Мережа мобільного зв’язку між двома телефонними апаратами

1. Мережа локального зв'язку між першим телефонним апаратом, наприклад мобільним телефоном, і другим телефонним апаратом, наприклад стаціонарним телефоном, за посередництвом ретрансляційної антени і лінії передач даних, що зв'язує антену зі стаціонарним радіочастотним апаратом, яка відрізняється тим, що лінією передачі даних є радіочастотна бездротова лінія (6) передачі даних, яка містить високочастотний демодуляційний модуль для демодуляції високочастотного сигналу, який надходить від антени, на рівень низької частоти для видалення модульованого сигналу або несучої, що є високочастотною складовою сигналу, який надходить від антени. 2. Мережа зв'язку за п. 1, яка відрізняється тим, що бездротова лінія (6) містить засоби емісії та C2 2 UA 1 3 му випадку потребує залучення групи фахівців третьої сторони з прокладки кабелів і тестування їх функціонування. З іншого боку тестування зв'язку між антеною і стаціонарною станцією потребує використання дуже дорогих матеріалів і пов'язане з труднощами транспортування. Такі системи мають також обмеження іншого типу, що стосуються фізичного розміщення стаціонарної станції відносно антени, яке повинно бути здійснене в межах 30 м і залежить від джерела енергії, а також від наявності носіїв у зоні установлення системи. Внаслідок цього відомі системи є складними в їх практичному втіленні і затратними саме через застосування в них коаксіальних кабелів. Метою даного винаходу є створення системи визначеного вище типу, яка б дозволяла позбавитися недоліків відомих систем даного типу. Для досягнення цієї мети запропонована система локального зв'язку, яка відрізняється тим, що лінія передачі даних між антеною і стаціонарним радіочастотним апаратом є бездротовою лінією передачі. Нижче розглянуто більш докладно суть даного винаходу, інші його цілі, відмінності і переваги, з поясненням на доданих фігурах креслення, що ілюструють один із можливих варіантів здійснення винаходу. На цих фігурах показані: Фіг. 1 - загальна схема системи зв'язку між мобільним телефоном і стаціонарним телефоном за посередництвом мережі мобільного телефонного зв'язку згідно з винаходом; Фіг. 2 - функціональна схема, що ілюструє структуру пристрою зв'язку, позначеного на Фіг. 1 поз. 6, мережі мобільного телефонного зв'язку згідно з винаходом; Фіг. 3 - логічна схема функціонування зв'язку між антеною і стаціонарним радіочастотним апаратом мережі мобільного телефонного зв'язку згідно з винаходом; Фіг. 4 - логічна схема функціонування зв'язку між стаціонарним радіочастотним апаратом і антеною мережі мобільного телефонного зв'язку згідно з винаходом; Фіг. 5 - логічна схема функції „мультиплексування" між різними робочими частотами мережі телефонного зв'язку; Фіг. 6 - вигляд в аксонометрії будинку, на якому змонтована мережа згідно з винаходом; Фіг. 7 - збільшений вигляд в аксонометрії частини Фіг. 6; Фіг. 8 - схема мережі мобільного телефонного зв'язку, що містить три ретрансляційні антени, здатні працювати в трьох різних частотних смугах передачі даних. Нижче винахід описаний на прикладі його здійснення в системі зв'язку між мобільним телефоном, позначеним поз. 1, і стаціонарним телефоном поз. 2, за посередництвом мережі 3 мобільного телефонного зв'язку, що узагальнено зветься GSM (Global System Mobile), і стаціонарної мережі 4. У мережі 3 мобільного телефонного зв'язку GSM сигнал проходить від ретрансляційної антени 5, призначеної для зв'язку з мобільним телефоном 1 по лінії 6 передачі даних зі стаціонарним апарат 92456 4 ним комплексом, який включає у себе послідовно базовий прийомно-передавальний пристрій під загальноприйнятою назвою BTS (Base Transceiver System), базову станцію 8 керування під загальноприйнятою назвою BSC (Base Station Controller) і центральну комутаційну станцію 9 під назвою MSC (Mobile Switching Center). Цілком зрозуміло, що від стаціонарного телефону 2 на мобільний телефон 1 сигнал проходить у зворотному напрямку. Ретрансляційна антенна 5 може бути багатосмугового типу, наприклад, односмуговою, двосмуговою або трисмуговою, і приймати чи передавати у смугах чи каналах частот 900, 1800 або 2200 МГц. Антена утримується на щоглі 11, встановленій, наприклад, на терасі будинку, як показано на Фіг. 6 і 7. Згідно з винаходом зв'язок між антеною 5 і радіочастотним апаратом 7 здійснюється по лінії радіочастотного зв'язку. Бездротова передача радіосигналів відбувається між електронним пристроєм, розміщеним у блоці 12 в основі щогли 11 антени, і електронним пристроєм, розміщеним у блоці 13, зв'язаним з радіочастотним апаратом 7. Якщо антена є багатосмуговою, то для кожної смуги передбачається один блок 12. Для кожної смуги частот антени 2 передбачений один радіочастотний апарат. Блоки 12 антени і блоки 13 радіочастотного апарата мають засоби передачі і прийому сигналів по бездротовій лінії радіочастотного зв'язку, позначеній поз. 14. На Фіг. 2 можна бачити, що лінія 6 бездротового радіочастотного зв'язку з боку антени 5 містить замкнені в блоці 12 антени і з'єднані між собою послідовно, починаючи від антени, високочастотний демодуляційний модуль 16, модуль 17 кодування, аналого-цифровий перетворювач 18, модуляційно-емісійний модуль 20, який емітує або приймає радіочастотні сигнали бездротової лінії 14 передачі даних. Описані вище модулі дозволяють виконувати операції, показані на операційній блок-схемі Фіг.3. Модуль 16 розділяння каналів і демодуляції виконує операцію 21 розділяння частот для розпізнавання робочої частоти, тобто, частотної смуги, в якій на антену надходять або антеною випромінюються сигнали. Для цього модуль розділяння каналів має джерело еталонних частот, як показано на Фіг. 5, яке видає відповідні частоти у смугах передачі сигналів антени. Модуль розділяння каналів виконує функцію розпізнавання частоти шляхом порівняння частоти вхідного сигналу з відповідними еталонними частотами. Якщо антена 5 GSM використовує три смуги каналів на частотах 900 МГц, 1800 МГц і 2200 МГц, то вхідний сигнал буде порівнюватися передусім з еталонним сигналом 900 МГц, потім з еталонним сигналом 1800 МГц і, нарешті, з еталонним сигналом 2200 МГц. Розділяння каналів проводиться перед будь-якою маніпуляцією сигналами. Як показано на Фіг. 3, після розділяння каналів йде стадія 22, у котру проводиться опитування системи на наявність у ній відповідного радіочастотного апарата з метою упевнитися в тому, що дана мережа GSM має в розпорядженні радіочастотний апарат 7, здатний функціонувати на частоті 5 прийнятих сигналів. Більш конкретно операція 22 полягає в тому, щоб перевірити відповідь на цій частоти радіочастотного апарата 7, що здійснюється, наприклад, шляхом емісії сигналу після прийому сигналу на даній частоті. У разі відсутності відповіді процес пошуку повертається назад, на стадію 21, і проводиться опитування на наступній частоті для встановлення зв'язку на іншому частотному каналі. У разі одержання позитивної відповіді, яка вказує на наявність радіочастотного апарата 7, що працює на розпізнаній частоті, установлюється зв'язок між антеною і цим радіочастотним апаратом. Аналоговий сигнал високої частоти, який був прийнятий і надійшов від антени, передається в такому разі далі, на стадію 23 для демодуляції на рівень низької частоти. При демодуляції із радіочастотного сигналу видаляється модульований сигнал або несуча, що є високочастотною складовою сигналу. На наступній стадії, операції 24 кодування, сигнал піддають квантуванню. Для уникнення небажаних явищ, що виникають внаслідок використання у сучасних схемах діодів типу „варікап", на яких відбувається накладання модуляції і зсув частоти Fm або +Fm, що відповідає логічному рівню „0" або „1", з тим ризиком, що контур блокування має тенденцію виправляти модуляційний зсув, ці рівні згідно з винаходом розділяють на добре визначені змінні нуля „0" й одиниці „1" таким чином, щоб середня величина модулювального сигналу була нульовою. У результаті цього, незалежно від вмісту модуляції несуча частота не змінюється. Далі виконується операція 25 аналогоцифрового перетворювання. У результаті цієї операції низькочастотна складова, яка являє собою корисний сигнал і є продуктом операції демодуляції, перетворюється на цифровий сигнал. Аналогоцифрове перетворення здійснюється з тактовою частотою відносно частоти квантування, що є більшою подвійної частоти корисного сигналу або дорівнює їй. Наступною є операція компресії сигналу, під час якої одержана двійкова послідовність поділяється на кадри у відповідності зі стандартом мережі GSM. Ці кадри перед надсиланням їх на радіочастотний апарат 7 піддаються компресії. Компресія даних дозволяє зменшити розмір кадрів і привести їх у відповідність з пропускним співвідношенням емісія/прийом, що накладається стандартом GSM. На стадії операції 27 ці кадри передаються в ефір емісійним модулем 20 у відповідному частотній смузі, яка може бути розташована у діапазоні частот, наприклад, від 400 МГц до 18 ГГц. Цей відносно широкий діапазон дозволяє вибирати канал бездротової передачі даних, ефективний як з економічних, так і технічних міркувань. Наприклад, частота випромінювання сигналів 869 МГц дозволяє використовувати частотну смугу, що є у Франції публічною і використання якої є безкоштовним. Сигнал, емітований модуляційно-емісійним модулем 20, приймається модулем 28 демодуляції і прийому сигналів, який є частиною блоку 13 радіочастотного апарата 7. Далі прийнятий сигнал 92456 6 проходить послідовно через модулі декомпресії 29, цифро-аналогового перетворювача 30, декодувальний модуль 31 і факультативний модуль високочастотної модуляції 32, і передається в апарат 7. Поданий вище опис винаходу стосується варіанта встановлення зв'язку в напрямку антена радіочастотний апарат. Цілком зрозуміло, що процес встановлення зв'язку у протилежному напрямку, тобто в напрямку радіочастотний апарат - антена, цілком відповідає опису, поданому вище, і проілюстрований на Фіг. 4, де відображена послідовність виконання операцій в напрямку від радіочастотного апарата 7, а саме операцій демодуляції 33 сигналу, кодування 34 сигналу, аналогоцифрового перетворювання 35, компресії 36 сигналу і передачі сигналу в антену, що здійснюються відповідно модулями модуляції 32, декодування 31, перетворення 30, декомпресії 29 і демодуляції 28. На Фіг. 6 і 7, де зображений вигляд у перспективі будинку, на даху або на терасі якого розташовані три ретрансляційні антени 5, показані на Фіг. 1, і відповідна електронна апаратура, що дозволяє легко оцінити переваги запропонованого технічного рішення із застосуванням бездротових ліній зв'язку замість відомих ліній зв'язку на базі коаксіальних кабелів. Ці креслення ілюструють не тільки економічний виграш, який дає відмова від застосування кабелів, але також те, що завдяки значному збільшенню відстані між антеною і радіочастотним апаратом даний винахід дозволяє розташовувати радіочастотні шафи у вигідних місцях. Таким чином, даний винахід дозволяє при вирішенні питань щодо розміщення високочастотних шаф керуватися в першу чергу не техніко-монтажними умовами, а, наприклад, міркуваннями, що стосуються архітектури будинку. Відстань між антеною GSM і радіочастотним апаратом може, згідно з винаходом, складати від 10 м до 500 м, залежно від розміщення радіочастотних апаратів відносно антен. Забезпечувана при цьому дальність радіопередачі залежить від використовуваного діапазону частот і допустимої потужності передавача. Наприклад, на частоті 869 МГц дальність радіозв'язку в цій системі є порядку 400 м. Для порівняння, у відомих системах на коаксіальних кабелях радіочастотний апарат повинен розташовуватися в межах 30 м від антени. З іншого боку, ще однією перевагою винаходу є те, що електронна апаратура бездротового зв'язку дозволяє інтегрувати деякі функції радіочастотних апаратів, наприклад, підсилення або послаблення сигналів, що дає можливість полегшити внутрішню конструкцію радіочастотної шафи і, таким чином, зменшити її вагу, яка на сьогоднішній день складає порядку 500 кг і являє собою суттєве обмеження для її монтажу в місці експлуатації. На Фіг. 8 ілюстрована особливо значна перевага, яку дає заявлений винахід. Дійсно, зображена тут система має три багаточастотні антени на 900 МГц, 1800 МГц і 2200 МГц, призначені для взаємодії з трьома радіочастотними апаратами 7, здатними працювати, відповідно, на 900 МГц, 1800 МГц і 2200 МГц. Тут можна бачити, що викорис 7 тання бездротового зв'язку між антенами з одного боку і радіочастотними апаратами з іншого боку дозволяє кожній антені легко взаємодіяти з кожним із радіочастотних апаратів, потребуючи для цього лише дев'яти ліній передач. Ці лінії передач 92456 8 можуть легко встановлюватися у формі бездротових каналів зв'язку, але встановити їх у сучасних системах на коаксіальних кабелях було б дуже важко. 9 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 92456 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601