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Dokumentenidentifikation DE102006022697A1 22.11.2007
Titel Schnurlose Telefonanlage
Anmelder CCT Telecom (HK) Ltd, Fo Tan, Shatin, HK
Erfinder Müller, Karl-Heinz, Fo Tan, Shatin, HK
Vertreter Maryniok und Kollegen, 96317 Kronach
DE-Anmeldedatum 16.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006022697
Offenlegungstag 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse H04Q 7/26(2006.01)A, F, I, 20060516, B, H, DE
Zusammenfassung Schnurlose Telefonanlage, bestehend aus einer Feststation und mindestens einer Mobilstation, welche Fest- und Mobilstation nach dem Beenden eines Telefonats in einen Standby-Betrieb umschalten und in festen Zeitabständen miteinander korrespondieren und jede Mobilstation in der Feststation angemeldet und von dieser adressierbar ist, wobei sowohl die Fest- als auch die Mobilstation je eine Empfänger- und eine Sendeschaltung aufweisen. Die Sendeleistung des Sendeverstärkers ist mindestens in der Feststation in Abhängigkeit von der Anzahl der angeschlossenen Mobilstation einstellbar.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine schnurlose Telefonanlage mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine Telefonanlage der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise eine nach dem DECT-Standard (Digital European Cordless Telecommunications) ausgelegte Telefonanlage. Das System ist durch ETS 300 175 normiert. Mit einer solchen Telefonanlage können Telefongespräche geführt und Daten übertragen werden. Durch die festgelegten Sendeleistungen liegen die Reichweiten zwischen Feststation und Mobilstation innerhalb von Gebäuden zwischen 20 m und 50 m und außerhalb bis zu 300 m. Der DECT-Standard ist multizellenfähig und unterstützt Verfahren wie Roaming und Handover. Ebenso sind Übergänge in das ISDN realisiert. Eine hohe Sprachqualität wird aufgrund der verwendeten Codierung ADPCM (Adaptive Pulse Code Modulation) erzielt. Der Frequenzbereich liegt europaweit zwischen 1.880 MHz und 1.900 MHz mit 10 Trägerfrequenzen bei 1,8 MHz Bandbreite pro Träger. Als Übertragungsverfahren werden das TDMA-(Time Division Multiple Access) Verfahren und das TDD-(Time Division Duplex) Verfahren verwendet. Jede Trägerfrequenz arbeitet mit 12 Duplex- bzw. 24 Simplex-Übertragungskanälen; insgesamt also 120 Übertragungskanäle bidirektional. Durch Zeitmultiplexverfahren können mehrere Mobilgeräte gleichzeitig mit einer Basisstation und untereinander kommunizieren. Auch können Mobilteile an mehreren Basisstationen angemeldet werden und sind dann über verschiedene Rufnummern erreichbar. Die Funktion wird mit „Multilink" bezeichnet und überwiegend bei schnurlosen Telekommunikationsanlagen verwendet. Die Grundlage für alle Sprachanwendungen in DECT sind bei GAP (Generic Access Profile) festgelegt. Durch die verwendeten Zugriffsverfahren ist eine hohe Übertragungssicherheit gegen Abhören gegeben. Für die Datenübertragung ist die Möglichkeit von Kanalbündelungen mit n × 24 kbit/s bis auf max. 552 kbit/s gegeben.

Die Basisstation ist mit dem öffentlichen Telekommunikationsnetz oder einem privaten Telefonnetz, beispielsweise über ISDN, verbunden. Die Basisstation weist in der Regel ein Ladefach für eine Mobilstation auf, die zu diesem Zweck in das Ladefach gelegt oder gestellt wird. Über Kontakte werden die Akkumulatoren in der Mobilstation aufgeladen. Neben dem schnurlosen Telefon, dem Handy, können bei einigen Basisstationen auch schnurgebundene weitere Telekommunikationsendgeräte angeschlossen werden. Die Basisstation verfügt mindestens über eine Stromversorgung, ein angeschlossenes oder integriertes Ladegerät für die Akkumulatoren in der Mobilstation, einen Tonruf, ein DECT-Digitalteil und ein HF-Teil mit einer Empfängerschaltung und einer Sendeschaltung, um mit der angeschlossenen oder den angeschlossenen adressierbaren Mobilstationen korrespondieren zu können. Die Sendeleistung ist ≤ 250 MWatt, meist 10 MWatt je Mobilstation und Feststation. Die Mobilstationen weisen in der Regel den gleichen Grundaufbau auf. Sie verfügen darüber hinaus über die notwendige Tastatur, das Display und den Analogteil, um die Sprachkorrespondenz durchführen zu können.

Nach einem Telefonat oder einer Datenübertragung werden die Feststation und das mit der Feststation korrespondierende Mobilteil in den Standby-Betrieb versetzt. In diesem Zustand ist dafür Sorge getragen, dass in definierten Zeitabständen Trägersignale übertragen werden, was zu einer fortlaufenden Leistungsabgabe führt. Dies führt zu einem relativ hohen Stromverbrauch. Des Weiteren wird es als unangenehm empfunden oder kann auch zu Störungen anderer Geräte führen, wenn die Basis- und Mobilstationen mit der relativ hohen, nicht benötigten Leistung gefahren werden, um die Mobilteile in einer größeren Entfernung ansprechen zu können, wie dies in der Norm vorgesehen ist.

Gemäß der Norm ist festgelegt, dass die Basisstationen mit den Mobilstationen in festen Zeitabständen korrespondieren müssen, um eine Synchronisation aller Stationen mit der Basisstation sicherzustellen. Hierzu wird in festen Zeitabständen ein Trägersignal mit voller Leistung (zugelassen bis zu +25 dBm) an alle Mobilteile gesendet. Damit wird sichergestellt, dass die Mobilteile frequenzsynchron mit der Basis sind und somit jederzeit ein Telefongespräch geführt werden kann, ohne erst auf eine Synchronisation beim Aufbau einer Funkstrecke zwischen der Basisstation und dem Mobilteil warten zu müssen. Die Erfindung ist aber nicht auf DECT-Telefonanlagen beschränkt.

Aus der DE 40 01 810 C2 ist eine Energiesparschaltung in einer mobilen Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einer festen Empfangs-/Sendestation bekannt, bei der in der Mobilstation eine elektrische Schalteinrichtung vorgesehen ist, die beim Einschalten der Vorrichtung diese auf Sendebetrieb schaltet und die Steuerspannungswelle zunächst abschaltet, wobei die Steuerspannung auf ein solches Potenzial gelegt wird, dass der Endverstärker der Sendeschaltung voll aufsteuert. Die Steuerspannungserzeugungsschaltung wird erst dann angeschaltet, wenn die Vorrichtung über die Schalteinrichtung auf Empfangsbetrieb geschaltet ist. Die Stromversorgungsquelle wird nach dem Einschalten an die Sendeschaltung über einen durch phonetische Laute steuerbaren Umschalter angeschaltet, der von der Erkennungsschaltung gesteuert wird, die beim Erfassen eines in die Sprechkapsel oder das Mikrofon der Vorrichtung eingegebenen bestimmten oder unbestimmten Lautes ein Schaltsignal abgibt. Das Schaltsignal bleibt während einer vorbestimmten Zeitdauer aufrecht und ist durch weitere Laute verlängerbar.

Der Erfindung liegt ausgehend vom dargestellten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die Sendeleistung sowohl in der Fest- als auch in der Mobilstation wesentlich zu reduzieren, insbesondere dann, wenn kein Telefonat geführt wird oder keine Datenübertragung erfolgt.

Gelöst wird die Aufgabe durch Ausgestaltung mindestens der Feststation entsprechend der im Anspruch 1 angegebenen Lehre.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass dann, wenn beispielsweise mit einer Feststation nur eine einzelne Mobilstation gekoppelt ist, die Mobilstation sich in der Regel im näheren Umfeld der Feststation befindet, da sie ja auch dort zur Aufladung der Akkumulatoren in ein Ladefach einlegbar ist. Bei geringeren Strecken zwischen der Feststation und der Mobilstation wird die üblicherweise vorhandene und abgestrahlte Sendeleistung nicht benötigt, um die Kommunikation sowohl im Standby-Betrieb als auch im normalen Telefonbetrieb aufrecht zu erhalten. Die Sendeleistung könnte also wesentlich reduziert werden. Dies führt nicht nur zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs des Mobilteils, sondern auch zu einer Reduzierung der Strahlungsintensität der Sendestufen sowohl in der Feststation als auch in dem Mobilteil. Stellt also die Feststation fest, dass nur ein einziges Mobilteil angeschlossen ist, so bewirkt der in der Feststation enthaltene Mikroprozessor anhand eines eingeschriebenen Programms, dass die Sendeleistung gegenüber der normgemäßen wesentlich herabgesetzt wird. Das Trägersignal, das in den festen Zeitabständen gesendet wird, kann dabei im Pegel um 50% bzw. um nahezu 70 dBm reduziert werden.

Die Auswerteschaltung in der Feststation, ermittelt also nach der Erfindung zunächst, wie viele Mobilstationen angeschlossen sind, und reduziert dann beispielsweise anhand einer eingegebenen Tabelle die Sendeleistung anhand der Anzahl von Mobilstationen auf ein fiktives Minimum. Hierzu kann als Auswerteschaltung auch der Mikroprozessor der Basisstation verwendet werden. Mit dieser Sendeleistung wird die Kommunikation sichergestellt. Die Sendeleistungseinstellung erfolgt also in Abhängigkeit von der Anzahl der angemeldeten Mobilstationen. Sind mehrere Mobilteile angemeldet, so wird die Sendeleistung des ausgesendeten Trägersignals auf bestimmte Werte reduziert, die zwischen der geringsten Sendeleistung für nur eine Mobilstation und der maximalen Ausstattung, beispielsweise mit 6 Mobilstationen, liegt. Ist nur ein Mobilteil angemeldet und befindet sich das Mobilteil beispielsweise auf der Ladeschale im Ruhezustand bzw. Standby-Zustand, dann wird die HF-Leistung beispielsweise um ca. 70 dBm reduziert, wobei die Synchronisierung zwischen Mobilteil und Basisteil gerade noch funktioniert, um zu einem späteren Zeitpunkt bei einem Anruf die Kommunikation ohne Zeitverzögerung herzustellen oder einen Verbindungsaufbau von der Mobilstation aufbauen zu können. Sobald ein Anruf eingeht und das Mobilteil von der Ladeschale abgenommen oder eingeschaltet wird, wird die Sendeleistung auf 50% erhöht. Sind mehrere Mobilteile angemeldet, dann schaltet die Basis automatisch z.B. auf 50% Sendeleistung des Trägersignals oder einem anderen Wert aus der Tabelle um, um die Kommunikation des Mobilteils und der Basisstation sicherzustellen.

Die Sendeleistung der Mobilstation kann in gleicher Weise reduziert oder durch ein Steuersignal gesteuert werden, das von der Basisstation übertragen wird, wobei dieses Steuersignal in Abhängigkeit von der Anzahl der Mobilstationen ebenfalls festgelegt sein kann, um zwischen den Mobilstationen kommunizieren zu können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch die Sendeleistung zusätzlich in Abhängigkeit von der Entfernung der am weitesten entfernten Mobilstation eingestellt oder regelbar ausgeführt sein. Zu diesem Zweck kann in der Feststation eine die Empfangsfeldstärke eines von einer Mobilstation empfangenen Signals feststellende Feldstärkemesseinrichtung vorgesehen sein, die die Feldstärke des Signals misst und den Wert zur Auswertung dem Mikroprozessor zur Verfügung stellt, der in Abhängigkeit von der Anzahl und der Mobilstation und deren Entfernung die Einstellgröße für die Sendestufe in der Feststation und/oder in den Mobilstationen festlegt, um den Verstärkungsfaktor des Endverstärkers zu bestimmen.

Es kann auch in jeder Mobilstation eine Feldstärkemesseinrichtung vorgesehen sein, um durch Messen der Feldstärke die Sendeleistung der Mobilstation an die Entfernung zur Basisstation anpassen zu können, wobei immer das Bestreben ist, die niedrigsten Sendeleistungen zur Anwendung zu bringen. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch der Standby-Betrieb und die normale Nutzungsdauer einer Mobilstation wesentlich verlängert werden können.

Die Feststation kann auch ein Signal an jede adressierte Mobilstation zur Steuerung der Sendeleistung der Mobilstation in Abhängigkeit von der Mindestfeldstärke zur Steuerung der Sendeverstärker in der Mobilstation abgeben. Diese wird von dem Mikroprozessor der Mobilstation ausgewertet und zur Steuerung des Sendeverstärkers an einem entsprechenden Speicher gespeichert, dessen Ausgangswert zur Regelung der Steuerung des Endverstärkers dient. Es ist darüber hinaus in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass bei reduzierter Sendeleistung die Reichweite mindestens während der übertragung der Trägersignale in festen Zeitabständen sichergestellt ist. Hierzu können in den Mobilteilen zusätzlich Low Noise Amplifiers (LNAs) eingesetzt werden, die die Empfindlichkeit so weit erhöhen, dass z.B. auch bei 50% Sendeleistung der Endverstärkerschaltung in der Feststation eine gewünschte maximale Reichweite erzielt wird. Es ist ersichtlich, dass durch die Erfindung ein Energiemanagement realisiert ist, das zu einer langen Nutzungsdauer einer Mobilstation bei einer Akkumulatorenladung führt und darüber hinaus die Strahlungsbelastungen, die von den Mobil- und Feststationen ausgehen, wesentlich reduziert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Blockschaltbilder einer Basis-(Fest) und einer Mobilstation einer DECT-Telefonanlage ergänzend beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

1 ein Blockschaltbild einer Basisstation bzw. Feststation und

2 ein Blockschaltbild einer Mobilstation.

Die Basisstation in 1 weist eine Sende- und Empfangsantenne 1 auf. Diese ist zum einen mit der Empfängerschaltung des DECT-Transceivers 2 und zum anderen mit dem Sendeverstärker 3, dessen Leistung variabel einstellbar ist, verbunden. Der DECT-Transceiver 2 wird von einem Basisbandmikroprozessor 7 gesteuert, der Zugriff auf einen Speicher 4 hat, in welchem die Programme zur Steuerung der Basisstation abgelegt sind, unter anderem auch eine Steuertabelle für die Sendeleistungssteuerung in Abhängigkeit von der Anzahl der angeschlossenen Basisstationen. Weiterhin kann ergänzend eine Steuertabelle vorgesehen sein, die anhand von gemessenen Feldstärken korrigierende Verstärkungsfaktoren enthält. Des Weiteren weist die Basisstation eine Ladeerkennung 5 auf, die feststellt, ob eine einzige Mobilstation angeschaltet ist und ob diese sich in der Nähe der Basisstation oder auf dieser selbst in einer Ladeschale befindet.

Die Sendeleistung des Sendeverstärkers 3 wird in Abhängigkeit von den in der oder den Steuertabellen enthaltenen Faktoren erfindungsgemäß gesteuert. Wenn nur eine Mobilstation vorhanden ist, wird die Sendeleistung z.B. auf 50% herabgesetzt. Wenn darüber hinaus noch eine Feldstärkemessung durchgeführt wird, um die Sendeleistung der Mobilstation, die in 2 dargestellt ist, festzustellen, kann die Sendeleistung nochmals angepasst herabgesetzt werden. In entsprechender Weise kann aber auch die Sendeleistung in der Mobilstation herabgesetzt werden, wenn ein Datenaustausch zwischen den Stationen bezüglich der festgestellten Feldstärken erfolgt. Wird einer anderen Station, die auch eine direkt von einer Mobilstation angerufene andere Mobilstation sein kann, das Ergebnis der Feldstärkemessung mitgeteilt, so können die Sendeleistungen beider Stationen recherchiert werden bis zu einem Niveau, das für die Kommunikation noch ausreicht.

Die Mobilstation in 2 weist ebenfalls eine Antenne 1 auf. Mit dieser ist ein Empfangsverstärker (LNA) 6 verbunden, der wiederum mit dem DECT-Transceiver 2 verbunden ist, um die Signale empfangen, auswerten und akustisch über eine nicht dargestellte Hörermuschel wiedergeben zu können. Ebenfalls ist nicht dargestellt das Mikrofon, das zur Spracheingabe erforderlich ist bzw. die Tastatur für die Dateneingabe. Auch die Mobilstation weist einen Basisbandmikroprozessor 7 auf, der auf einen Speicher 4 zugreift, in dem die Programme der Mobilstation abgespeichert sind, unter anderem auch eine Steuertabelle für die Sendeleistung in Abhängigkeit von der gemessenen Feldstärke und/oder der möglichen in die Kommunikation einbindbaren Mobilstationen. Durch Feldstärkemessung ist es möglich, die Sendeleistung kontinuierlich zusätzlich herabzusetzen bis auf einen Level, der gerade für die Korrespondenz zwischen den beiden Geräten ausreicht. Die Sendeleistung wird über den Verstärker 3 gesteuert, der die Steuersignale vom Mikroprozessor 7 erhält.


Anspruch[de]
Schnurlose Telefonanlage, bestehend aus einer Feststation und mindestens einer Mobilstation, welche Fest- und Mobilstation nach dem Beenden eines Telefonats in einen Standby-Betrieb umschalten und in festen Zeitabständen miteinander korrespondieren und jede Mobilstation in der Feststation angemeldet und von dieser adressierbar ist, wobei sowohl die Fest- als auch die Mobilstation je eine Empfänger- und eine Sendeschaltung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung des Sendeverstärkers (3) mindestens in der Feststation in Abhängigkeit von der Anzahl der angeschlossenen Mobilstationen einstellbar ist. Schnurlose Telefonanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung zusätzlich in Abhängigkeit von der Entfernung der am weitesten entfernten Mobilstation eingestellt ist oder regelbar ist. Schnurlose Telefonanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststation eine Sendeschaltung mit einem steuerbaren Sendeverstärker aufweist, dessen Verstärkung von einem Mikroprozessor in Abhängigkeit von der Anzahl der Mobilstationen und deren Entfernung steuerbar ist. Schnurlose Telefonanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in der Feststation eine Feldstärkemesseinrichtung integriert ist, die die Feldstärke des Senders mindestens einer Mobilstation erfasst und die Sendeleistung der Sendeschaltung in der Feststation davon abhängig auf ein Mindestmaß reduziert. Schnurlose Telefonanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Mobilstation eine Feldstärkenmesseinrichtung vorhanden ist und dass die Sendeleistung der Mobilstation derart herabgesetzt wird, dass diese für die Kommunikation mit der Feststation ausreichend ist, um die Synchronisation zwischen den Stationen und eine Kommunikation sicherzustellen. Schnurlose Telefonanlage nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststation ein Signal an jede adressierte Mobilstation zur Steuerung der Sendeleistung der Mobilstation in Abhängigkeit von der Mindestfeldstärke zur Steuerung der Sendeverstärker in den Mobilstationen abgibt. Schnurlose Telefonanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Empfängerschaltung der Mobilstation eine LNA vorgesehen ist, die die Empfindlichkeit der Empfängerschaltung mindestens im Standby-Betrieb erhöht. Schnurlose Telefonanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Telefonanlage eine DECT-Telefonanlage ist. Schnurlose Telefonanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistungsverstärkungsfaktoren tabellarisch der Anzahl der Mobilstationen zugeordnet in einem Speicher mindestens in der Basisstation gespeichert sind, und ein Mikroprozessor in der Basisstation den Faktor an den Sendeverstärker in Abhängigkeit von der tatsächlich festgestellten Anzahl der angeschlossenen Mobilstationen ausgibt. Schnurlose Telefonanlage nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Werte in Abhängigkeit von der gemessenen Feldstärke eines von einer Mobilstation empfangenen Signals verändert ausgegeben werden.






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