise und
mittels Fernsteuerung durch eine andere in Betrieb befindliche Sendeempfängereinheit
zu ersetzen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehenden den Stand
der Technik betreffenden Probleme zu vermeiden, und eine Basisstation,
die Funkkanäle
flexibel sowohl zuweist als auch freigibt, und ein zellulares Funksystem
bereitzustellen.
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Dieser
neue Typ von Basisstation für
ein zellulares Funksystem wird mit einem zellularen Funksystem gemäß der Erfindung
erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vermittlungseinrichtung ein
Zeitschlitz-Schalter ist, mit: einem Zeitschlitz-Zähler zum
Synchronisieren des Zeitschlitz-Schalters mit den Zeitschlitzen
des Zeitmultiplex-Bus, einem Zeitschlitz-Auswahlregister, das auf Betriebs-
und Wartungsinformationen einschließlich Zeitschlitz-Auswahldaten
anspricht, zum zeitschlitzspezifischen Speichern und Lesen der Zeitschlitz-Auswahldaten,
einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der im Zeitschlitz-Auswahlregister enthaltenen
Zeitschlitz-Auswahldaten mit dem Zustand des Zeitschlitz-Zählers zu
einem bestimmten Zeitpunkt auf eine derartige Weise, dass die Zeitschlitz-Auswahldaten
mit dem Zustand des Zeitschlitz-Zählers verglichen werden und,
als Reaktion auf das Ergebnis dieses Vergleichs, die in dem betroffenen
Zeitschlitz auf der Telekommunikationsverbindung oder am Sendeempfänger enthaltenen
Daten weiter übertragen
werden, einer Zwischenspeichereinrichtung, die auf die von der Vergleichseinrichtung
bereitgestellten Daten anspricht, zum Speichern von auf der Telekommunikationsverbindung
erhaltenen Daten und zum Zuführen
dieser Daten an eine Sendeempfängereinheit
oder zum Zuführen
an einer Sendeempfängereinheit
enthaltenen Daten in den gewünschten
Zeitschlitz auf der Telekommunikationsverbindung.
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Die
Erfindung basiert auf der Idee, dass ein Übertragungskanal einer Telekommunikationsverbindung,
der an die Basisstation eines zellularen Funksystems zu übertragen
ist, an eine Vermittlungseinrichtung geleitet wird, die den Übertragungskanal
auf die gewünschte
Sendeempfängereinheit
schaltet.
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Der
Vorteil eines derartigen zellularen Funksystems und einer derartigen
Basisstation gemäß der Erfindung
besteht darin, dass die gewünschten Übertragungsverbindungen,
typischerweise Sprach- oder Telekommunikationskanäle, auf
die gewünschte Sendeempfängereinheit
geschaltet werden können, die
an der Basisstation auf einer bestimmten Funkfrequenz arbeitet.
Typischerweise erfolgt dies, wenn der Funkkanal, auf dem ein bestimmter
Sprach- oder Telekommunikationskanal übertragen wird, zu verändern bzw.
zu wechseln ist, oder wenn ein einen bestimmten Kanal sendender
oder empfangender Übertragungskanal
fehlerhaft bzw. gestört
ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es möglich ist,
die Basisstation mit einer zusätzlichen
Sendeempfängereinheit
auszustatten, die der Zeitschlitz-Schalter gemäß der Erfindung gegebenenfalls
einschaltet. Eine derartige redundante Sendeempfängereinheit benötigt keinen
gesonderten, fest zugewiesenen Übertragungskanal,
sondern es wird ihr der vorhergehend von der kaputten Sendeempfängereinheit
verwendete Übertragungskanal zugewiesen.
Daher ist es nicht erforderlich, redundante Verbindungen an eine
redundante Sendeempfängereinheit
zuzuordnen, was die Übertragungskanalkosten
eines zellularen Funksystems reduziert.
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Es
ist auch zu beachten, dass die Erfindung eine Lösung ermöglicht, bei der zwei oder mehr
Basisstationen zumindest teilweise gemeinsame Übertragungskanäle haben,
die den Sendeempfängereinheiten
einer Basisstation gemäß der Last
der Basisstation zugewiesen werden können. Daher ist es möglich, die
Anzahl von Übertragungskanälen dementsprechend
auszuwählen,
wie viele Übertragungskanäle die Basisstation
im Durchschnitt benötigt.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Betriebs-
und Wartungsstelle des zellularen Funksystems, die Basisstationssteuerung
oder die Basisstations-spezifische Betriebs- und Wartungseinheit
auf Wunsch eine Sendeempfängereinheit
anweisen können,
entweder zu arbeiten oder automatisch aufhören zu arbeiten, indem ein
an diese Sendeempfängereinheit
angeschlossener Zeitschlitz-Schalter angepasst bzw. eingestellt
wird.
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Der
vorstehend erwähnte
Vorteil der Erfindung führt
zu einem weiteren Vorteil: da es gemäß der Erfindung möglich ist,
aus den Sendeempfängereinheiten
einer Basisstation diejenigen auswählen, die arbeiten, können die
Sendeempfängereinheiten, die
nicht benötigt
werden, abgeschaltet werden. Daher verbrauchen die Sendeempfängereinheiten,
die abgeschaltet wurden, nicht unnötigerweise Energie an der Basisstation,
und sie stören
nicht die anderen Basisstationen des zellularen Funksystems oder
anderen Funkverkehr durch „vergebliches" Ausstrahlen des
Kennungssignals der Basisstation.
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Ein
noch weiterer Vorteil des zellularen Funksystems gemäß der Erfindung
besteht darin, dass es die Flexibilität bei der Auswahl von Funkkanälen erhöht, die zur Übertragung
von Rufen verwendet werden, die von einer Basisstation zu Mobiltelefonen herzustellen
sind; es ist möglich,
mehrere Funkkanäle
von den Sendegebieten anderer Basisstationen an das Sendegebiet
einer bestimmten Basisstation zu „überführen", falls die Basisstation, die zu erweitern ist,
verfügbare „freie" Sendeempfängereinheiten
aufweist, die für
diesen Zweck zugewiesen werden können,
und falls freie Kanäle
auf dem Funkpfad vorhanden sind.
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Verglichen
mit dem Stand der Technik weist die Erfindung außerdem einen weiteren, sehr
deutlichen Vorteil auf: sind Sendeempfängereinheiten einer Basisstation
in einem zellularen Funksystem einzuschalten und/oder zu schalten,
um einen anderen Übertragungskanal
einer Telekommunikationsverbindung an den Funkpfad zu übertragen,
kann diese Veränderung
mittels Fernsteuerung bewirkt werden, entweder von der Betriebs-
und Wartungsstelle des zellularen Funksystems aus oder von der Basisstationssteuerung
aus. Bei den Lösungen
gemäß dem Stand
der Technik muss der Wechsel von Sendeempfängereinheiten oder das Einschalten
einer Sendeempfängereinheit
manuell von einem zur Basisstation geschickten Kundendienstmitarbeiter
durchgeführt
werden, indem an die Sendeempfängereinheiten
der Basisstation angeschlossene Kabel vertauscht werden.
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Die
Erfindung ermöglicht
es daher, dass eine fehlerhafte Sendeempfängereinheit einer Basisstation
durch eine andere Sendeempfängereinheit
ersetzt wird, ohne dass ein Kundendienstmitarbeiter die Basisstation
besuchen muss. Da ein derartiger Besuch nicht erforderlich ist,
wird eine an der Basisstation benötigte funktionsfähige Sendeempfängereinheit
im Fall eines fehlerhaften Sendeempfängers viel schneller in Betrieb
gebracht, als wenn es nötig wäre, einen
Kundendienstmitarbeiter an die Basisstation zu schicken. Als Ergebnis
davon ist es wahrscheinlicher als bei den Lösungen gemäß dem Stand der Technik, dass
die Basisstation beim vorliegenden System eine ausreichende Anzahl
an funktionsfähigen
Sendeempfängereinheiten
aufweist. Die Gesamtzuverlässigkeit
des zellularen Funksystems und seiner Basisstation verbessert sich,
und daher steigt das Dienstniveau bzw. die -qualität des gesamten Systems
an.
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Ein
noch weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Basisstation
gemäß der Erfindung
mit einer redundanten Sendeempfängereinheit versehen
werden kann, die unter der Kontrolle der Betriebs- und Wartungsstelle
flexibel in Verwendung gebracht werden kann, wenn der vorhergehend
verwendete Sendeempfänger
beschädigt
ist. Die Wiederherstellung bzw. Erholung eines Sendeempfängers vom
Auftreten eines Fehlers bzw. einer Störung ist daher ein wesentliches
Merkmal der Erfindung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Im
Folgenden wird die Erfindung ausführlicher und unter Bezugnahme
auf die zugehörigen Zeichnungen
beschrieben, bei denen zeigen:
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1 ein allgemeines Blockschaltbild
des zellularen Funksystems gemäß der Erfindung
und seiner Basisstation,
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2 ein detailliertes Blockschaltbild
des Zeitschlitz-Schalters, der an der Basisstation des zellularen
Funksystems gemäß der Erfindung
bereitgestellt ist,
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3 ein Ablaufdiagramm des
externen Betriebs des Zeitschlitz-Schalters gemäß der Erfindung,
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4 ein Ablaufdiagramm des
internen Betriebs des Zeitschlitz-Schalters gemäß der Erfindung,
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5 ein Zeitdiagramm des internen
Datenübertragungsbus,
der an der Basisstation des zellularen Funksystems gemäß der Erfindung
bereitgestellt ist.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt ein allgemeines
Blockschaltbild des zellularen Funksystems und der Basisstation BTS 100 gemäß der Erfindung.
Die Mobildienstevermittlungsstelle MSC 101 des zellularen
Funksystems kann an eine Basisstationssteuerung BSC angeschlossen
sein, die weiter über
eine Abis-Schnittstelle 103 an die Basisstation BTS 100 angeschlossen ist.
Die Abis-Schnittstelle wird ausführlicher
in ETSI/GSM-Standards GSM 08.51, 08.52, 08.54, 08.56, 08.58 und
08.59 aus 1992 beschrieben. Die Abis-Schnittstelle 103 ist
an eine Multiplexer-/ Demultiplexereinrichtung MUX/DEMUX 104 angeschlossen,
die auf der Abis-Schnittstelle transportierte Informationen als
solche transparent an den internen Bus der Basisstation 100 übermittelt;
der interne Bus wird ausführlicher
gemäß 2 und 5 dargestellt. Die auf der Abis-Schnittstelle
transportierten Informationen können
verzweigt werden, um mit Hilfe der Multiplexer/Demultiplexereinrichtung
MUX/DEMUX 104 und einer Verbindungsleitung 112 auch
an andere Basisstationen übertragen
zu werden. Vom internen Bus der Basisstation werden die Informationen
an einen Zeitschlitz-Schalter 105 gemäß der Erfindung geleitet, dessen
Aufbau gemäß
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2 gezeigt ist, und dessen
Betrieb gemäß 3 und 4 gezeigt ist. Der Zeitschlitz-Schalter
lenkt Informationen von der Abis-Schnittstelle, d.h. Informationen über einen
bestimmten Sprach- oder Telekommunikationskanal, an den gewünschten
Sendeempfänger 107, 108, 109.
Mit Hilfe des Zeitschlitz-Schalters 105 der
Erfindung ist es auch möglich,
an eine bestimmte Basisstation 100 gesendete Informationen
zu verzweigen, damit sie auch an eine andere Basisstation gesendet
werden, indem Sendeempfängereinheiten 107, 108, 109 mehrere
Basisstationen für
den Betrieb ausgewählt
werden. Diese Sendeempfängereinheiten
werden gemäß dem Bedarf
ausgewählt,
den die Telekommunikationsverbindungen nach Übertragungskanälen haben.
Die Auswahl von Sendeempfängern 107, 108, 109,
die an mehreren Basisstationen 100 angeordnet sind, mit Hilfe
der Zeitschlitz-Schalter 105 der Basisstationen 100 wird
von der Betriebs- und Wartungsstelle 106 des zellularen
Funksystems gesteuert. Die Betriebs- und Wartungsstelle 106 kann
der Basisstation 100, der Basisstationssteuerung 102 oder
der Vermittlungsstelle 101 auf eine derartige Weise zugeordnet sein,
dass die Übertragungskapazität von Telekommunikationsverbindungen
dem Verkehr zwischen jenen Basisstationen und Basisstationssteuerungen oder
jenen Vermittlungsstellen des zellularen Funksystems und Basisstationen
zugeordnet ist, die sie benötigen.
Die Sendeempfänger
sind dem Fachmann bekannt und wurden generell bei Basisstationen
zellularer Funksysteme verwendet. Jeder Sendeempfänger ist
an eine Antenneneinheit 110 angeschlossen, die allen Sendeempfängereinheiten
gemeinsam ist, und von der aus die zu sendenden Funknachrichten
auf den Funkpfad übertragen
werden.
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2 zeigt ein ausführliches
Blockschaltbild des Zeitschlitz-Schalters 105, der an der
Basisstation des zellularen Funksystems bereitgestellt ist. Die Multiplexer-/
Demultiplexereinrichtung 104 multiplext 203 Daten
an den internen Datenübertragungsbus 202 der
Basisstation 100 und demultiplext 203 in der entgegengesetzten
Richtung vom Bus kommend, d.h. zu der Abis-Schnittstelle 103 zwischen
der Basisstation und der Basisstationssteuerung 102. Der Zeitschlitz-Schalter
hat zwei Betriebsrichtungen: Downlink bzw. Abwärtsstreckenrichtung, d.h. vom zellularen
Funksystem und seiner Vermittlungsstelle in Richtung eines Funkteilnehmers,
und Uplink bzw. Aufwärtsstreckenrichtung,
d.h. von einem Funkteilnehmer in Richtung des zellularen Funksystems
und seines Netzwerks.
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Der
Zeitschlitz-Schalter und sein Betrieb in der Downlink-Richtung werden
im Folgenden behandelt. Ein Taktsignal CLOCK und ein Synchronisationssignal
SYNC werden von der Multiplexer-/ Demultiplexereinrichtung 104 an
einen Zeitschlitz-Zähler 204 angelegt.
Der Zeitschlitz-Zähler
synchronisiert den Zeitschlitz-Schalter
mit PCM-Daten von der Abis-Schnittstelle. Der Zeitschlitz-Zähler ist
ein 5-Bit-Zähler,
der Zeitschlitze von 0 bis 31 (0000011111) zählt. Zeitschlitz-Einstelldaten von
5 Bits werden von einer lokalen Betriebs- und Wartungsstelle O&M LOKAL oder einer
Basisstationssteuerung BSC 106 an ein Zeitschlitz-Auswahlregister 205 angelegt.
In diesem Fall bilden diese 5 Bits die Zeitschlitz-Auswahldaten,
die Zeitschlitzspezifisch im Speicher des Zeitschlitz-Auswahlregisters 205 gespeichert
werden. Der Speicher des Zeitschlitz-Auswahlregisters 205 weist
für jeden
Zeitschlitz eines Sendeempfängers
ein 5-Bit-Register auf. Das Register speichert Zeitschlitz-Auswahldaten,
d.h. den Bezeichner des Zeitschlitzes, von dem die an den Zeitschlitz
des Sendeempfängers
zu übertragenden
Daten genommen und weiter übertragen werden
sollen. Setzt das System eine 16-kbit/s-Signalisierung ein, muss
das Register zusätzliche
Bits verwenden, um anzuzeigen, in welchem Viertel eines Zeitschlitzes
eine Signalisierung erforderlich ist. In der Downlink-Richtung überwacht
der Zeitschlitz-Zähler 204,
welcher/welche Zeitschlitz/Zeitschlitze von der Abis-Schnittstelle 103 über den
Multiplexer 104 an den internen Bus 202 der Basisstation übertragen
wird/werden. Wird/werden der/die Zeitschlitz/Zeitschlitze empfangen,
der/die von der Betriebs-und Wartungseinheit im Zeitschlitz-Auswahlregister 205 eingestellt
wurde/wurden, wird/werden er/sie mittels einer Vergleichseinrichtung 206 überwacht,
die an den Zeitschlitz-Zähler
und das Zeitschlitz-Auswahlregister
angeschlossen ist. In der Vergleichseinrichtung wird der im Zeitschlitz-Auswahlregister 205 gespeicherte
Wert mit dem Zustand des Zeitschlitz-Zählers 204 verglichen.
Sind die Zustände
identisch, z.B. wurde der Wert 8 für den Zeitschlitz im Zeitschlitz-Auswahlregister
ausgewählt und
der Wert des Zeitschlitz-Zählers
ist auch 8, werden die im betroffenen Zeitschlitz enthaltenen
Daten in eine an die Vergleichseinrichtung 206 angeschlossene
Puffer- bzw. Zwischenspeichereinrichtung 207 geladen. Die
von der Puffer- bzw. Zwischenspeichereinrichtung zu sendenden Informationen
werden an eine Sendeempfängereinheit übermittelt
(wobei typischerweise eine Sendeempfängereinheit für jeden Zeitschlitz-Zähler existiert).
Die gesamte Basisstation kann natürlich mehrere Zeitschlitz-Schalter 105, 201 und
mehrere Sendeempfängereinheiten 108, 107 aufweisen.
Es kann natürlich
eine optionale, sogar größere, Anzahl
an Sendeempfängereinheiten
vorhanden sein.
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In
der Uplink-Richtung zu sendende Informationen werden vom Empfänger des
Sendeempfängers 108 an
einen Puffer bzw. Zwischenspeicher 217 angelegt. Auf die
gleiche Art und Weise wie in der Downlink-Richtung ist auch in der
Uplink-Richtung ein Zeitschlitz-Zähler 214 bereitgestellt,
der mit PCM-Daten von der Abis-Schnittstelle 103 synchronisiert
wird. In seinem Aufbau und Betrieb entspricht der Zeitschlitz-Zähler der
Uplink-Richtung
dem Zähler
der Downlink-Richtung. Die lokale Betriebs- und Wartungseinheit 106 der
Basisstation oder die Betriebs- und Wartungsstelle des zellularen
Funksystems steuert, entweder in Verbindung mit der Vermittlungsstelle 101 oder
der Basisstationssteuerung 102, ein Zeitschlitz-Auswahlregister 212.
Der Bezeichner des Zeitschlitzes, in den das vom Sendeempfänger 108 empfangene
und an den betroffenen Zeitschlitz-Schalter 200 angelegte
Signal einzufügen
ist, wird zeitschlitzspezifisch und über die Betriebs- und Wartungseinheit
im Speicher des Zeitschlitz-Auswahlregisters 212 gespeichert.
Für jeden
Zeitschlitz der Sendeempfängereinheit
weist das Zeitschlitz-Auswahlregister
ein Fünf-Bit-Register
auf, das im Fall einer 16-kbit/s-Signalisierung erweitert werden
kann. Auf die gleiche Art und Weise wie in der Downlink-Richtung
wird ein Synchronisationssignal SYNC und ein Taktsignal CLOCK von
der Multiplexer-/ Demultiplexereinrichtung an einen Zeitschlitz-Zähler 214 angelegt 213.
Die Inhalte sowohl vom Zeitschlitz-Zähler 214 als auch
vom Zeitschlitz-Auswahlregister 212 werden an eine Vergleichseinrichtung 215 geleitet.
Die Vergleichseinrichtung vergleicht den im Zeitschlitz-Auswahlregister 212 gespeicherten
Wert mit dem im Zeitschlitz-Zähler
enthaltenen Wert. Sind diese Werte oder Zustände identisch, z.B. wurde der
Wert 8 für den
Zeitschlitz im Zeitschlitz-Auswahlregister ausgewählt und
der Wert des Zeitschlitz-Zählers
ist 8, werden die in den Puffer bzw. Zwischenspeicher 217 geladenen
Daten in den Zeitschlitz eingefügt,
der auf dem internen Zeitmultiplex-Bus 202 der Basisstation für die Sendeempfängereinheit 108 zugeordnet
ist. Von diesem Bus aus werden die Daten mit Hilfe der Multiplexer-/
Demultiplexereinrichtungen 104 weiter an die Abis-Schnittstelle 103 zwischen
der Basisstation und der Basisstationssteuerung 102 übermittelt. Über die
Abis-Schnittstelle
werden die Daten an die Basisstationssteuerung 102 übermittelt,
um weiter an die Vermittlungsstelle 101 des zellularen
Funksystems übertragen
zu werden.
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Es
sollte beachtet werden, dass zumindest ein Zeitschlitz-Schalter 200, 201 für jede Sendeempfängereinheit 107, 108, 109 der
Basisstation vorhanden sein muss. Ein Zeitmultiplex-2-Mbit/s-Bus 202 mit
separaten Empfangs- und Sendeleitungen wird für Datenübertragungen zwischen der Multiplexer-/ Demultiplexereinrichtung
und den Zeitschlitz-Schaltern 200, 201 verwendet.
Der Betrieb des Zeitmultiplex-Bus wird in Verbindung mit 5 genauer beschrieben.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm
des externen Betriebs des Zeitschlitz-Schalters gemäß der Erfindung
(2). In Schritt 301 wird
der Zeitschlitz-Schalter mit PCM-Daten
von der Abis-Schnittstelle synchronisiert (2, 103). Danach werden die erforderlichen
Zeitschlitz-Konfigurationsdaten
an der lokalen Betriebs- und Wartungseinheit O&M (2, 106)
empfangen 302. Anschließend werden diese Konfigurationsdaten,
d.h.
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Informationen
darüber,
aus welchem Zeitschlitz der Abis-Schnittstelle
die Daten an eine bestimmte Sendeempfängereinheit TRX zu entnehmen sind,
oder in welchen Zeitschlitz der Abis-Schnittstelle sie einzufügen sind,
für den
Zeitschlitz-Schalter eingestellt 303, genauer gesagt für seine
Zeitschlitz-Auswahlregister (2, 205, 212).
Danach wird der Betrieb des Zeitschlitz-Schalters in zwei Zweige 305 und 306 aufgeteilt.
Wird Zweig 305 gewählt,
empfängt
der Zeitschlitz-Schalter (2, 200) in
Schritt 307 Daten von der Abis-Schnittstelle (2, 103) und sendet
die Daten in Schritt 309 an die Sendeempfängereinheit
TRX (2, 108).
Wird Zweig 306 gewählt,
empfängt
der Zeitschlitz-Schalter (2, 200)
Daten 308 von der Sendeempfängereinheit TRX (2, 108) und sendet
(310) diese Daten an den richtigen Zeitschlitz auf der
Abis-Schnittstelle (2, 103). Beide
Betriebszweige 305, 306 werden dann kombiniert,
und der Zeitschlitz-Schalter bestimmt 312, ob er die Konfigurationsdaten
verändern soll.
Müssen
die Konfigurationsdaten verändert
werden, d.h. sind die Daten von oder zu der Sendeempfängereinheit
TRX an einen anderen Zeitschlitz auf der Abis-Schnittstelle zu übertragen oder von einem anderen
Zeitschlitz auf der Abis-Schnittstelle zu empfangen, lädt der Zeitschlitz-Schalter
wiederum neue Konfigurationsdaten in die lokale Betriebs- und Wartungseinheit
oder eine beliebige andere Betriebs- und Wartungseinheit, woraufhin
die Realisierung der Erfindung gemäß dem in der Figur gezeigten
Ablaufdiagramm fortgesetzt wird. Der Grund für die Konfigurationsveränderung
wird im Folgenden erklärt.
Die Sendeempfänger 107, 108 prüfen durch
verschiedene Tests und Testschleifen ständig ihren Betrieb bzw. ihre
Funktion. Beispiele dieser Tests sind Speichertests für die internen
Sendeempfängereinheiten, Tests
für asic- Schaltungen und ein
Testen von Schnittstellen zwischen Verbindungen und Funktionen von
Einheiten. Zusätzlich
existieren Zeitschlitz-Tests, ein Testen ankommender Taktsignale und
ein Testen von Rahmennummern. Es gibt auch Temperaturprüfungen von
Sendeempfängereinheiten,
um zu kontrollieren, dass die Temperatur der Einheit innerhalb geeigneter
Grenzen bleibt. Andere mögliche
Tests sind Überprüfungen von
Frequenzen, die verwendet werden, und ein Überprüfen von Leistungspegeln. Die
Ergebnisse all dieser Tests werden an die lokale Betriebs- und Wartungseinheit
O&M 106 geleitet.
Dies wird auf eine derartige Weise durchgeführt, dass die Sendeempfängereinheiten
Informationen über
Ihren Zustand regelmäßig oder
in geeigneten Intervallen an die lokale O&M-Einheit senden, zum Beispiel über den
seriellen 2-Mbit/s-Bus 220.
Die Betriebs- und Wartungseinheit überprüft, dass keines der Testergebnisse
Maßnahmen
erfordert. Löst
jedoch einer der Tests einen Alarm aus, d.h. es ist ein derartiger
Fehler aufgetreten, dass die betroffene Sendeempfängereinheit
abgeschaltet werden muss, schaltet die Betriebs- und Wartungsstelle
den Sendeempfänger
aus. Das Ausschalten wird auf eine derartige Art und Weise bewirkt,
dass das Freigabe-Signal 221, 222 abgeschnitten
wird, das an die Puffer 207, 217 des Zeitschlitz-Schalters 200 in
der Sendeempfängereinheit 108 angelegt
ist, wodurch die Puffer in einen dritten Zustand eintreten und die
Informationen nicht länger
weiter übertragen. Zur
gleichen Zeit schaltet die O&M-Einheit
die Energieversorgung der Sendeempfängereinheit 108 aus. Der
redundante Sendeempfänger
wird dann auf eine derartige Art und Weise in Verwendung gebracht, dass
die O&M-Einheit die Energieversorgung
der in Verwendung zu bringenden Einheit beginnt, d.h. ihre Energieversorgung
anschaltet, und die denjenigen Zeitschlitzen entsprechenden Werte,
aus denen der Zeitschlitz-Schalter Informationen vom Zeitmultiplex-Bus
nehmen wird, oder in die er Informationen einfügen wird, werden an diejenigen
Zeitschlitz-Register des Zeitschlitz-Schalters geliefert, die der
betroffenen Sendeempfängereinheit
zugeordnet sind. Stellt die O&M-Einheit
fest, dass die ausgegebene Fehlernachricht nicht erfordert, dass
die arbeitende Sendeempfängereinheit
auf eine anderer gewechselt wird, bewirkt die O&M-Einheit keine Konfigurationsveränderung
und der folgende Schritt besteht darin, zu bestimmen 315,
ob der Zeitschlitz-Schalter rückzustellen
ist. Ist die Antwort positiv 316, kehrt der Betrieb zu
Schritt 301 zurück,
von wo aus er gemäß der Darstellung
fortfährt.
Ist die Antwort negativ 317, fährt der Betrieb wie zuvor fort:
die alten Konfigurationsdaten 303 werden am Zeitschlitz-Schalter
eingestellt, woraufhin der Betrieb wie vorstehend beschrieben fortfährt. Es
sollte beachtet werden, dass die lokale Betriebs- und Wartungseinheit 106 über den
Bus 223 mit anderen Netzwerkelementen in Kontakt stehen kann.
Daher kann die lokale O&M-Einheit
von einer zentralisierten Betriebs- und Wartungsstelle, der Basisstationssteuerung
oder der Vermittlungsstelle des Funksystems gesteuert werden.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm
des internen Betriebs des Zeitschlitz-Schalters der Erfindung (2, 200). Als erstes
wird derjenige Zeitschlitz des Sendeempfängers auf dem Zeitmultiplex-Bus
(202) in das Zeitschlitz-Auswahlregister (2, 205, 212) geschrieben,
aus dem Daten auf den Funkpfad zu entnehmen sind, oder entsprechend
der Bezeichner desjenigen Zeitschlitzes auf dem internen Bus der Basisstation,
in dem Daten von der Basisstation an die Abis-Schnittstelle (2, 103) zu übertragen sind.
Danach muss der Zeitschlitz-Zähler
(2, 204 oder 214)
erhöht
bzw. inkrementiert werden, woraufhin die Vergleichseinrichtung (2, 206, 215)
damit beginnt, vergleichende Operationen 404 durchzuführen, bei
denen der Zustand des Zeitschlitz-Auswahlregisters mit demjenigen des
Zeitschlitz-Zählers
verglichen wird. Sind die Zustände
nicht identisch 405, wird der Zeitschlitz-Zähler erneut
inkrementiert bzw. erhöht 402 und
die vergleichende Operation wird einmal mehr versucht; ist der Zustand
des Zeitschlitz-Auswahlregisters
identisch 406 mit demjenigen des Zeitschlitz-Zählers, fährt der
Betrieb auf eine derartige Art und Weise fort, dass die im Zeitschlitz enthaltenen
Daten in der Downlink-Richtung vom Puffer bzw. Zwischenspeicher
(2, 207) an
den Sendeempfänger
TRX (2) übertragen
werden. Dementsprechend werden in der Uplink-Richtung die Daten,
die aus einem bestimmten Zeitschlitz des Sendeempfängers genommen
und im Puffer bzw. Zwischenspeicher (2, 217)
gespeichert wurden, an den internen Bus (2, 202) der Basisstation und
von dort aus an die Multiplexer-/ Demultiplexereinrichtung übertragen,
um weiter an die Abis-Schnittstelle (2, 103) übermittelt
zu werden. Nach dieser Datenübertragung
kehrt der Betrieb des Zeitschlitz-Schalters zu Schritt 402 zurück, in dem
die Zeitschlitz-Zähler
inkrementiert bzw. erhöht
werden, woraufhin der Betrieb wie vorstehend beschrieben fortfährt.
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5 zeigt eine Zeitdiagramm
des internen Datenübertragungsbus
an der Basisstation des zellularen Funksystems. Die Basisstation
weist entweder mehrere Zeitschlitz-Schalter oder einen Zeitschlitz-Schalter
auf, die/der mit den erforderlichen Zeitschlitz-Registern, -Zählern, Vergleichseinrichtung
und Puffern für
jede Sendeempfängereinheit
der Basisstation versehen sind/ist. Die Zeitschlitz-Schalter, die
für jede Sendeempfängereinheit
bereitgestellt sind, oder die entsprechenden Teile sind über den
internen 2-Mbit/s-Zeitmultiplex-Bus
an die Multiplexer-/Demultiplexereinrichtung (2, 104) angeschlossen. Der Bus
wird durch die Verwendung eines Synchronisationssignals SYNC und
eines Taktsignals CLOCK gezeitet bzw. zeitlich gesteuert, die vom gleichen
Bus erhalten werden. Beide Signale werden in der Multiplexer-/ Demultiplexereinrichtung
(2, 104) unter
Verwendung entweder des internen Takts des Multiplexers oder eines äußerst genauen PCM-Taktsignals
erzeugt, das über
die Abis-Schnittstelle erhalten wird. Gemäß 5 ist die Zeit von rechts nach links
laufend dargestellt. Im internen Zeitmultiplex-Bus der Basisstation
ist die Länge
eines Rahmens 125 μs,
und ein Rahmen besteht aus 32 Zeitschlitzen, die gemäß der Figur
mit 0...31 nummeriert sind. Jeder Zeitschlitz enthält 8 Bits.
Ein Rahmen enthält
daher 32 * 8 = 256 Bits, und die Wiederholungsfrequenz des Rahmens
beträgt
8000 Mal pro Sekunde. Der Betrieb des Bus wird im Folgenden beschrieben.
Die Zeitschlitz-Zähler
(2, 204, 214) der
Zeitschlitz-Schalter zählen
an der ansteigenden Flanke des Taktsignals CLOCK, und ein Abtastwert ankommender
Daten wird immer an der fallenden Flanke genommen. In der Downlink-Richtung,
d.h. bei der Übertragung
von Daten von der Basisstationssteuerung und der Vermittlungsstelle
an eine Teilnehmerstation oder ein Mobiltelefon, greift der Zeitschlitz-Schalter
mit Hilfe von Zeitschlitz-Rastern und Zeitschlitz-Zählerlogik
die Bits heraus, die in den Zeitschlitzen enthalten sind, die dem
an den Zeitschlitz-Schalter angeschlossenen Sendeempfänger zugeordnet
sind, d.h. die Daten vom internen 2-Mbit/s-Bus der Basisstation.
In der Uplink-Richtung,
d.h. bei der Übertragung
von Daten von einer Teilnehmerstation an die Basisstationssteuerung
und die Vermittlungsstelle, werden die Zeitschlitze dementsprechend
in denjenigen Zeitschlitzen an den internen Bus der Basisstation übertragen,
die der betroffenen Sendeempfängereinheit
zugeordnet sind. Die Sendeempfängereinheit
ist mit Hilfe von Drei-Zustands-Puffern
elektrisch an den internen Bus der Basisstation angeschlossen, die
die Daten an den Bus leiten, wenn sie an sie zugeordnete Zeitschlitze empfangen,
und in einem hochohmigen Zustand sind, wenn sie andere Zeitschlitze
empfangen.
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Die
Zeichnungen und die sich darauf beziehenden Beschreibungen sind
lediglich zum Veranschaulichen des erfinderischen Konzepts vorgesehen.
Die Basisstation für
ein zellulares Funksystem und das zellulare Funksystem gemäß der Erfindung können in
ihren Einzelheiten innerhalb des Umfangs der zugehörigen Ansprüche variieren.
Obwohl die Erfindung vorstehend hauptsächlich in Verbindung mit dem
GSM-Mobiltelefonsystem beschrieben wurde, kann sie auch in anderen
zellularen Funknetzwerken verwendet werden.