DE2365043A1 - Funk-telefonsystem mit tragbaren bzw. mobilen einheiten - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING.HANS LEYH

Dipl. -Ing. Ernst Rathmann

München 71, den 28. Dez. 1973 Melchloretr. 42

Unser Zeichen: MOlOlP-1071

Motorola, Inc.

9401 West Grand Avenue

Franklin Park, Illinois

V. St. A.

Funk-Telefonsystem mit tragbaren bzw. mobilen

Einheiten

Die Erfindung betrifft ein Funk-Telefonsystem rait tragbaren bzw. mobilen Einheiten. Für ein derartiges Telefonsystem sind eine Vielzahl von Basisstationen und tragbaren Einheiten vorgesehen, wobei der Erfassungsbereich dieser B as is Stationen und tragbaren Einheiten einen jeweils bestimmten geographischen Bereich überdeckt. Ferner umfaßt das Telefonsystem Einrichtungen zum Abstimmen der Betriebs· frequenzen der tragbaren Einheiten, um eine optimale Übertragungsstrecke aufbauen zu können.

Fs/mü Es sind

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.MOlOlP-1071 -

Es sind bereits organisierte Kommunikations systeme bekannt, von denen eines mit geographisch unterteilten Bereichen arbeitet. Dabei wird das zu erfassende geographische Gebiet in Bezirke und Unterbezirke unterteilt, wobei jeder Bezirk mit einem Sender und einem Empfänger in einer · Basisstation versehen ist. Die von der Basis und den tragbaren Einheiten erfassten Bereiche sind im wesentlichen gleich groß, wobei der von der tragbaren Einheit erfaßte geographische Bereich auch von dem Sender der Basisstation erfaßt wird. Die Frequenzen für den Basisbereich und die tragbaren Einheiten benachbarter Bezirke sind verschieden und in einem bestimmten Frequenzabstand voneinander vorgesehen, um Überlagerungsstörungen zwischen den einzelnen Bereichen zu vermeiden. Dieselben Frequenzen können jedoch in Bereichen erneut benutzt werden, die räumlich weit genug voneinander getrennt sind, so daß dadurch Überlagerungsstörungen ausgeschaltet werden. Zur Lokalisierung sind Einrichtungen vorgesehen, um den Bereich festzustellen, in welchem die tragbare Einheit arbeitet, und um die Betriebsfrequenz der tragbaren Einheit auf die Frequenz des Bereiches abzustimmen, in welchem sich die tragbare Einheit befindet. Das Ausfindigmachen der räumlichen Placierung kann durch die Empfänger der Basisstation erfolgen, die in'Ecken des Bereiches lokalisiert sind und mit Richtantennen das Innere des Bereiches überdecken. Ferner ist mit dem Empfänger der Basisstation ein Rechner verbunden, um die Größe der Signalstärke der von der tragbaren Einheit empfangenen Signale über diese Empfänger festzustellen.

Dieses bekannte System ermöglicht durchaus gute Nachrichtenverbindungen, da der Erfassungsbereich der tragbaren Einheiten gleich dem Erfassungsbereich der Basis Stationen ist. Jedoch muß die Lokalität der tragbaren Einheit sehr_#genau festgestellt und die Zuordnung der Arbeitsfrequenz zu der tragbaren Einheit auf der Grundlage der geographischen Lage der

- 2 - tragbaren Ein-

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tragbaren Einheit vorgenommen werden, um Überlagerungsstörungen für Einheiten mit der gleichen Betriebsfrequenz zu vermeiden. Durch diese voraus stehend erwähnten Erfordernisse werden sehr komplexe und teuere Maßnahmen erforderlich, um den Ort der tragbaren Einheit ausreichend genau bestimmen .zu können. Ferner wird das zur Verfügung stehende Frequenzspektrum nicht optimal ausgenützt und auch nicht sichergestellt, daß die tragbare .Einheit das bestmögliche Signal empfängt, da die Zuordnung der Betriebsfrequenz nicht von der Qualität des empfangenen Signales, sondern lediglich von der geographischen Lage der tragbaren Einheit abhängt. Außerdem, ergibt sich für dieses System eine verhältnismäßig hohe festliegende Ausgangsleistung für die tragbaren Einheiten, was wiederum zu Überlagerungs störungen führen kann, wenn die tragbare Einheit an dem ermittelten geographischen Ort in vertikaler Richtung in einer verhältnismäßig hohen Lage, z. B. in den oberen Stockwerken eines hohen Gebäudes, benutzt wird. Durch diese hohe Lage werden die Ausbreitungsbedingungen für die in Verbindung mit der tragbaren Einheit verwendete Antenne verbessert, so daß die ausgesendeten Signale in einem größeren Bereich empfangen werden können, verglichen mit dem Empfangsbereich anderer tragbarer Einheiten, die auf derselben Frequenz arbeiten.

Der Erfindung liegt .die Aufgabe zugrunde, ein Funk-Telefonsystem mit tragbaren bzw. mobilen Einheiten zu schaffen, das die Möglichkeit bietet, Überlagerungsstörungen zwischen auf derselben Betriebsfrequenz ar- · beutenden tragbaren Einheiten zu verringern und die Qualität der Nachrichtenübertragung zu verbessern. Dieses System soll ökonomischer mit dem zur Verfügung stehenden Frequenzspektrum als bekannte Systeme arbeiten und ein Telefonsystem ermöglichen, das vollkommen automatisierbar ist, ·
«

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Funk-Telefonsystem gelöst, das gekennzeichnet ist durch:
. ' . . . eine erste

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•ν.

eine erste Basisstation mit einem Sender zum gleichzeitigen Aussenden von Signalen auf einem ersten abgehenden Signalkanal und einer Vielzahl von ersten abgehenden Informations- oder Sprachkanälen, wobei die vom Sender abgestrahlte Energie in einem ersten bestimmten Erfassungsbereich empfangbar ist;

eine Vielzahl von ersten Empfängerstationen., die der ersten Basisstation zugeordnet sind, wobei der Empfangsbereich der Empfänger dieser Empfängerstationen kleiner als der erste Erfassungsbereich der Basis station ist und die einzelnen Empfängerstationen derart lokalisiert sind, daß sich zumindest ein Teil des Empfangsbereiches mit dem ersten Erfassungsbereich überlappt, und wobei die Empfangsstationen mit Empfangseinrichtungen zum gleichzeitigen Empfang von Signalen auf einem ersten ankommenden, mit einem ersten abgehenden Signalkanal gepaarten Signalkanal sowie mit einer Vielzahl von ersten ankommenden Sprachkanälen versehen sind, von denen jeder mit einem entsprechenden ersten abgehenden Sprachkanal gepaart ist;

ein Verknüpfungssystem, das die erste Basisstation mit den ersten Empfängerstationen verbindet und Einrichtungen umfaßt, um die in den Empfängerstationen empfangenen Signale bezüglich ihrer Signalstärke zu vergleichen und die Empfängerstation, in welcher das Signal mit größter Signalstärkß auf dem ersten ankommenden Signalkanal empfangen wird, mit der ersten Basisstation zur elektrischen Kommunikation zu verbinden;

zumindest eine zweite Basisstation mit einem Sender, der mit seiner abgestrahlten Energie einen zweiten Erfassungsbereich überdeckt und Einrichtungen enthält, um gleichzeitig Signale auf einem zweiten abgehenden Signalkanal und einer Vielzahl von zweiten abgehenden Sprachkanälen auszusenden;

eine Vielzahl von zweiten Empfängerstationen, die der zweiten Basisstation zugeordnet sind und jeweils einen zweiten bestimmten Empfangs-

- 4 - bereich

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bereich haben, der kleiner als der zweite Erfassungsbereich ist, und welche derart räumlich angeordnet sind, daß zumindest ein Teil des jeweils zweiten Empfangsbereichs mit einem Teil des zweiten Erfassungsbereiches überlappt, wobei zumindest eine der zweiten Empfänger Stationen räumlich derart angeordnet ist, daß zumindest ein Teil des zweiten Empfangsbereiches mit einem Teil des ersten Erfassungsbereiches überlappt und die zweiten Empfängerstationen Empfangseinrichtungen zum gleichzeitigen Empfangen von auf einem zweiten ankommenden, mit einem zweiten abgehenden Signalkanal gepaarten Signalkanal übertragenen Signalen sowie eine Vielzahl von zweiten abgehenden Sprachkanälen umfassen, von denen jeder mit einem zweiten ankommenden Sprachkanal gepaart ist] und durch ein Verknüpfungssystem, das die zweite Basisstation mit den zweiten Empfänger Stationen verbindet und Einrichtungen umfaßt, um die Größe der Signalstärke der von den zweiten Empfängerstationen empfangenen Signale durch Vergleich festzustellen und die elektrische Kommunikation der Empfänger station, in welcher das Signal mit größter Signalstärke empfangen wird, mit der zweiten Basis station über den zugeordneten Signalkanal herzustellen.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Die Maßnahmen der Erfindung werden bei einer bevorzugten Ausführungsform besonders vorteilhaft dadurch verwirklicht, daß in einem mit dem Telefonsystem zu erfassenden geographischen Bereich eine Reihe von Bezirken vorgesehen wird, die in Unterbezirke unterteilt sind, wobei jeder Unterbezirk jeweils eine Basisstation enthält. Diese Basisstation ist mit einem Sender und Empfänger ausgerüstet und steht in Kommunikation mit den tragbaren Einheiten der einzelnen Unterbezirke. Der Erfassungsbereich der Sender der tragbaren Einheiten ist bewußt

- 5 -_ kleiner gehalten,

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kleiner gehalten, so daß die tragbaren Einheiten weniger genau lokalisiert werden können, ohne daß dadurch jedoch Überlagerungsstörungen oder Interferenzen zwischen den einzelnen Einheiten verursacht werden. Jeder Basis station ist eine Anzahl von Empfängerstationen zugeordnet, wovon jeweils eine in einem Unterbezirk lokalisiert ist und für die Übertragung der Signale von der tragbaren Einheit zur Basisstation Verwendung findet. In jedem Unterbezirk werden unterschiedliche Frequenzgruppen für die ankommenden und abgehenden Verbindungen vorgesehen, womit Interferenzen zwischen unmittelbar benachbarten oder verhältnismäßig nah nebeneinander liegenden Unterbezirken vermieden werden. Es ist möglich, dieselben Frequenzen jedoch in Unterbezirken zu benutzen, die geographisch ausreichend weit voneinander entfernt sind, so daß dadurch eine Über- » lagerungsstörung vermieden wird.

Jeder Sender der Basisstation sendet zumindest eine Signalfrequenz zu den Unterbezirken innerhalb seines Erfassungsbereiches aus. Die Empfänger in den tragbaren Einheiten tasten die Signalfrequenzen aller Basisstationen innerhalb ihres Betriebsbereiches ab und speichern ein Merkmal für diejenige Frequenz, mit welcher das Signal größter Signalstärke empfangen wird, um damit den Sender der Basisstation auszuwählen bzw. zu bestimmen, über welchen.die beste Nachrichtenverbindung hergestellt werden kann. Die tragbare Einheit sendet auf einer Signalfrequenz, die mit der Signalfrequenz gepaart ist, über welche das Signal mit größter Signalstärke empfangen wird. Die von der tragbaren Einheit aus-gesendete Signalenergie wird von derjenigen Empfängerstation im nächsten Zellbereich empfangen und mit den Signalen verglichen, welche über die anderen Empfängerstationen mit der gleichen tragbaren Einheit empfangen werden. Auf diese Weise kann die signalstärkste Übertragung ausgewählt werden, so daß nach dieser Optimierung und der Bestimmung der günstigsten Empfängerstation von der Basisstation aus zur tragbaren Einheit auf der Signalfrequenz ein Signal übertragen werden kann_s um den Sprach-

- 6 - · kanal auf

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kanal auf dasjenige Frequenzpaar abzustimmen, über welches die Nachrichtenverbindung zwischen der Basisstation und der tragbaren Einheit über die Empfängerstation aufgebaut werden soll.

Ferner werden weitere Abtastempfänger in der Basisstation verwendet, um die in Betrieb befindlichen Kommunikationskanäle zu überwachen und die Signale, welche von diesen Abtastempfängern empfangen werden, miteinander bezüglich der Signalstärke zu vergleichen. Mit einer automatischen Umschaltsteuerung ist es möglich, eine Änderung der Betriebsfrequenz bei der tragbaren Einheit zu veranlassen und auch eine notwendige Umschaltung vorzunehmen, wenn die tragbare Einheit von einem Unterbezirk in einen anderen Unterbezirk übergeht.

Da der Sendebereich der tragbaren Einheit kleiner als der Sende- bzw. Erfassungsbereich des Senders der Basisstation ist, können die Frequenzen, aufweichen die tragbare Einheit arbeitet, derart ausgewählt werden, daß das beste Signal empfangen wird, unabhängig davon, ob die tragbare Einheit innerhalb des bestimmten Unterbezirkes arbeitet, dem diese Frequenzen zugeordnet sind. Dabei werden keine Überlagerungsstörungen für das übrige System ausgelöst. Das System gemäß der Erfindung bietet die bestmögliche Nachrichtenverbindung, wobei gleichzeitig die Notwendigkeit eliminiert werden kann, die genaue geographische Lage der einzelnen tragbaren Einheiten feststellen zu müssen. Ferner werden mit dem System gemäß der Erfindung die Frequenzen eines vorgegebenen Frequenzspektrums wesentlich

■ - 7 - ökonomischer

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MOlOlP-1071 ökonomischer eingesetzt.

Eine weitere Möglichkeit, den Interferenzschutz bzw. den Schutz vor Überlagerungs Störungen zwischen benachbarten Unterbezirken zu verbessern und ferner um den Energieverbrauch der tragbaren Einheiten zu verringern, wird durch die automatische Aus gangs signalsteuerung gemäß der Erfindung geschaffen, die innerhalb der tragbaren Einheiten vorgesehen ist, um die vom Sender' der tragbaren Einheit abgestrahlte Energie auf einem Mindestpegel zu halten, der für eine zuverlässige Nachrichtenverbindung erforderlich ist. Durch diese Ausgangs Signalsteuerung wird es auch möglich, die tragbare Einheit in unterschiedlichen Höhenlagen beliebig einsetzen zu können, ohne daß dadurch der vom Sender der tragbaren Einheit erfaßte Bereich größer wird. Die Ausgangssignalsteuerung verringert automatisch die Ausgangsleistung des Senders, wenn der Erfassungsbereich aufgrund einer höheren Lage größer wird. Damit lassen sich von der Höhenlage der tragbaren Einheit abhängige Überlagerungsstörungen vermeiden. Schließlich bietet die Erfindung durch die Prequenzversetzung zwischen den einzelnen Unterbezirken die Möglichkeit der Wiederbenutzung derselben BetriebsfrequenZi wobei Gleichkanal-Überlagerungsstörungen weitgehendst ausgeschaltet werden und ohne daß der Frequenzabstand benachbarter Kanäle in benachbarten Unterbezirken verringert werden muß.

- 8 - . Die Merkmale

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Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Organisationsplan für ein Telefonsystem gemäß

der Erfindung, wobei eine gleichförmige Ausbreitung angenommen wird und den einzelnen Bezirken die in der Darstellung angegebenen Frequenzen zugeordnet sind;

Fig. la eine detailliertere Darstellung des Organisationsplanes

für einzelne Bezirke gemäß Fig. 1, aus der die Unterteilung der Bezirke in Unterbezirke und der Ort der Basis station sowie der Empfängerstationen zu entnehmen ist;

Fig. 2 ein Blockdiagramm für das tragbare Funk-Telefonsystem·

Fig. 3 die praktische Verwirklichung des Telefonsystems in einem

Bereich mit einem Stadtbezirk und Landbezirken, wobei aus dem Organisationsplan die unterschiedlichen Abstände zwischen den Basis Stationen und den Empfängerstationen erkennbar sind.

Fig. 4 ein Zeitdiagramm, aus dem die typische Folge von auftretenden Ereignissen entnommen werden kann, wenn ein Ruf von einem Telefon eines Landbezirkes aus eingeleitet wird.

Fig. 5 ein Zeitdiagramm, aus dem die typische Folge von auftreten-

flen Ereignissen entnommen werden kann, während ein Ruf von einer tragbaren Einheit aus eingeleitet wird.

- 9 - Fig- S

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Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Empfängerstation, wie sie im

durch Kreuze gekennzeichneten Übergangsbereich der Bezirke gemäß den Fig. 1 und 3 vorgesehen sind;

Fig. 7 ein Blockdiagramm der Basisstationen, wie sie in den durch

Kreise gekennzeichneten Po sitionen gemäß den Fig. 1 und 3 vorgesehen sind;

Fig. 8 ein detailliertes Blockdiagramm des zentralen Kontrollsenders gemäß Fig. 2;

Fig. 9 ein detailliertes Blockdiagramm einer tragbaren Einheit für .

das transportable Funk-Telefonsystem.

In Fig. 1 ist der Organisationsplan für eine Frequenzverteilung dargestellt, wie sie für ein mobiles bzw. tragbares Funk-Telefonsystem gemäß der Erfindung Verwendung findet. Der geographische, von dem Telefonsystem zu erfassende Bereich ist in eine Vielzahl von Bezirken unterteilt, wobei in jedem Bezirk eine vorgegebene Anzahl von Unterbezirken vorhanden ist. Die Anzahl der Unterbezirke in jedem Bezirk ergibt sich aus der nachfolgenden Gleichung

2 2

N = i + j + ij

wobei N die Anzahl der Unterbezirke in jedem Bezirk und i sowie j be liebige gänzzahlige Größen sein können. In dem in Fig. 1 dargestellten Organisationsplan ist i gleich 2 und j gleich 1, woraus sich ergibt, daß in jedem Bezirk sieben Unterbezirke vorgesehen sind. Entsprechend einem

«
anderen gewünschten Verteilungsmuster können für die Größen i und j andere

Werte vorgesehen werden,

„ IO - Jede Untergruppe

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Jede Untergruppe 10a, 11a, 30a, 40a, 50a, 60a und 70a gemäß Fig. 1 ist mit einem Sender in der Basisstation und zumindest einem Empfänger in der Basisstation ausgerüstet. Jedem Sender der Basisstation ist zumindest eine abgehende Signalfrequenz und zumindest eine abgehende Nachrichtfrequenz zugeordnet, wogegen jeder Empfänger der Basis-Station zumindest auf eine ankommende Signalfrequenz und eine ankommende Nachrichtenfrequenz anspricht. Jede der ankommenden Frequenzen ist mit einer abgehenden Frequenz gepaart, so daß sich hierfür ein Duplex-Kanal ergibt. Jedem Unterbezirk 10a, 20a, 30a, 40a, 50a, 60a und 70a ist ein Duplex-Kanal zugeordnet, die entsprechend mit FlA bis F7A bezeichnet sind. In einem typischen System, bei dem eine Frequenzmodulation mit einem Frequenzhub von+ 5kHz und ein Frequenzabstand von 25 kHz* zwischen den Frequenzen eines Bezirkes Verwendung findet. Diese Werte wurden für die gewünschte Kanalentkopplung als ausreichend angesehen.

Bei dem System von Unterbezirken gemäß Fig. 1 können die Frequenzen FlA bis F7A auch für andere Bezirke Verwendung finden, wenn diese Bezirke voneinander geographisch ausreichend weit entfernt liegen und somit eine Gleichkanal-Überlagerungsstörung nicht zu befürchten ist. So können z. B. die Frequenzen FlA bis F7A in Bezirken mit den Unterbezirken 10b, 20b, 30b, 40b, 50b, .60b,und 70b sowie in den Bezirken mit den Unterbezirken 10c, 20c, 30c, 40c, 50c, 60c und 70c verwendet werden. Die Unterbezirke mit derselben numerischen Präfix sind derselben Gruppe von Frequenzen zugeordnet. Es ist bereits bekannt, Bezirke in sieben Unterbezirke zu unterteilen und entsprechend die den Unterbezirken zugeordneten Frequenzen wiederholt zu verwenden. Dabei ergaben sich jedoch in den Randbereichen Gleichkanal-Überlagerungsstörungen. Deshalb hat man Systeme vorgesehen, die in einem Bezirk eine größere Anzahl von Unterbezirken erfassen, z.B. 21 Unterbezirke pro Bezirk, wobei jedem einzelnen Unterbezirk eine andere Frequenz zugeordnet ist. Die Zuordnung von 21 verschiedenen Frequenzen zu den einzelnen Unterbezirken führt zu einem ver-

- 11 - -schwenderisch

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schwenderisch großen HF-Spektrum für die notwendigen Frequenzen, da für 21 Unterbezirke dreimal mehr Frequenzspektren im Vergleich zu sieben Unterbezirken benötigt werden.

Bei der Zuordnung der Frequenzen im Organisationsplan gemäß der Erfindung wird der Tatsache Rechnung getragen, daß die einzelnen Unterbezirke geographisch einander nicht benachbart sind. Dies trifft z. B. für die Unterbezirke 10a, 10b und 10c usw. zu, so daß zwischen den diesen Unterbezirken zugeordneten Frequenzen auch kein Frequenzabstand von 25 kHz erforderlich ist. Daher können die Frequenzen, welche den Unterbezirken mit gleicher numerischer Präfix gemäß Fig. 1 zugeordnet sind, kleinere Kanalabstände als 25 kHz haben, ohne daß dadurch unerwünschte bzw. untragbare Störungen durch Überlagerung entstehen.

So kann z. B. bei dem System gemäß Fig. 1 ein Frequenzabstand von nur 8, 33 kHz von den den Unterbezirken 10b, 20b, 30b, 40b, 50b, 60b und 70b zugeordneten Frequenzgruppen FlB bis F7B gegenüber einer entsprechenden Frequenzgruppe FlA bis F7A vorgesehen sein. In gleicher Weise benötigt man auch nur für die den Unterbezirken 10c, 20c, 30c, 40c, 50c, 60c und 70c zugeordneten Frequenzgruppen FlC bis F7C einen Frequenzabstand von 8, 33 kHz gegenüber djen Frequenzgruppen FlA bis F7A und FlB bis F7B. Diese ineinandergreifende Frequenzzuweisung macht eine bessere Unterdrückung der Überlagerungsstörung in gleichen Kanälen gegenüber dem normalen, mit sieben Unterbezirken arbeitenden System möglich, womit bei gleicher Unterdrückung der Überlagerungsstörung ein sehr viel kleineres Frequenzspektrum in Anspruch genommen werden muß. Das System der Versetzung der Frequenzen zur optimalen Unterdrückung von Überlagerungsstörungen kann auch für Bezirke mit einer abweichenden Anzahl von Unterbezirken Verwendung finden. Die Kriterien für die Bestimmung der Frequenzversetzung zwischen den einzelnen Unterbezirken eines Bezirkes werden

12 nachfolgend

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nachfolgend näher erläutert.

In Fig. la ist die Organisation der Unterbezirke für eine Gruppe von Unterbezirken im Detail dargestellt. Obwohl die Frequenz Zuordnung nach dem Schema gemäß Fig. 1 in Organisationssystemen mit nur einem einzigen Sender für die Basisstation sowie einem Empfänger pro Unterbezirk und einer mobilen Einheit Verwendung finden kann, welche denselben Erfassungsbereich wie die Basisstation hat, findet gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Systems gemäß der Erfindung ein Sender für die Basis station Verwendung, der den gesamten Erfassungsbereich des Unterbezirks erfaßt, wogegen die mobile bzw. tragbare Einheit mit einem Erfassungsbereich arbeitet, der kleiner als der des Senders der Basisstation ist. Ferner sind eine Vielzahl von Empfänger innerhalb der einzelnen Unterbezirke vorgesehen.

In der Darstellung gemäß Fig. la sind die Positionen der Empfänger mit Kreuzen gekennzeichnet, wogegen die Position der Basisstation mit einer Sender- und Empfängereinheit durch Kreise angedeutet ist. Die radial von den Kreisen weg verlaufenden Linien bezeichnen die Richtantennen der tragbaren Einheit zur Empfängerlokalisierung. Jeder Unterbezirk ist in Zellbereiche aufgeteilt, s-o daß z.B. der Unterbezirk 10a die Zellbereiche 11a bis 17a und der Unterbezirk 20a die Zellbereiche 21a bis 27a usw. aufweist. In jeder Basisstation wird über einen dem Unterbezirk zugeordneten Duplex-Kanal gesendet und empfangen. So arbeitet der Duplex-Kanal der Basisstation im Unterbezirk 10a auf den Frequenzen der Frequenzgruppe FlA. Der Basisstation im Unterbezirk 20a sind für den Duplex-Kanal die Frequenzen der Gruppe F2A zugeordnet, während der Basisstation des Unterbezirks 30a die Frequenzen der Gruppe F3A für den Duplex-Kanal zugeordnet sind.

Da der Erfassungsbereich der tragbaren bzw. mobilen Einheit absichtlich

12 _ kleiner als

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kleiner als der Erfassungsbereich des Senders der Basisstation gemacht ist, müssen zusätzliche Empfangsstationen innerhalb jedes Unterbezirks verwendet werden, um die von den tragbaren Einheiten aus gesandten Signale empfangen zu können. Diese Empfangsstationen sind durch Kreuze gekennzeichnet und an die Basisstationen über Telefonleitungen oder andere Nachrichtenübertragungsverbindungen angeschlossen. Jede dieser Empfängerstationen ist bei der vorliegenden Ausführungsform im Grenzbereich eines Unterbezirks angeordnet und kann Signale von tragbaren Einheiten in aneinander grenzenden Unterbezirken empfangen. Der Erfassungsbereich eines jeden Empfängers in diesen Empfängerstationen ist in Fig. la durch gestrichelt gezeichnete Sechsecke gekennzeichnet, welche die die Empfängerstation umgebenden Zellbereiche darstellen. Somit ist jeder Unterbezirk i>n sieben Zellbereiche unterteilt, wovon ein Zellbereich die Basisstation um-, gibt und sechs Zellbereiche um die sechs Empfängerstationen herum angeordnet sind. Der Unterbezirk 10a ist in die Zellbereiche 1 la bis 17a unterteilt, der Unterbezirk 20a ist in die Zellbereiche 21a bis 27a unterteilt und der Unterbezirk 30a ist in die Zellbereiche 31a bis 37a unterteilt. Aufgrund der vorausstehend erläuterten Zuordnung sind lediglich die Zellbereiche 11a, 21a und 31a vollständig innerhalb des ihnen zugeordneten Unterbezirks angeordnet. Die restlichen Zellbereiche überlappen jeweils zwei Unterbezirke. So überlappt der Zellbereich 13a des Unterbezirks 10a mit dem Zellbereich 36a des Unterbezirks 30a. Daher müssen die Empfänger in den an den Grenzen der Unterbezirke 10a und 30a angeordneten Empfängerstationen in der Lage sein, die Signale sowohl der Frequenzgruppe FlA als auch der Frequenzgruppe F3A empfangen zu können, die den Duplex-Kanälen dieser Unterbezirke zugeordnet sind. Entsprechend müssen auch die an den übrigen Grenzen der Unterbezirke angeordneten Empfängerstationen in der Lage sein, jeweils die Frequenzen der beiden benachbarten.Zellbereichen zugeordneten Frequenzgruppen empfangen zu können» Dagegen muß der Empfänger bzw.

_ 14 _ der Sender

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der Sender der Basisstation lediglich in der Lage sein, die Frequenzgruppe des ihm zugeordneten Düplex-Kanals verarbeiten zu können. Jedoch werden die Richtantennen und die zugeordneten Empfänger in der Basisstation dazu benutzt, alle Aktivitäten der tragbaren Einheiten auf den Übertragungskanalen zu überwachen und, wenn notwendig, die Verbindung zwischen den Kommunikationskanälen und Leitungsverbindungen für tragbare Einheiten herzustellen, welche Unterbezirke bzw. Zellbereiche wechseln.

Aus dem in Fig. 2 dargestellten Blockdiagramm sind die Verbindungsmöglichkeiten zwischen dem Sender und Empfänger der Basisstation und den tragbaren Einheiten dargestellt, die mit dem Telefonsystem in Kommunikation stehen. Es sind drei Basisstationen 102, 104 und 106 vorgesehen, die jeweils einen Sender und einen Empfänger enthalten, und einer in der Darstellung gemäß den Fig. 1 und Fig. la mit Kreisen gekennzeichneten Basisstation entsprechen. Im Interesse der Vereinfachung sind nur drei Basisstationen dargestellt, obwohl eine beliebige Anzahl von solchen im System in Abhängigkeit von der Größe des zu erfassenden Bereiches vorhanden sein können. Die Basisstation 102 hat drei Empfängerstationen 110, 112 und 114. Entsprechend sind drei Empfänger Stationen 116, 118 und 120 der Basisstation 104 und drei Empfängerstationen 122, 124, 126 der Basisstation 106 zugeordnet. Diese Empfänger station en entsprechen den in Fig. la mit einem Kreuz gekennzeichneten Empfängerstationen. Die Anzahl der Empfängerstationen, die jeder Basis station zugeordnet sind, ergibt sich aus der Anzahl der Zellbereiche in jedem Unterbezirk, wobei sechs Empfängerstationen für eine Basisstation erforderlich sind, wenn ein Bezirk in sieben Unterbezirke gemäß Fig. la unterteilt ist. Unabhängig davon sind jedoch in Fig. 2 der Einfachheit halber nur jeweils drei Empfängerstationen dargestellt.

Jede Basisstation 102, 104 und 106 ist ferner mit einer Zentralstation 130 verbunden, die über herkömmliche Telefonleitungen 131 an das vorhandene Telefonnetz angeschlossen ist. Diese Telefonleitungen 131 ermöglichen den

- 15 - Anschluß an

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Anschluß an eine Vielzahl festinstallierter Telefone 127 über eine Telefonzentrale 129. Die dargestellten drei tragbaren Einheiten 132, 134 und 136 enthalten für die Nachrichtenübermittlung jeweils einen Sender und einen Empfänger für die Verbindung mit der Basisstation und die Empfängerstationen des Netzwerkes. Der Einfachheit halber sind auch hier nur drei tragbare Einheiten dargestellt, obwohl eine beliebig große, nur durch die Anzahl der Basisstationen und die Anzahl der dem System zugeordneten Frequenzen begrenzte Anzahl in einer praktischen Ausführung des Telefonsystems Verwendung finden kann.

Im Betrieb wird eine abgehende Nachricht, z. B. von der Basisstatipn 102, für die tragbare Einheit 132 ausgesendet. Die ankommenden Nachrichten' von der tragbaren Einheit 132 werden vom Empfänger einer Empfangsstation, z.B. der Empfangsstation 112, empfangen und über die Basisstation 102 der Zentralstation 130 zugeleitet. Die Zentralstation 130 verbindet die Basisstation 102 entweder mit dem Telefonnetzwerk oder mit einer anderen Basisstation, z.B. der Basisstation 106, je nachdem, mit wem die Verbindung zwischen der tragbaren Einheit und dem gewünschten Partner hergestellt werden soll.

Bei der vorstehend erläuterten Erfindung ist der Sendebereich der Basis station absichtlich größer als der Sendebereich der tragbaren Einheit gemacht. Um einen Gegensprechbetrieb möglich zu machen, sendet der Sender der Basisstation direkt zum Empfänger der tragbaren Einheit, wogegen der Sender der tragbaren Einheit über eine der Empfängerstationen mit dem Empfänger der Basisstation in Verbindung steht. Der Sendebereich der tragbaren Einheit ist absichtlich in Abweichung von der Basisstation begrenzt, da im Betrieb ansonsten Überlagerungen zwischen unterschiedlichen tragbaren Einheiten entstehen können, die auf derselben Frequenz arbeiten.

- 16 - Bei bekannten

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Bei bekannten Systemen, bei welchen der Erfassungsbereich der Basis station und der tragbaren Einheiten auf gleiche Größe festgelegt ist, glaubte man die Überlagerungen aufgrund der gegenseitigen Beeinflussung tragbarer Einheiten dadurch kontrollieren zu können, daß man die tragbare Einheit innerhalb eines Unterbezirkes genau lokalisierte und eine Sendefrequenz zuordnete, welche auf die geographische Zuordnung Rücksicht nimmt. Durch diese Zuordnung der. Sendefrequenz aufgrund der geographischen Lokalisierung der tragbaren Einheit ist es möglich, die Überlagerungen auf ein ertragbares Maß zu verringern, jedoch ist es notwendig, daß hierfür eine vertikale Mobilität der tragbaren Einheit ausgeschaltet ist. Auch ist es nicht sichergestellt, daß aufgrund von Geländeeigenschaften und sonstigen Faktoren der verwendete Übertragungskanal die besten Übertragungseigenschaf ten bietet. Diese besten Übertragungseigenschaften können vielmehr auch über einen Übertragungskanal zu einer Basisstation gegeben sein, der außerhalb des Unterbezirks, in welchem sich die tragbare Einheit befindet, angeordnet ist. Auch sind die Einrichtungen,um tragbare Einheiten zur Vermeidung von Überlagerungen genau zu lokalisieren, äußerst aufwendig und teuer, wobei trotz dieses Aufwandes noch nicht einmal ein optimaler Einsatz der tragbaren Einheiten gewährleistet ist.

Durch die Begrenzung des Sendebereiches einer tragbaren Einheit auf einen Erfassungsbereich, der kleiner als der Sendebereich der Basisstation ist, und ferner durch die Verwendung von Empfangsstationen in einem Umkreis um die Basisstation, über welche die Funkverbindung von der tragbaren Einheit zur Basis station möglich ist, kann die Ausgangsleistung der tragbaren Einheit so weit verringert werden, daß eine Interferenz mit einer auf derselben Frequenz arbeitenden anderen Übe" "ragungseinheit vermieden werden kann und eine weniger genaue Lokalisierung'erforderlich ist.

Der Interferenz abstand zweier auf derselben Frequenz arbeitenden Ein-

- 17 - heiten ergibt

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heiten ergibt sich aus der nachfolgenden Gleichung

wobei S/l der Interferenzabstand, D der Abstand zwischen den beiden auf derselben Frequenz arbeitenden Stationen und K eine Konstante ist. Aus dieser Gleichung läßt sich entnehmen, daß eine Verringerung des Erfassungsbereiches der tragbaren Einheit den Wert R verringert, wodurch das Verhältnis des Nützsignals zum Interferenzsignal, d.h. der Interferenzabstand, verbessert wird und tragbare Einheiten, die im selben Kanal ar-

beiten, räumlich näher beieinander betrieben werden können, bevor sich eine gegenseitige Störung ergibt. Aufgrund dieser Tatsache, daß die tragbaren Einheiten räumlich näher beieinander arbeiten können, bevor sich eine nennenswerte gegenseitige Beeinflussung ergibt, können die Sendefrequenzen für die tragbaren Einheiten derart zugeordnet werden, daß sich die besten Nachrichtenverbindungen ergeben und die Zufälligkeiten .aufgrund einer

geographischen Zuordnung nach dem bekannten, voraus stehend erwähnten System ausgeschaltet werden.

Nachfolgend werden die Maßnahmen beschrieben, mit denen die beste Sende- und Empfangsfrequenz für eine tragbare Einheit bestimmt werden kann. Jede Basisstation innerhalb eines vorgegebenen geographischen Bereiches, in welchem Gleichkanal-Überlagerungsstörungen auftreten können, sendet ein Signal auf einer anderen abgehenden Signalfrequenz aus. Jeder Sender einer Basisstation ist ferner in der Lage, Signale in verschiedenen Nachrichtenkanälen auszusenden, die auch als Informations- oder Sprachkanäle bezeichnet werden. Der Empfänger jeder tragbaren Einheit ist automatisch von der Basisstation in dem Bereich auf eine der Signalfrequenzen bzw. der Nachrichtenfrequenzen des Sprachkanals abstimmbar, welche von der Basisstation ausgesendet werden. Ferner ist jede tragbare Einheit in der Lage, ein Signal auf einervon der ankommenden Frequenz verschiedenen Signalfrequenz _ m _ , .

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frequenz und Nachrichtenfrequenz des Sprachkanals auszusenden, wobei jeder ankommende Kanal mit einem abgehenden Kanal gepaart bzw. einem solchen zugeordnet wird, so daß ein Duplex-Betrieb möglich ist. Die Empfänger in der Basis station sowie in den Empfänger Stationen sind in der Lage, Signale im Signalkanal zu empfangen, der mit dem abgehenden Signalkanal des Senders der Basis station im Unterbezirk, in welchem die Empfänger angeordnet sind, gepaart ist. Jeder der Empfänger ist ferner in der Lage, Signale, mit den dem Sprachkanal zugeordneten Frequenzen der Gruppe sowohl im ankommenden Sprachkanal als auch im abgehenden zu empfangen, der dem Sender der mit der speziellen Empfängerstation zusammenarbeitenden Basisstation zugeordnet ist.

Ina Betrieb senden die Sender der Basisstationen kontinuierlich alle Signaiinformationen auf ihrem Signalkanal aus. Die Empfänger der tragbaren Einheiten tasten kontinuierlich die Signalkanäle ab und messen die Feldstärke der empfangenen Signale auf den verschiedenen Signalkanälen. Die Information über den Signalkanal, in welchem die größte Signalstärke gemessen wird, wird gespeichert. Dieser Kanal mit der größten Signalstärke ist in der Regel der Signalkanal, der dem Sender der Basisstation zugeordnet ist, die sich in der größten Nähe von der tragbaren Einheit befindet. Wenn z. B. die tragbare Einheit.in dem Zählbereich 23a gemäß Fig. la angeordnet ist, wird" höchstwahrscheinlich der Signalkanal mit der größten Signalstärke derjenige sein, der dem Sender der Basisstation in dem Zellbereich 21a zugeordnet ist. Jedoch können durch Abschirmung oder Interferenz auch Verschiebungen auftreten, so daß der Signalkanal mit der größten Signalstärke auch der Kanal sein könnte, der dem Sender der Basisstation im Zellbereich 61c oder 31a zugeordnet sein könnte.

Wenn die Übertragung von der tragbaren Einheit-aus eingeleitet wird, stimmt eine in der tragbaren Einheit vorgesehene Logikschaltung den

- 19 - Sender auf

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Sender auf diejenige ankommende Signalfrequenz ab, die mit der mit größter Signalstärke empfangenen Signalfrequenz gepaart ist. Die von der tragbaren Einheit ausgesendeten Signale werden von einem oder mehreren Empfängern in der Basisstation bzw. den Empfängerstationen empfangen, wobei die Signalstärke des einfallenden Signales festgestellt wird., um denjenigen stationären Empfänger zu ermitteln, der das Signal mit der größten Signalstärke empfängt. Für das voraus stehend erwähnte Beispiel würde für eine tragbare Einheit, die im Zellbereich 23a angeordnet ist, das Signal mit der größten Signalstärke höchstwahrscheinlich vom Empfänger in der Empfangsstation des Zellbereiches 23a empfangen werden. Es ist jedoch auch möglich, daß aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Übertragung das Signal mit der größten Signalstärke von einem Empfänger der angrenzenden Zellbereiche, z.B. vom Empfänger der Empfängerstation im Zellbereich 22a, empfangen wird.

Wenn der Empfänger im Zellbereich 23a das Signal mit der größten Signalstärke empfängt, veranlaßt die Zentralstation 130, dem Sender der Basisstation im Zellbereich 21a ein Signal auf der abgehenden Signalfrequenz auszusenden, die dem Unterbezirk 20a zugeordnet ist, um die tragbare Einheit automatisch sowohl sende- als auch empfangsseitig auf ein Frequenzpaar abzustimmen, das aus der dem Unterbezirk 20a zugeordneten Frequenzgruppe F2A ausgewählt ist. Zur selben Zeit wird eine Nachrichtenverbindung zwischen der Basisstation des Zellbereiches 21a und dem Empfänger der Empfangsstation des Zellbereiches 23a über eine Leitung aufgebaut. Wenn das Signal der größten Signalstärke vom Empfänger in dem ZeIlbereich 22a empfangen worden wäre, würde die tragbare Einheit demselben Frequenzpaar aus der Frequenzgruppe F2A zugeordnet werden, jedoch wurden die Signale über den Empfänger in der Empfängerstation des Zellbereiches 22a empfangen und zur Empfängerstation des Zellbereiches 21a

- 20 -

zur Sicherstellung

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zur Sicherstellung der besten Übertragungsverbindung übertragen werden, obwohl die tragbare Einheit in dem. Zellbereich 23a lokalisiert ist.

Wenn die innerhalb des Zellbereiches 23a lokalisierte tragbare Einheit das Signal mit der größten Signalstärke vom Sender der Basisstation in dem Zellbereich 61c empfangen hätte, würde die Betriebsfrequenz der tragbaren Einheit auf eine Frequenz der Gruppe F6C abgestimmt werden, welche dem ünterbezirk 60c zugeordnet ist. Ferner würde eine Nachrichtenverbindung über Leitung zwischen dem Sender der Basisstation in dem Zellbereich 61c und dem Empfänger in dem Zellbereich 66c unter der angenommenen Voraussetzung aufgebaut werden. Da der Erfassungsbereich einer tragbaren Einheit annähernd gleich der Größe eines Zellbereiches ist, und da die im Unterbezirk 60c verwendete Frequenz erst wieder in den Unterbezirken 60' c sowie 60"c (siehe Fig. 1) verwendet wird, bereitet die Zuordnung dieser im Unterbezirk 60c vorgesehenen Frequenz zu einer tragbaren im Unterbezirk 20a arbeitenden Einheit keine Schwierigkeiten bzw. löst keine Überlagerungsstörungen mit den anderen Unterbezirken, z. B. den Unterbezirken 60' c oder 60"c, aus, die auf derselben Frequenz arbeiten.

Wenn einer tragbaren-Einheit das Frequenzpaar für die Nachrichtenübertragung anfänglich zugeordnet ist, muß der Ort der tragbaren Einheit kontinuierlich überwacht werden, um gegebenenfalls neue Nachrichtenfrequenzen zuzuordnen, wenn die tragbare Einheit in einen anderen Zellbereich übergeht. Diese Lokalisierung wird mit Hilfe einer Gruppe von Empfängern bewerkstelligt, die an den Basisstationen angeordnet sind und alle aktiven Nachrichtenfrequenzen bzw. Sprachkanäle überwachen. Dabei können Richtantennen an jeder Basisstation Verwendung finden, um die Riehtung des am stärksten einfallenden Signales feststellen zu können. So kann z.B. die Basisstation des Unterbezirkes 30a gemäß Fig. la ein durch sechs

-21- ' radiale

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•Ml-.

radiale Linien angedeutetes Antennenfeld besitzen, das entsprechend sechs Empfangskeulen aufweist, wobei jede Empfangskeule einen Teil des Zellbereiches 31a und einen der äußeren Zellbereiche 32a bis 37a überdeckt. In den anderen Unterbezirken werden entsprechende Antennenfelder benutzt, wobei die einzelnen Empfangskeulen einen Teil des zentralen Zellbereiches und einen jeweils äußeren Zellbereicl·^ überdecken.

Jede Richtantenne ist entweder mit einer Vielzahl von Empfängern oder mit einem einzigen Empfänger verbunden, der abtastend auf die einzelnen ankommenden Nachrichtenfrequenzen der benachbarten Unterbezirke abgestimmt werden kann. Jeder Empfänger ist mit Einrichtungen zur Feststellung der Signalstärke versehen und ist entweder direkt oder indirekt mit der Zentralstation, z. B, der Zentralstation 130, verbunden. Inder Zentralstation wird der Ort der einzelnen tragbaren Einheiten, basierend auf der Signalstärke der empfangenen Signale, bestimmt und der tragbaren Einheit ein entsprechender Sprachkanal zugeordnet, wenn diese von einem Unterbezirk in einen anderen überwechselt.

Wenn für den Betrieb angenommen wird, daß eine tragbare Untereinheit sich in dem Unterbezirk 10a befindet, wenn der Ruf ausgelöst wird, dann ist ihr Sprachkanal einer der Frequenzen aus der Gruppe FlA zugeordnet. Dieser Sprachkanal aus der Frequenzgruppe FlA wird in der tragbaren Einheit der aktive Sprachkanal und von den Richtempfängern abgetastet, die in den Unterbezirken 10a, 20a, 30a, 40a, 50a, 60a und 70a angeordnet sind. Wenn die tragbare Einheit von dem Unterbezirk 10a gegen den Unterbezirk 20a wandert, nehmen die Signalstärken der von den Antennen im Unterbezirk 10a empfangenen Signale ab, während die Signalstärken der von den Antennen im Unterbezirjc 20a empfangenen Signale zunehmen. Die. Signalstärke dieser Signale wird in der Zentralstation 130 miteinder verglichen und, sobald

- 22 - die Signal-

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die Signalstärke des über die Antenne im Unterbezirk 20a empfangenen Signals die Signalstärke des über die Antenne im Unterbezirk 10a empfangenen Signals um einen bestimmten Betrag übersteigt, sendet die Basisstation im Unterbezirk 10a einen Befehl über den Sprachkanal zur tragbaren Einheit aus, um einen neuen Sprachkanal aus der Frequenzgruppe F2A zuzuordnen. Die Zentralstation schaltet ebenfalls automatisch die Leitungsverbindungen von dem Sender und Empfänger der Basis station in dem Unterbezirk 10a auf den Sender und Empfänger der Basisstation im Unterbezirk 20a um, der nunmehr das Signal mit größter Signalstärke empfängt.

In entsprechender Weise würde das über die Antennen im Unterbezirk 30a* empfangene Signal ansteigen, wenn eine tragbare Einheit von Unterbezirk 10a zum Unterbezirk 30a wandern würde und damit eine Umschaltung auf die Frequenzgruppe F3A bewirken. Wenn dagegen die tragbare Einheit nur zwischen Zellbereichen eines Unterbezirkes wandert, z. B. zwischen dem Zellbereich 22a und 23a, dann erfolgt keine Neuzuordnung einer Frequenz, jedoch werden die Leitungsverbindungen zwischen der Empfängerstation in dem Zellbereich 22a auf die Empfängerstation im Zellbereich 23a umgeschaltet. ImFaIl der ersten Lokalisierung und Frequenzzuordnung ■ aufgrund der begrenzten Leistung der tragbaren Einheit muß die Lokalität nicht genau eingenommen werden, vielmehr kann eine in einem Unterbezirk arbeitende tragbare Einheit einer Frequenz von einem benachbarten Unterbezirk zugeordnet werden, ohne daß dadurch für den Rest des Systems Überlagerungsstörungen ausgelöst werden.

Um ferner den Schutz ν or Überlagerungsstörungen weiter zu verbessern und die Belastung der Betriebsbatterie der tragbaren Einheit zu verringern, sind Einrichtungen vorgesehen, die automatisch das Ausgangssignal kontrollieren.

- 23 - Diese Einrichtungen

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Diese Einrichtungen zur Einstellung des Ausgangs signals sind auch wirksam, wenn die tragbare Einheit in vertikaler Richtung wandert, um das Ausgangs signal zu verkleinern, wenn der Erfassungsbereich aufgrund einer höheren Lage der tragbaren Einheit vergrößert wird, wie dies z. B. bei der Benutzung einer tragbaren Einheit in den oberen Stockwerken eines hohen Gebäudes der Fall sein würde. Für diese Einstellung des Ausgangssignals ist jeder Empfänger des Systems mit einer Überwachungsschaltung ausgerüstet, die den absoluten Pegel der von der tragbaren Einheit empfangenen Signale feststellt. Wenn das von irgendeinem Empfänger empfangene Signal einen bestimmten Wert übersteigt, der entsprechend den Bedingungen einer guten Nachrichtenverbindung festgelegt ist, wird von dem Sender der Basisstation ein Befehl zur tragbaren Einheit gesendet, der eine Verringerung der Ausgangsleistung inder tragbaren Einheit auslöst, bis das Signal auf den Mindestwert verkleinert · ist, der für eine zufriedenstellende Nachrichtenverbindung erforderlich ist.

Die automatische Einstellung des Aus gangs signals kann in unterschiedlicher " Weise erfolgen. So kann z.B. vom Sender ein Ton zur tragbaren Einheit übertragen werden, wenn die Leistung zu groß ist, auf den die tragbare Einheit anspricht und die Ausgangsleistung auf den zulässigen optimalen Wert verkleinert. Wenn dieser Wert erreicht ist, hört die Basisstation auf, diesen Ton weiter auszusenden. Es kann in der tragbaren Einheit ein dynamisches System vorgesehen werden, das die Ausgangsleistung beim Fehlen dieses Steuertones graduell vergrößert bzw. beim Vorhandensein des Steuertones die Ausgangsleistung graduell verkleinert. Damit wird die Ausgangsleistung immer auf einem optimalen Wert gehalten.

Der Organisationsplan des Telefonsystems gemäß der Erfindung macht es möglich, in vorteilhafter Weise das benötigte Frequenzspektrum für die

- 24 -.

Nachrichtenüber-

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Nachrichtenübertragung beträchtlich zu verringern. Es ist bekannt, daß für herkömmliche FM-Gegensprechsysteme, wie sie bei Polizei und im Geschäftsverkehr Verwendung finden, Kanalabstände von etwa 25 kHz notwendig sind, um Überlagerungsstörungen durch benachbarte Kanäle zu vermeiden. Dieser 25 kHz-Kanalabstand ist ausgelegt für den Fall, daß ein Empfänger auf einen Kanal unmittelbar neben dem Kanal eines in der Nähe liegenden Senders eingestellt ist und Signale von einem weiter entfernt gelegenen Sender empfangen soll. Dies ist der ungünstigste Zustand, der sich bei einem solchen System ergeben kann. Da dieses bekannte System den großen .Kanalabstand auch für Fälle vorsieht, bei denen der Kanal des störenden Senders weit von dem in Benutzung befindlichen Kanal entfernt liegt, werden durch zu große Kanalabstände bei diesem bekannten System unnötig Frequenzen verschwendet. In einem organisierten System ergibt sich niemals die Situation, daß eine tragbare Einheit in der Nähe eines auf einem benachbarten Kanal arbeitenden Senders angeordnet ist und gleichzeitig in dem danebenliegenden Kanal mit einem weiter entfernt gelegenen Sender zusammenarbeitet. Durch diese geographische Organisation im System können die Aufwendungen und Maßnahmen zur Unterdrückung von Überlagerungsstörungen wesentlich reduziert werden.

Dieses Konzept kann-in dem System gemäß Fig. 1 wie folgt verwirklicht werden. Der Kanalabstand benachbarter Unterbezirke in jedem Bezirk braucht nicht mehr als 25 kHz zu betragen, um bei einer Spektrumsbreite von 175 kHz für eine Gruppe von sieben Unterbezirken die erforderliche Gruppe von Kanalgrundfrequenzen zu erhalten. Für die Definition der Gruppe der. Kanalfrequenzen ist vorgesehen, daß jeweils ein Kanal aus der Frequenzgruppe FlA bis F7A für einen Unterbezirk eines Bezirks vorgesehen ist, wobei dieser Bezirk die Unterbezirke-.lOa, 20a, 30a, 40a, 50a, 60a und 70a gemäß Fig. 1 umfaßt. Obwohl die einzelnen Unterbezirke geographisch aneinander anschließen, sind keine Kanalabstände von mehr

- 25 - als 25 kHz

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als 25 kHz erforderlich, da sich die Situation, daß eine tragbare Einheit sich in unmittelbarer Nähe neben einem im Nachbarkanal arbeitenden Sender befindet und ein Signal von einem weiter entfernt gelegenen Sender im Nebenkanal empfangen will, nicht einstellt. Infolgedessen kann der Kanalabstand weniger als 25kHz betragen. Es mag jedoch in der Praxis vorkommen, daß Kanalabstände von mehr als 25 kHz auftreten, da Kanalabstände von 25 kHz für die Kanäle benachbarter Unterbezirke Verwendung finden. Die geographische Separation der einzelnen Unterbezirke ergibt einen zusätzlichen Schutz gegenüber Lagerungsstörungen, so daß die Kanalabstände wesentlich kleiner als 25 kHz sein können. Wenn beispielsweise drei verschiedene Prequenzgruppen FA, FB und FC verwendet werden und jede die Frequenzen FlA bis F7A, FlB bis F7B und FlC bis F7C* umfaßt, ist ein Frequenzabstand von nur einem Drittel von 25 kHz, also etwa 8,33 kHz, ausreichend. Damit ist ein Kanal eines bestimmten Unterbezirkes in einem Bezirk, z.B. des Unterbezirkes 10a, gegenüber dem entsprechenden Kanal in einem entsprechenden Unterbezirk, z. B. dem Unterbezirk 10b, eines anderen Bezirkes nur um 8,33 kHz verschoben. Der restliche Schutz gegenüber Lagerungs störungen ergibt sich aus der geographischen Separation zwischen den einzelnen Unterbezirken der verschiedenen Bezirke. Das Ergebnis dieser geographischen Organisation führt dazu, daß 21 Frequenzen für 21 verschiedene Unterbezirke vorhanden sind bei einem Frequenzspektrum von 75 kHz Bandbreite.

Dieselbe grundsätzliche Maßnahme kann für jede beliebige Anzahl von Unterbezirken Verwendung finden. Dies wird verwirklicht, indem man zuerst die Anzahl der Unterbezirke für jeden Bezirk bestimmt und das Frequenzspektrum für die Kanalgrundfrequenzen zuordnet. Dann wird das Frequenz-. Spektrum durch die Anzahl der Unterbezirke in jedem Bezirk dividiert, um den Kanalabstand zwischen den einzelnen Unterbezirken zu erhalten. Da die

- 26 -

Gleichkanal -

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Gleichkanal-Überlagerungsstörung zwischen Unterbezirken verschiedener Bezirke die Grenzen für die praktische Anwendung des Systems festlegt, muß die Anzahl der Bezirke mit unterschiedlichen Frequenzen festgelegt werden. Dies kann durch Messen der Ausbreitungs verhältnis se und durch Berechnung erfolgen. Wenn einmal die Anzahl der verschiedenen Bezirke bestimmt ist, kann der Frequenzabstand zwischen den Frequenzen benachbarter Bezirke bestimmt werden, indem das Spektrum der Kanalgrundfrequenzen durch die Gesamtzahl der Unterbezirke in allen verschiedenen Bezirken dividiert wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird für das Spektrum der Kanalgrundfrequenzen eine Bandbreite von 175 kHz benötigt,, wobei der Frequenzabstand zwischen den Unterbezirken eines Bezirks sich im vorliegenden Fall aus der Division von 175 kHz durch die Zahl 7 ergibt, was einem Frequenzabstand von 25 kHz entspricht. Der Kanalabstand zwischen den Frequenzen der Unterbezirke verschiedener Bezirke ergibt sich aus 175 kHz, dividiert durch 21, und ist 8, 33 kHz. Dabei wird von drei Bezirken mit je elf Unterbezirken ausgegangen. Es wurde festgestellt, daß dieses auf 21 Unterbe- · zirken beruhende Organisationssystem zu sehr guten Ergebnissen führt, obwohl auch andere Systeme möglich sind.

Für die bisherige Diskussion des Organisationsplanes wurde davon ausgegangen, daß die Unterbezirke aus sechseckigen Bereichen bestehen. Derartige gleichförmige Bereiche kommen jedoch nur im Idealzustand vor, wenn gleichförmige Übertragungseigenschaften vorhanden sind und keine Störungen durch Interferenzen mit anderen Quellen elektromagnetischer Strahlung auftreten. In der praktischen Ausführung variiert der Erfassungsbereich der Basis Stationen und Empfängerstationen sehr stark in Abhängigkeit von der Umgebung, so daß der Organisationsplan entsprechend den

- 27 - Notwendigkeiten,

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Notwendigkeiten, wie sie aus den Umgebungseinflüssen herleitbar sind, für die Aufstellung der Basisstationen und Empfängerstationen abgeleitet werden muß.

In Fig. 3 ist ein solcher Organisationsplan für einen praktischen Fall dargestellt. Die Bereiche 150, 152, 154, 156 und 158 kennzeichnen Stadtbezirke, wogegen sich der Restbereich aus Landbezirken und Vorstadtbezirken zusammensetzt. Die verschiedenen Stadtbezirke sind durch Straßen 160, 162, 164, 166 und 168 miteinander verbunden, wobei der Bereich 152 der größte und am dichtesten besiedelte Stadtbezirk ist. Infolgedessen befindet sich auch in diesem Bereich die höchste Konzentration bezüglich der Basis Stationen und Empfängerstationen, die durch Kreise bzw. Kreuze ge,-kennzeichnet sind. Der. Abstand zwischen den Basisstationen und den Empfängerstationen ist wegen der großen Axnzahl der Benutzer und der Abschirmung durch hohe im städtischen Bereich vorhandene Gebäude verhältnismäßig klein. Der Abstand zwischen den Stationen im nichtstädtischen Bereich bzw. im Bereich der kleinen Städte, wie z.B. im Bereich 156, ist wesentlich größer wegen der im Vergleich mit dem dichtbesiedelten städtischen Bereich günstigeren Ausbreitungsgeschwindigkeiten. Der Abstand kann auch größer sein wegen der geringeren Besiedlungsdichte, welche eine weniger häufigere Benutzung "der Frequenzen ermöglicht. Wenn sich die Anzahl der Benutzer in einem Bereich, wie z.B. dem Bereich 156, vergrößert, können weitere Stationen vorgesehen werden. Eine Verständigungsmöglichkeit ergibt sich auch längs der Straßen. So sind z.B. die Straßen 162 und 168 von in der Nähe angeordneten Basis Stationen und Empfänger Stationen erfaßt, wogegen die Straßen 160 und 164 von den die Stadtbereiche 152 und 150 bedienenden Netzwerken mit versorgt werden.

In Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm dargestellt, mit dessen Hilfe die Wirkungsweise des Funk-Telefonsystems gemäß der Erfindung erläutert wird. Aus diesem Zeitdiagramm ist die Folge der auftretenden Ereignisse entnehnabar,

28 wenn ein Ruf

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wenn ein Ruf an eine tragbare Einheit von einem stationären Telefon aus eingeleitet wird. Die am stationären Telefon gewählte Nummer wird in der Zentralstation 130 empfangen und erzeugt die der gewünschten tragbaren Einheit zugeordnete Adresse. Da das System im allgemeinen keine Möglichkeit bietet, festzustellen, wo die spezielle gerufene tragbare Einheit lokalisiert ist, wird die Adresse der tragbaren Einheit über alle Signalkanäle aller Basisstationen ausgesendet. Nach dem Aussenden der Adresse werden Instruktionen übertragen, die eine Antwort bei der angerufenen tragbaren Einheit auslösen. Die tragbare Einheit selektiert automatisch denjenigen Signalkanal, der sich mit dem in größter Signalstärke beaufschlagten Signalkanal paart, für die Rückantwort aus. Diese Folge von Ereignissen ist in der Zeile A gemäß Fig. 4 dargestellt. Entsprechend der Zeile B erwidert die tragbare Einheit, indem sie ihre Adresse und ein Bereitschaftssignal auf den abgehenden Kanal aussendet, der dem. ankommenden Kanal zugeordnet ist, in welchem das Signal mit größter Signalstärke empfangen wird. Diese Antwort wird vom System empfangen, wobei dieses anschließend feststellt, welche. Empfängerstation das Signal mit größter Signalstärke empfängt. Aufgrund dieser Information kann das System feststellen, in welchem Bereich sich die tragbare Einheit befindet, und kann ferner die Anweisungen über den Signalkanal aussenden, der diesem Bereich zugeordnet ist, um die tragbare Einheit auf die dem Sprachkanal in diesem Bereich zugeordnete Frequenz umzusehalten. Dieser Ablauf ist in Fig. 4, Zeile C, dargestellt. Die tragbare Einheit bestätigt den Empfang des Befehls, in-dem sie ihre Adresse und das Signal "Befehl ausgeführt" auf den zugeordneten Sprachkanal gemäß der Zeile D in Fig. 4 zurücksendet. Wenn das Signal "Befehl ausgeführt" empfangen wird, wird ein Rufsignal zu der tragbaren Einheit gemäß der Darstellung in Zeile E auf den zugeordneten Sprachkanal übertragen, um den Ruf auszulösen. Beim Inbetriebnehmen des Handapparates der tragbaren Einheit wird ein Signal erzeugt, das die Adresse der tragbaren Einheit und die Inbetriebnahme kennzeichnet, welches zurück zum System gesendet wird, um den Ruf, wie in Zeile F gemäß Fig. 4 dargestellt, zu beenden.

- 29 - · Die Folge der

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♦ SO -

Die Folge der Ereignisse, um von einer tragbaren Einheit aus einen Ruf auszulösen/ ist in Fig. 5 dargestellt. Diese Folge ist weniger komplex, da in einem solchen Fall keine Notwendigkeit besteht, die Adressensignale über den gesamten Bereich auszusenden, in demtragbare Einheiten lokalisiert sind. Die Folge der auftretenden Ereignisse beginnt gemäß der Zeile A, wenn die tragbare Einheit in Betrieb genommen wird, z. B. durch Abnahme eines Handapparates, oder durch Drücken der entsprechenden Betriebstaste. Dabei wird die Adresse der tragbaren Einheit und eine die Zuordnung eines Kanals fordernde Nachricht über den Signalkanal ausgesendet, der mit demjenigen Signalkanal gepaart ist, in welchem das Signal größter Signalstärke festgestellt wurde. Die· Kanalanforderung wird im System empfangen, welches feststellt, über welche Empfängerstation das Signal mit größter Signalstärke empfangen werden kann, und welche einen der Station in diesem Bereich zugeordneten Sprachkanal gemäß der Zeile B in Fig. 5 sowie einen Signalkanal der tragbaren Einheit zuordnet. Die Kanalzuordnung wird von der tragbaren Einheit bestätigt, indem diese ihre Adresse und die Forderung für einen Wählton auf dem zugeordneten Sprachkanal gemäß der Darstellung in Zeile C der Fig. 5 aussendet. Die Basisstation erwidert auf dem Sprachkanal, indem sie einen Wählton gemäß der Zeile D in Fig. 5 anlegt und damit das System in die Wählbereitschaft bringt. Die Wählinformation wird durch Drücken von Knöpfen an.der tragbaren Einheit aufgegeben, die die standardisierten Ruftonfrequenzen auslösen. Diese Ruftonfrequenzen werden von dem stationären Leitungsnetzwerk empfangen und in herkömmlicher Weise verarbeitet, um die Rufsignale auszulösen. Entsprechend der bestimmten gewählten Nummer werden die Empfängerstation sowie die Basisstation, welche mit der tragbaren Einheit in Nachrichtenverbindung stehen, an das stationäre Telefonnetz oder an eine andere Basisstation sowie Empfängerstation angeschaltet, um die Nachrichtenverbindung mit der trag-

baren Einheit herzustellen.

30 In den Fig. 6 bis 9

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• 3/f·

In den Fig. 6. bis 9 sind Blockschaltbilder dargestellt, aus denen der Aufbau der Basisstationen sowie der tragbaren Einheiten als auch die Zwischenverbindungen und die dafür benötigte Logik hervorgehen. In Fig. 6 ist eine Empfängerstation dargestellt, wie sie z.B. als Empfängerstation 110 gemäß Fig. 2 Verwendung finden kann. In einem Hauptoszillator 200 wird eine stabile Bezugsfrequenz für eine Vielzahl von Synthese-Vorrichtungen 202 erzeugt. Jede Synthese-Vorrichtung erzeugt ein Oszillatorsignal für einen der Vielzahl der Empfänger 204, der mit der entsprechenden Synthese-Vorrichtung verbunden ist. Jeder Empfänger wird auf den Empfang von Signalen über den Signalkanal sowie den Sprachkanal entsprechend der Zuordnung zu dem Unterbezirk, in welchem sich die Empfangsstation befindet, abge-, stimmt. Die Signale werden über eine Antenne 206 empfangen und an einen M ehrfach-Koppelverstärker 208 angelegt, der die empfangenen Signale den einzelnen Empfängern 204 zuführt. Die Ausgänge der Empfänger 204 sind mit einer Um schalt einheit 210 verbunden, die die Ausgangs signale von den Empfängern 204 auf Drahtleitungen 209 aufschaltet, die zu den Empfängerstationen und den Basis Stationen führen. Ein Empfänger und Detektor 212 für die Signalstärker * enthält von jedem der Empfänger 204 eine Information, die die Signalstärker des zugeordneten empfangenen Signals kennzeichne^ und verschlüsselt diese Information, um ein die Signalstärke kennzeichnendes Signal zu schaffen, das eine Bandbreite aufweist, welche mit der verfügbaren Bandbreite einer Telefonleitung verträglich ist. Die Ausgänge des Empfängers und Detektors 212 für die Signalstärke sind mit der Umschalteinheit 210 verbunden, über welche die die Signalstärke kennzeichnenden Signale an eine Datenleitung 211 für die Übertragung zur Basisstation angelegt werden.

In Fig. 7 ist das. Blockdiagramm einer Bas is station dargestellt, wie sie z* B. als Basisstation 102 gemäß Fig. 2 Verwendung finden kann. Die Basis-

- 31 - station enthält

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station enthält eine Vielzahl von Empfängern, die den Empfängern der Stationen gemäß Fig. 6 entsprechen. Die Empfänger sind durch die Blöcke 200a, 202a, 204a und 2o8a gekennzeichnet, die Funktionen entsprechend den Blöcken, 200, 202, 204 und 208 gemäß Fig. 6 ausführen. Zusätzlich zu der Versorgung der Empfänger 204a mit den lokalen Oszillatorsignalen liefern die Synthese-Vorrichtungen 2.02a Referenzsignale für eine Vielzahl von Erregerstufen 214, die damit verbunden sind. Jedes Oszillatorsignal, das an einen Empfänger 204a angelegt wird, ist mit einem Begleitsignal gepaart, das an eine der Erregerstufen 214 angelegt wird, um einen kompletten Duplex-Kanal zu schaffen. Die Aus gangs signale der Erregerstufen 214 werden einem gemeinsamen Leistungsverstärker 216 zugeführt, der alle Signale von den Erregerstufen auf ein Niveau anhebt, das für die Übertragung geeignet ist.

Wegen des Gesamtaufbaus des Systems, wonach jede tragbare Einheit das Signal mit größter Signalstärke in seinem Bezirk empfängt, ist es zweckmäßig, einen gemeins ana en Leistungsverstärker zu haben, da die erzeugten Intermodulationskomponenten immer kleiner als die Amplitude des gewünschten empfangenen Signals sind. Bei den bekannten Systemen, bei welchen die Sprachkanäle auf der Basis ihrer geographischen Anordnung und nicht auf der Basis der Signalstärke zugeordnet wurden, war diese Beaufschlagung mit dem jeweils das stärkste Signal liefernden Sprachkanal nicht gewährleistet, so daß separate Leistungsverstärker benutzt werden mußten, um die Erzeugung von Intermodulationskomponenten zu verhindern, welche möglicherweise die von den tragbaren Einheiten empfangenen Signale bezüglich ihrer Signalstärke übersteigen.

Das Ausgangs^ignal des gemeinsamen Leistungsverstärkers 216 wird einer Frequenzweiche 218 zugeführt, die das verstärkte Signal an eine Antenne 220 zur Abstrahlung anlegt. Die Frequenzweiche 218 ist ebenfalls mit dem Mehrfach-Koppelverstärker 208a verbunden, um die über die Antenne

oo empfangenen

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•33-

empfangenen Signale diesem Verstärker zuzuführen.

Das Ausgangssignal des Mehrfach-Koppelverstärkers 208 wird auch an einen Abtastempfänger 222 angelegt, der alle aktiven Sprachkanäle abtastet, um die Ortsinformation über die lokale Verteilung der aktiven tragbaren Einheiten festzustellen, wie vorausstehend erläutert wurde. Der Abtastempfänger 222 wird von einer Synthese-Vorrichtung 224 aus abgestimmt, die mit dem Empfänger verbunden ist und das lokale Oszillatorsignal anlegt. Mit Hilfe einer Abtaststeuerung 226 wird periodisch die Ausgangsfrequenz der Synthese-Vorrichtung 224 geändert, um zu veranlassen, daß der Abtastempfänger 222 alle aktiven Sprachkanäle abtastet. Die abzutastenden Kanäle werden durch Signale festgelegt, die von einer Umschaltsteuerung 228 .geliefert werden und auf einem von der Zentralstation 130 gelieferten Signal basieren. Diese Zentralstation überwacht die aktiven Sprachkanäle. Ein Ausgangssignal, z.B. in Form eines Begrenzerstromes oder eines Squelch-Signals, wird an einen logarithmischen Verstärker 230 angelegt, der mit dem Abtastempfänger verbunden ist. Das Ausgangssignal dieses logarithmischen Verstärkers wird der Umschaltsteuerung 228 zugeführt, welche das die Signalstärke kennzeichnende Signal von dem logarithmischen Verstärker 230 zur Zentralstation 13.0 überträgt, damit diese den Ort der aktiven tragbaren Einheit lokalisiert.

Die von den Verstärkern 204a empfangenen, die Signalstärke kennzeichenenden Signale werden an einen Detektor 232 zur Feststellung der Signalstärke angelegt, der ebenfalls auch die Information über die Signalstärke von den übrigen Empfängerstationen empfängt. Dieser Detektor 232 ermittelt das Signalniveau der einzelnen Signale, welche von den verschiedenen Empfängern in der Basisstation und den Empfängerstationen empfangen wurden, und erzeugt einen Ton, der den Erregerstufen 214 zugeführt wird, um die Erregerstufe zu modulieren, die dem empfangenen Kanal mit dem höchsten empfangenen Leistungspegel zugeordnet ist. Dieser Ton wird über

- 33 - den Kanal

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den Kanal ausgesendet, der dem empfangenen Kanal mit dem höchsten Leistungspegel zugeordnet ist, und bewirkt, daß die angesprochene transportable Einheit ihre Ausgangsleistung auf ein annehmbares Niveau absinkt. In Fig. 8 ist das Blockdiagramm einer Zentralstation 130 dargestellt. Die ankommenden Leitungen 131 sind die Verbindungen zu einem stationären Telefonnetzwerk, das über ein Umschaltnetzwerk 232 mit einem Rechner 234 verbunden ist. Der Rechner formt die über die Telefonleitungen 131 ankommenden Zählimpulse bzw. Zähltöne in die entsprechenden Adressen für die tragbaren Einheiten um, wobei die hierfür benötigten Informationen aus einem Speicher 236 entnommen werden. Diese gespeicherten Informationen enthalten die Adressen aller tragbaren Einheiten in dem erfaßten Bereich und die Adressen anderer Bereiche, mit welchen gelegentlich Nachrichtenverbindungen aufgenommen werden. Die Adressen werden den verschiedenen Basisstationen über Datenleitungen sowie Modulator-Demodulator stuf en 238 zugeführt, um das Rufen einer tragbaren Einheit zu ermöglichen. Die Information von den Basisstationen umfaßt Daten, die die Signalstärke der in den Empfängerstationen empfangenen Signale sowie an den Empfängern der Basisstationen kennzeichnen. Ferner wird die Adressen- und Signalinformation über diese Leitungen 240 empfangen, die von den tragbaren Einheiten ausgesandt wird. Die empfangene Information wird dem Rechner 234 zugeführt, der das Umschaltnetzwerk 232 steuert, um die Telefonleitungen 131 mit den geeigneten und zugeordneten Sprachleitungen 242 zu den Basisstationen zu verbinden. An einem Schaltpult sind Einrichtungen vorgesehen, um Adressen in den Speicher eingeben zu können bzw. in diesem löschen zu können, und ferner um in die Funktionen des Rechners eingreifen zu können.

In Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer tragbaren Einheit dargestellt, wie sie z.B. der tragbaren Einheit 132 gemäß Fig. 2 entspricht. Der Empfängerteil der tragbaren Einheit enthält mehrere Blocks, die in konventioneller

- 34 - Weise auf ge-

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Weise aufgebaut sind und einen HF-Empfänger 250, einen ersten Mischer 252, einen ersten ZF-Verstärker 254, einen zweiten Mischer 256 sowie einen Überlagerungsoszillator 258 und ferner einen zweiten ZF-Verstärker 260, einen Diskriminator 262, einen NF-Verstärker 264 und einen Kopfhörer 266 umfassen, die alle in herkömmlicher Weise arbeiten. Der Sendeteil enthält ebenfalls mehrere konventionelle Blöcke, die einen Leistungsverstärker 268, eine .Driverstufe 270, eine Dopplerstufe 272 und eine Verdreifacherstufe 274 enthalten. Eine Antenne 276 ist mit einer Frequenzweiche 278 verbunden, die ihrerseits mit dem HF-Verstärker 250 und dem Leistungsverstärker 268 verbunden ist, um Signale von der Antenne 276, dem HF-Verstärker 250 einerseits, und andererseits die abzustrahlende Energie von dem Leistungsverstärker 268 zur Antenne 276 zu übertragen.'

Ein Detektor 280 zur Feststellung der Signalstärke ist mit dem zweiten ZF-Verstärker 260 des Empfängers verbunden, um die Signalstärke der empfangenen Signale festzustellen, wenn der Empfänger die Signalkanäle abtastet. Die Angaben des Detektors 280 werden einer Überwachungseinheit 282 zugeführt und darin gespeichert. Eine Frequenz-Synthesestufe 284 ist mit der Überwachungseinheit 282 und mit der Verdreifacher stufe 274 des Senders verbunden. Die Frequenz-Synthesestufe 284 ist ferner über einen Vervielfacher 286 mit dem ersten Mischer 252 verbunden und liefert eine Überlagerungs frequenz für den Empfänger. Die Überwachungs einheit 282 bewirkt, daß die Frequenz-Synthesestufe ihre Frequenz ändert und den Empfänger veranlaßt, die verschiedenen Signalfrequenzen abzutasten und entsprechend einem geeigneten Befehl, wie vorausstehend beschrieben, die Frequenz des Senders und Empfängers <auf die ankommende Signal- oder Sprachfrequenz abzustimmen, die der Frequenz des mit größter Signalstärke empfangenen Signales zugeordnet ist.

Die Uberwachungseinheit 282 ist auch rtiit dem Diskriminator 262 ver-

- 3.5 - bunden und

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bunden und empfängt die von den Basisstationen aus gesendeten Töne, welche anzeigen, daß durch die Basisstation oder die Empfängerstationen Signale zu großer Leistung empfangen werden. Nach dem Empfang eines solchen Tones durch den Diskriminator 262 legt die Uberwachungs einheit 282 ein Signal an eine automatische Ausgangs Signalsteuerung 290, welche graduell die Ausgangsleistung der Driverstufe 270 verringert, bis die Aussendung des Steuertones aufhört. Am Ende der Aussendung des Steuertones beginnt die automatische Aus gangs Signalsteuerung 290 die Ausgangsleistung der Driverstufe 270 graduell so lange zu vergrößern, bis erneut eine zu große Leistung festgestellt wird, womit die Steuerungsfolge sich erneut wiederholt.

Ein Mikrofon 292 ist mit einem NF-Verstärker sowie einer Schwundsteuerung 294 verbunden, die ihrerseits eine sprachgesteuerte Sendersteuerung 296 ansteuert. Diese Steuerung überwacht das Ausgangssignal des Verstärkers 294 auf das Vorhandensein von Signalen vom Mikrofon 292 bzw. auf das Vorhandensein von Tönen, wie sie vom Tongenerator 298 geliefert werden. Die Sendersteuerung schaltet den Sender nur beim Anliegen dieser Signale ein und schaltet den Sender andererseits bei Sprechpausen zum Sparen von Batterieleistung ab.

Die Uberwachungs einheit 282 ist auch mit den NF-Verstärkern 264 und verbunden, um diese abzuschalten, wenn kein Ruf empfangen bzw. ausgelöst wird, was durch ein Signal vom Diskriminator 262 oder von einer Betriebstaste 300 aus angedeutet wird. Diese Betriebstaste 300 hat dieselbe Funktion wie der Gabelkontakt eines normalen Telefonapparates und schaltet den Sender ein, um seine Adresse auszusenden, wenn ein Ruf durch die

tragbare Einheit ausgelöst wird. ;·

Obwohl vorausstehend nur ein Ausführungsbeispiel zur Verwirklichung

der Erfindung _ 36 -

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der Erfindung beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß auch
weitere Ausführungsmöglichkeiten gegeben sind, die im Rahmen des fachmännischen Wissens zur Verwirklichung der Erfindung geeignet sind.

- 37 - Patentansprüche

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Claims (14)

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1. j Funk-Telefonsystem mit tragbaren bzw. mobilen Einheiten, gekennzeichnet durch eine erste Basisst'ation mit einem Sender zum gleichzeitigen Aussenden von Signalen auf einem ersten abgehenden Signalkanal und einer Vielzahl von ersten abgehenden Informations- oder Sprachkanälen, wobei die vom Sender abgestrahlte Energie in einem ersten bestimmten Erfassungsbereich empfangbar ist;

eine Vielzahl von ersten Empfängerstationen, die der ersten Basisstation zugeordnet sind, wobei der Empfangsbereich der Empfänger dieser Empfängerstationen kleiner als der erste Erfassungsbereich der Basis station ist und die einzelnen Empfängerstationen derart lokalisiert sind, daß sich zumindest ein Teil des Empfangsbereichs mit dem ersten Erfassungsbereich überlappt, und wobei die Empfangsstationen mit Empfangseinrichtungen zum gleichzeitigen Empfang von Signalen auf einem ersten ankommenden, mit einem ersten abgehenden Signalkanal gepaarten Signalkanal sowie mit einer Vielzahl von ersten ankommenden Sprachkanälen versehen sind, von denen jeder mit einem entsprechenden ersten abgehenden Sprachkanal gepaart ist;

ein Verknüpfungssystem, das die erste Basisstation mit den ersten Empfängerstationen verbindet und Einrichtungen umfaßt, um die in den Empfängerstationen empfangenen Signale bezüglich ihrer Signalstärke zu vergleichen und die Empfängerstation, in welcher

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das Signal mit größter Signalstärke auf dem ersten ankommenden Signalkanal empfangen wird, mit der ersten Basis station zur elektrischen Kommunikation zu verbinden; zumindest eine zweite Basisstation mit einem Sender, der mit seiner abgestrahlten Energie einen" zweiten Erfassungsbereich überdeckt und Einrichtungen enthält, um gleichzeitig Signale auf einem zweiten'abgehenden Signalkanal und einer Vielzahl von zweiten abgehenden Sprachkanälen auszusenden; eine Vielzahl von zweiten Empfängerstationen, die der zweiten Basisstation zugeordnet sind und jeweils einen zweiten bestimmten Empfangsbereich haben, der kleiner als der zweite Erfassungsbereich ist, und welche derart räumlich angeordnet sind/ daß zumindest ein Teil des jeweils zweiten Empfangsbereichs mit einem Teil des zweiten Erfassungsbereiches überlappt, wobei zumindest eine der zweiten Empfängerstationen räumlich derart angeordnet ist, daß zumindest ein Teil des zweiten Empfangsbereiches mit einem Teil des ersten Erfassungsbereiches überlappt und die zweiten Empfängerstationen Empfangseinrichtungen zum gleichzeitigen Empfangen von auf einem zweiten ankommenden, mit einem zweiten abgehenden Signalkanal gepaarten Signalkanal übertragenen Signalen sowie eine Vielzahl von zweiten abgehenden Sprachkanälen umfassen, von denen jeder mit einem zweiten ankommenden Sprachkanal gepaart ist; und durch ein Verknüpfungssystem, das die zweite Basisstation mit den zweiten Empfängerstationen verbindet und Einrichtungen umfaßt, um die Größe der Signalstärke der von den zweiten Empfängerstationen empfangenen Signale durch Vergleich festzustellen und die elektrische Kommunikation der Empfänger station, in welcher das Signal mit größter Signalstärke empfangen wird, mit der zweiten Basisstation über den zugeordneten Signalkanal herzustellen.

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2, Telefonsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest eine tragbare Einheit mit einem tragbaren Sender versehen ist, dessen Erfassungsbereich kleiner als der Erfassungsbereich der Sender der ersten und zweiten Basisstationen ist, daß der Sender der tragbaren Einheit auf eine Betriebsfrequenz abstimmbar ist, um Signale über den Signalkanal bzw. die Sprachkanäle auszusenden, daß die tragbare Einheit mit einem Empfänger ausgerüstet ist, der auf eine Betriebsfrequenz zum Empfangen eines Signals auf einem ankommenden Signalkanal bzw. einem Sprachkanal einstellbar ist, daß der Empfänger mit Abtasteinrichtungen versehen ist, um nacheinander die über die Signalkanäle ausgesandten Signale zu empfangen und einem Detektor zuzuführen, der die Größe der Signalstärke des empfangenen Signales feststellt, daß mit dem Sender der tragbaren Einheit und dem Detektor für die Signalstärke eine Logikschaltung gekoppelt ist, die in Abhängigkeit von dem Signal mit größter Signalstärke die Betriebsfrequenz des Senders der tragbaren Einheit auf die Frequenz des ankommenden Signalkanales-mit einem Signal größter Signalstärke einstellt und diesen Signalkanal mit dem abgehenden Signalkanal paart.

3. Telefonsystem' nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungssystem eine Steuereinrichtung umfaßt, die bewirkt, daß die Basisstation, welche mit der das Signal mit größter Signalstärke empfangenden Empfängerstation über die Signalfrequenz in Verbindung steht, veranlaßt, ein Signal auf der zugeordneten Signalfrequenz zur tragbaren Einheit zu übertragen, um einen ankommenden Sprachsignalkanal, über welchen das Signal mit größter 'Signalstärke empfangen wird, einem abgehenden Sprachkanal in der tragbaren Einheit zuzuordnen.

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4. Telefonsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die tragbare Einheit auf das von der Basisstation empfangene Signal anspricht, um die Betriebsfrequenz des Senders und des Empfängers der tragbaren Einheit entsprechend zu ändern.

5. Telefonsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Basisstation mit einem Sender versehen ist, der die Signalstärke der von der tragbaren Einheit über den Sprachkanal empfangenen Signale feststellt.

6. Telefonsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge-* kennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Vergleichen der Signalstärke der über die Sprachkanäle in der Basisstation empfangenen Signale vorhanden ist, um die geographische Lage der tragbaren Einheit festzustellen, und um dem ankommenden Sprachkanal einen abgehenden Sprachkanal für die Kommunikation mit der Empfängerstation zuzuordnen, die der tragbaren Einheit am nächsten liegt.

7. Telefonsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennz eichnet,

daß die Einrichtung zum Vergleichen der Signalstärke die Amplitude der über jeden Empfänger der Empfängerstationen mit einem bestimmten Pegel empfangenen Signale vergleicht und veranlaßt, daß der Sender, der mit einer Empfängerstation in Verbindung steht, die ein Signal mit einer Amplitude über dem vorgegebenen Pegelwert empfängt, ein Regelsignal an die tragbare Einheit aussendet, um deren Ausgangsleistung zu verringern.

8. Telefonsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Empfänger und

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dem Sender der tragbaren Einheit eine Ausgangssignalsteuerung verbunden ist, die auf das Regelsignal anspricht, um die Ausgangsleistung des Senders der tragbaren Einheit entsprechend zu verändern.

9. Telefonsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis Stationen und die Empfängerstationen über Telefonleitungen an ein stationäres Telefonsystem angeschlossen sind, und daß die tragbare Einheit mit Einrichtungen versehen ist, um Wählimpulse bzw. Wähltöne zu erzeugen, die zum Anwählen eines Telefonanschlusses im stationären Telefonsystem geeignet sind.

10. Telefonsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die tragbare Einheit ein Mikrofon und eine sprachgesteuerte Regelschaltung umfaßt, die mit dem Mikrofon und dem Sender der tragbaren Einheit verbunden ist, um den Sender in Abhängigkeit von über das Mikrofon aufgenommenen Sprachsignalen in Betrieb zu setzen.

11. Telefonsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung eine Frequenz-Synthese-Vorrichtung umfaßt.

12. Telefonsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Basisstation in einem bestimmten ersten geographischen Bereich angeordnet ist und auf jedem der abgehenden ersten Kanäle mit einer bestimmten Trägerfrequenz arbeitet, die gegenüber benachbarten Kanälen einen bestimmten Frequenzabstand hat, daß die zumindest zweite Basisstation in einem zweiten bestimmten geographi-

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sehen Bereich neben dem ersten geographischen Bereich angeordnet ist und in jedem abgehenden zweiten Kanal mit einer bestimmten Trägerfrequenz arbeitet, die von den Trägerfrequenzen der ersten abgehenden Kanäle verschieden ist, wobei die einzelnen Trägerfrequenzen der zweiten abgehenden Kanäle jeweils zumindest den ersten bestimmten Frequenzabstand voneinander haben, wobei die Trägerfrequenzen der zweiten abgehenden Kanäle gegenüber den Trägerfrequenzen der ersten abgehenden Kanäle um zumindest den ersten Frequenzabstand versetzt sind, daß ferner eine dritte Basisstation vorhanden ist, die in einem dritten bestimmten geographischen Bereich liegt, der zu dem ersten geographischen Bereich nicht benachbart ist, daß die dritte Basisstation einen Sender zum Aussenden von Signalen auf einer Vielzahl von dritten abgehenden Kanälen umfaßt, wobei diese dritten abgehenden Kanäle mit einer bestimmten Trägerfrequenz arbeiten, die verschieden von den Trägerfrequenzen der ersten und zweiten abgehenden Kanäle ist,' und die Trägerfrequenzen der einzelnen dritten Kanäle zumindest gegeneinander um den ersten bestimmten Frequenzabstand und gegenüber den Trägerfrequenzen der zweiten und dritten abgehenden Kanäle um einen zweiten bestimmten Frequenzabstand versetzt sind, der kleiner als der erste bestimmte Frequenzabstand ist.

13. Telefonsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Basis station in einem vierten bestimmten geographischen Bereich angeordnet ist, der zu dem. ersten geographi- , sehen Bereich nicht benachbart ist, daß der vierte geographische Bereich gegenüber dem ersten geographischen Bereich um einen bestimmten geographischen Abstand versetzt ist, der größer als. der Abstand zwischen dem ersten und dritten geographischen Bereich ist, und daß die vierte Basis station Einrichtungen umfaßt, um Signale auf zumindest einem der abgehenden Kanäle der ersten Basisstation

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auszusenden.

14. Telefonsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennz eich

net, daß der erste bestimmte Frequenzabstand 25 kHz und der zweite bestimmte Frequenzabstand 8, 33 kHz ist.

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