DE19507866C2 - Mobilfunkübertragungssystem mit integrierter Meßeinrichtung zum Ausmessen des Funkversorgungsbereichs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mobilfunkübertragungssystem, insbesondere ein aus schnurlosen Telefonen gebildetes Übertragungssystem für eine Nebenstellenanlage, mit mindestens einer Basisstation zum Anschluß an eine Datenschnittstelle und mit mindestens einer Mobilstation.

Die Erfindung betrifft weiter eine Basisstation, eine Mobilstation sowie einen Meßkoffer für ein derartiges Mobilfunkübertragungssystem.

Ein derartiges Mobilfunkübertragungssystem kommt beispielsweise bei sogenannten "In-house" Funknetzen zum Einsatz. Dabei können mehrere Basisstationen anstelle von herkömmlichen Telefonapparaten oder gemeinsam mit diesen an eine Neben­ stellenvermittlungsanlage angeschlossen werden. Die Basisstationen ermöglichen die Verbindung zu einer Vielzahl von schnurlosen Telefonen innerhalb des Funk­ versorgungsbereichs der Basisstationen. Die Reichweite derartiger Basisstationen beträgt je nach Funkumgebung in der Regel ca. 50 bis 300 Meter. Bei größeren Gebäudekomplexen und Firmengrundstücken, die mit einem derartigen Mobilfunk­ übertragungssystem funktechnisch versorgt werden sollen, tritt somit das Problem auf, daß bereits in der Planung des Mobilfunksystems zu bestimmen ist, wo und wieviele Basisstationen zur Versorgung des Gebäudekomplexes oder des Firmen­ grundstückes benötigt werden.

Aus EP 0 565 150 A1 ist ein derartiges Mobilfunkübertragungssystem bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mobilfunkübertragungssystem der eingangs genannten Art anzugeben, das auf einfache Weise ein Ausmessen des Mobilfunkübertragungssystems ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Mobilfunkübertragungssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Basisstation Detektionsmittel aufweist, die zur Detektion dafür vorgesehen sind, ob die Datenschnittstelle an eine Datenleitung angeschlossen ist, und daß die Basisstation Sendemittel aufweist, die im Falle, daß die Datenschnittstelle nicht an eine Datenleitung angeschlossen ist, zum Aussenden eines Testsignals an die Mobilstation vorgesehen sind.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bei der Planung eines derartigen Mobilfunkübertragungssystems der zu versorgende Gebäudekomplex bzw. das zu versorgende Firmengelände häufig noch nicht mit der benötigten Infrastruktur zum Anschluß der Basisstation bzw. der Basisstationen an eine Vermittlungseinrichtung ausgestattet ist, da beispielsweise das Gebäude lediglich im Rohbau fertiggestellt ist. Ein regulärer Betrieb einer Vermittlungsanlage mit schnurlosen Telefonen ist somit für Testzwecke in vielen Fällen nicht möglich. Ein effektives Ausmessen des Funkversorgungsbereiches wird nun dadurch ermöglicht, daß die Basisstation bzw. die Basisstationen lediglich an eine interne oder externe Stromversorgung angeschlossen werden. Die Basisstation erkennt daraufhin, daß kein regulärer Betrieb an einer Vermittlungseinrichtung vorgesehen ist und geht in einen Testmodus über, indem sie ein Testsignal aussendet. Mit Hilfe einer entsprechend ausgestatteten Mobilstation, die zum Empfang und zum Erkennen des Testsignals vorgesehen ist, kann nun der auszuleuchtende Funkversorgungsbereich erkannt und durch eine gezielte Plazierung von weiteren Basisstationen optimiert werden, bis eine vollständige Versorgung des zu versorgenden Funkversorgungsbereiches sichergestellt ist. Grundlage für die Planung oder Ergänzung eines derartigen Mobilfunksystems können dabei preiswerte Standardkomponenten sein, wobei die Basisstation lediglich die Detektionsmittel benötigt und die Mobilstation die Mittel zum Erkennen des von der Basisstation ausgesendeten Testsignals. Hierdurch wird eine sichere, einfache und kostengünstige Dimensionierung des Mobilfunküber­ tragungssystems ermöglicht. Durch die Verwendung von Standardkomponenten wird außerdem ermöglicht, daß der vor Ort tätige Servicefachmann, der sowohl für den Service von bestehenden Mobilfunkübertragungssystemen als auch für die Planung neuer Mobilfunkübertragungssysteme verantwortlich ist, lediglich eine Meßaus­ rüstung benötigt. In der Regel ist dies ein Meßkoffer, der sowohl für die Überprü­ fung bestehender Übertragungssysteme als auch für die Vermessung zu planender Mobilfunkübertragungssysteme verwendbar ist. Ein derartig ausgebildeter Meßkoffer kann ebenfalls aus preiswerten Standardkomponenten bestehen, die im wesentlichen um die Detektionsmittel der Basisstation ergänzt sind.

Eine einfache Möglichkeit zur Ansteuerung der Datenschnittstelle kann dadurch erfolgen, daß die Datenschnittstelle der Basisstation zum Anschluß an eine Stromversorgungseinrichtung vorgesehen ist. Im Testfall werden die Basisstationen des Mobilfunkübertragungssystems somit nicht, wie im regulären Betrieb, an eine Datenschnittstelle, z. B. die sogenannte S₀-Schnittstelle einer ISDN-Vermittlungsein­ richtung angeschlossen, sondern die Datenschnittstelle der Basisstation wird beispielsweise über ein Steckernetzteil gespeist, welches als Phantomspeisung eine Gleichspannung liefert. Die Basisstation kann aufgrund dieser Phantomspeisung erkennen, daß keine "richtige" Datenspeisung vorliegt und daraufhin in den Prüfmodus übergehen.

Eine einfache und effektive "Erfahrung" des Funkversorgungsbereichs der Basisstationen wird dadurch ermöglicht, daß die Mobilstationen Mittel zur Erkennung des Testsignals aufweisen und daß das Testsignal bei der Mobilstation als akustisches Signal erkennbar ist.

Eine genauere Erkennung der Randbereiche des Funkversorgungsbereiches wird dadurch ermöglicht, daß die Mobilstationen Mittel aufweisen, die es ermöglichen, das Testsignal in Abhängigkeit von vorgebbaren Indikatoren, insbesondere der Feldstärke zu variieren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 ein aus schnurlosen Telefonen gebildetes Mobilfunkübertragungssystem,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Basisstation mit einer zugehörigen Mobilstation eines derartigen Mobilfunkübertragungssystems,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Servicekoffers mit einer Basisstation, einer Mobilstation sowie einer Stromversorgungseinrichtung, und

Fig. 4 ein Flußablaufdiagramm eines Testmodus zum Ausmessen des Funkversor­ gungsbereiches bzw. der Funkversorgungsbereiche eines Mobilfunkübertra­ gungssystems.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines zu planenden Mobilfunkübertragungs­ systems. Das Mobilfunkübertragungssystem soll beispielsweise einen Gebäudekom­ plex funktechnisch versorgen, wobei durch das Mobilfunkübertragungssystem in etwa ein Funkversorgungsbereich abgedeckt werden soll, wie er durch die Summe der einzelnen Funkversorgungsbereiche Z1 . . . Z7 abgedeckt werden kann. Das zu planende Mobilfunkübertragungssystem, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, weist Basis­ stationen B1 . . . B7 sowie Mobilstationen M1, M2 auf. Die Basisstationen B1 . . . B7 versorgen dabei jeweils Funkzellen Z1 . . . Z7. Die Basisstationen B1 . . . B7 sowie die Mobilstationen M1, M2 sind zum Anschluß an eine in der Figur nicht dargestellte Vermittlungseinrichtung vorgesehen. Der Anschluß der Basisstationen B1 . . . B7 er­ folgt über eine Datenschnittstelle S₀. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ beispiel sind die Datenschnittstellen S₀ an eine Stromversorgungseinrichtung N ange­ schlossen, die über einen Steckeranschluß S zum Anschluß an eine Versorgungs­ spannung versehen ist.

Die Funkversorgungsbereiche Z1 . . . Z5 der Basisstationen B1 . . . B5 sind bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vereinfachend als Kreise dargestellt. Dies entspricht in Wirklichkeit bei Gebäuden in der Regel nicht den tatsächlichen Kon­ turen und Umrissen der Funkversorgungsbereiche. Eine realistischere Darstellung der Funkversorgungsbereiche ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Darstellung der Funkversorgungsbereiche Z6, Z7 der Basisstationen B6 und B7 verdeutlicht. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt nicht ein im Betrieb befindliches Mobilfunkübertragungssystem, sondern es soll mit Hilfe der gewählten Darstellung lediglich gezeigt werden, daß in einer Planungsphase bei der Planung eines Mobilfunkübertragungssystemes, das beispielsweise vorgesehen ist, einen Gebäudekomplex zu versorgen, ein durch die Funkversorgungsbereiche Z1 . . . Z7 in etwa abgedeckter Funkbereich erreicht werden soll. Weiter wird vorausge­ setzt, daß der zu versorgende Gebäudekomplex noch nicht mit der benötigten Leitungsinfrastruktur zum Anschluß der Basisstationen an eine Vermittlungseinrich­ tung versehen ist, wie es in der Praxis bei Rohbauten häufig der Fall ist. Im folgen­ den soll anhand des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels die Vorgehensweise zum Ausmessen und zur Dimensionierung des Mobilfunkübertragungssystems erläu­ tert werden. Der mit der Planung befaßte Fachmann wird beispielsweise mit Hilfe eines Meßkoffers, in dem eine Basisstation B1, eine Mobilstation M1 sowie eine Stromversorgungseinrichtung N enthalten sein kann zunächst die Basisstation B1 am Standort der Funkversorgungsbereiche Z1, Z2 positionieren und die Basisstation B1 mittels der Datenschnittstelle S₀ an die Stromversorgungseinrichtung N anschlies­ sen. Über die Steckverbindung S kann die Stromversorgungseinrichtung N mit einer externen Spannungsquelle versorgt werden. Im Falle, daß eine externe Spannungs­ quelle nicht verfügbar ist, kann die Stromversorgung der Stromversorgungseinrich­ tung N entweder über einen Generator oder über eine Batterieversorgung gewährlei­ stet werden. Die so vorbereitete Meßanordnung aus Stromversorgungseinrichtung N, Basisstation B1 und Mobilstation M1 arbeitet nun folgendermaßen:
Die Basisstation weist Detektionsmittel auf, die erkennen, daß die Datenschnittstelle So nicht an eine Datenleitung einer Vermittlungseinrichtung angeschlossen ist, son­ dern lediglich an die Stromversorgungseinrichtung N, die beispielsweise eine Gleich­ spannung als Phantomspeisung liefert. Daraufhin geht die Basisstation B1 in einen Testmodus über, der zum Aussenden eines Testsignals führt. Mit Hilfe des Mobil­ teils M1 kann sich nun der vor Ort tätige Planungsfachmann von der Basisstation B1 entfernen und beispielsweise anhand des Rauschens die Zellenausdehnung des Funk­ versorgungsbereichs Z1 erfahren. Eine entsprechende Vorgehensweise erfolgt auch zur Plazierung der Basisstationen B2 . . . B7 solange, bis eine optimale Versorgung des zu versorgenden Funkbereiches gewährleistet ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Verbindungsleitung der Basisstation B7 des Funkversor­ gungsbereichs Z7 ist lediglich gestrichelt eingezeichnet, wobei darüber hinaus im Bereich des Funkversorgungsbereichs Z7 auch ein konventioneller Fernsprechappa­ rat T eingezeichnet ist. Hiermit soll angedeutet werden, daß die beschriebene Vor­ gehensweise zum Ausmessen eines Funkversorgungsbereichs auch bei der Erweite­ rung und Ergänzung bereits bestehender Mobilfunkübertragungseinrichtungen ver­ wendet werden kann, wenn beispielsweise die benötigten Leitungen zum Anschluß der Basisstation B7 an die Vermittlungseinrichtung noch nicht vorhanden sind bzw. der optimale Standort der Basisstation B7 erst ermittelt werden soll. Auch in diesem Fall ist eine schnelle und sichere Optimierung eines bestehenden Mobilfunkübertra­ gungssystems möglich.

Für die Stromversorgung N der Basisstation zum Ausmessen des Mobilfunküber­ tragungssystems kann beispielsweise das ohnehin zum Betrieb der Basisstation benötigte Steckernetzteil verwendet werden. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Ausmeßmethode besteht darin, daß aufwendige Meßeinrichtungen nicht erforderlich sind und daß das Ausmessen des Mobilfunkübertragungssystems auch in der späteren tatsächlichen Gebrauchslage des Mobilteils erfolgt, wobei immer auch die Richt­ charakteristik der Mobilteilantenne mit in das Meßergebnis eingeht, was bei konven­ tionellen Meßeinrichtungen zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen kann.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Mobilfunkübertragungssystems, das zum Einmessen eines zellularen Funknetzes Verwendung finden kann. Das Mobilfunkübertragungssystem zum Ausmessen eines zu planenden Funkbereichs besteht aus einer Basisstation B1 mit einem zugehörigen Mobilteil M1, die gemein­ sam ein schnurloses Telefon bilden. Die Basisstation B1 kann über eine Stromver­ sorgungseinrichtung, beispielsweise ein Steckernetzteil N und einen Stecker S, an eine externe Spannungsquelle angeschlossen werden. Darüber hinaus weist das Netzgerät N eine Batterie B auf, die auch eine Batteriespeisung der Basisstation B1 ermöglicht.

Die Funktionsweise der in Fig. 2 dargestellten Anordnung wurde bereits im Zusam­ menhang mit Fig. 1 beschrieben. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung eines Mobilfunkübertragungssystems, das zum Ausmessen eines Funkversorgungsbereiches verwendet werden kann, ist insbesondere von Vorteil, daß die Hardware der Basis­ station nicht modifiziert werden muß die Basisstation wird lediglich mit einem modifizierten Steckernetzgerät N gespeist. Die Software der Basisstation ist dahinge­ hend geändert, daß die Basisstation B1 Detektionsmittel enthält, die bei der Detek­ tion, daß die Datenschnittstelle S₀ nicht an eine Datenleitung einer Vermittlungsein­ richtung, sondern lediglich an eine Gleichspannung angeschlossen ist, in einen Installations-, d. h. Testmodus übergeht. Dieser wird beispielsweise bei der Basisstation durch ein Blinksignal einer Leuchtdiode angezeigt. Weiterhin ist die Software der Basisstation B1 dahingehend modifiziert, daß eine besondere Systemkennung reserviert ist, die dazu dient, daß die Basisstation in diesem Testmodus gehende Rufe von einem Mobilteil M1 mit dieser Systemkennung akzeptiert. An dem Mobilteil M1 kann nun diese Systemkennung programmiert werden und dadurch gehend eine Verbindung zur Basisstation B1 aufgebaut werden. Beispielsweise mittels Wahlziffern kann in der Basisstation B1 dann ein permanenter Hörton als Testsignal T aktiviert werden, der eine subjektive Beurteilung der Übertragungsqualität erlaubt.

Ergänzend zu dem Einsatz als Meßeinrichtung für einen Servicefachmann wird es durch das beschriebene Mobilfunkübertragungssystem, d. h. durch ein derartig ausgestattetes schnurloses Telefon B1, M1 auch einem regulären Benutzer er­ möglicht, als zusätzliches Feature zu testen, wie der aktuelle Funkversorgungs­ bereich seiner Basisstation B1 ausgestaltet ist. Er kann mit Hilfe des beschriebenen Prüf- bzw. Testmodus seinen bzw. seine Funkversorgungsbereich(e) genau bestimmen und erforderlichenfalls den Standort der Basisstation entsprechend den gefundenen Meßergebnissen optimieren.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Meßkoffers M. Der Meßkoffer, bzw. Servicekoffer ist für den Service von einer Nebenstellenanlage mit schnurlosen Telefonen vorgesehen und weist eine Basisstation B1, eine Mobilstation M1 und ein Steckernetzteil N auf. Im wesentlichen sind in dem Meßkoffer M somit preiswerte Standardkomponenten enthalten, hardwaremäßig entspricht die Ausstattung bisher bereits bekannten Servicekoffern, lediglich die Basisstation weist entsprechende Detektionsmittel auf, die zur Detektion dafür vorgesehen ist, ob die Datenschnitt­ stelle der Basisstation an eine Datenleitung angeschlossen ist. Ein derartig ausgestat­ teter Meßkoffer ermöglicht, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben wurde, eine sichere, einfache und kostengünstige Dimensionierung einer Vermittlungseinrichtung mit schnurlosen Telefonen. Dabei wird es für den Servicefachmann möglich, sowohl zur Planung neuer Mobilfunkübertragungssysteme sowie zum Service bestehender Anlagen lediglich eine Meßausrüstung in Form des Meßkoffers M zu verwenden.

Fig. 4 zeigt ein Flußablaufdiagramm eines Testmodus einer Basisstation B1, wie er im Zusammenhang mit Fig. 1 und Fig. 2 bereits erläutert wurde. In einem Block 1 erfolgt dabei zunächst eine Aktivierung des Testmodus in der Basisstation B1, die beispielsweise dadurch eingeleitet wird, daß die Detektionsmittel der Basisstation B1 erkennen, daß an die Datenschnittstelle der Basisstation nicht eine Datenleitung einer Vermittlungseinrichtung, sondern beispielsweise eine Stromversorgungseinrichtung angeschlossen ist. Eine derartige Abfrage erfolgt in Block 2. Im Falle, daß keine Phantomspeisung vorliegt, geht die Basisstation in den Normalbetrieb über (Block 5). Wird eine Phantomspeisung festgestellt, so erfolgt in Block 3 ein Verbindungs­ aufbau zwischen Basisstation und Mobilteil, indem ein Testsignal ausgesendet wird, der Verbindungsaufbau kann dabei von der Basisstation und/oder von der Mobilstation aktiviert werden. Als nächster Schritt erfolgt in Block 4 des Testmodus eine Feldstärkemessung im Mobilteil M1, wobei die Feldstärkemessung entweder anhand eines im Mobilteil wahrzunehmenden Rauschens erkennbar ist oder es kann im Mobilteil an dem Hochfrequenz-Modul ein Meßgerät angeschlossen sein, daß entweder im Mobilteil integriert ist oder extern die Anzeige der aktuellen Feldstärke ermöglicht. Mit Hilfe der Basisstation und/oder der Mobilstation kann der Testmodus in Block 6 wieder beendet werden.

Claims (9)

1. Mobilfunkübertragungssystem mit integrierter Meßeinrichtung zum Ausmessen des Funkversorgungsbereichs, insbesondere aus schnurlosen Telefonen gebildete Nebenstellenanlage, mit mindestens einer Basisstation (B1 . . . B6) zum Anschluß an eine Datenschnittstelle (S₀) und mit mindestens einer Mobilstation (M1 . . . M2), dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstation (B1 . . . B6) Detektionsmittel aufweist, die zur Detektion dafür vorgesehen sind, ob die Datenschnittstelle (S₀) an eine Datenleitung angeschlossen ist, und daß die Basisstation (B1 . . . B6) Sendemittel aufweist, die im Falle, daß die Datenschnittstelle (S₀) nicht an eine Datenleitung angeschlossen ist, zum Aussenden eines Testsignals (T) an die Mobilstation (M1 . . . M2) vorgesehen sind.

2. Mobilfunkübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenschnittstelle (S₀) der Basisstation (B1 . . . B6) zum Anschluß an eine Stromversorgungseinrichtung (N) vorgesehen ist.

3. Mobilfunkübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobilstation (M1, M2) Mittel zum Aussenden und/oder zum Erkennen eines Testsignals (T) aufweist.

4. Mobilfunkübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Testsignal (T) ein akustisches Signal vorgesehen ist und daß die Mobilstation (M1, M2) Mittel zur Variation des Testsignals in Abhängigkeit der Feldstärke aufweist.

5. Basisstation (B1 . . . B6) für ein Mobilfunkübertragungssystem, insbesondere eine aus schnurlosen Telefonen gebildete Nebenstellenanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstation (B1 . . . B6) Detektionsmittel aufweist, die zur Detektion dafür vorgesehen sind, ob die Datenschnittstelle (S₀) an eine Datenleitung angeschlossen ist und daß die Basisstation (B1 . . . B6) Sendemittel aufweist, die im Falle, daß die Datenschnittstelle (S₀) nicht an eine Datenleitung angeschlossen ist, zum Aussenden eines Testsignals (T) an die Mobilstation (M1 . . . M2) vorgesehen sind.

6. Basisstation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenschnittstelle (S₀) der Basisstation (B1 . . . B6) zum Anschluß an eine Stromversorgungseinrichtung (N) vorgesehen ist.

7. Mobilstation (M1, M2) für ein Mobilfunkübertragungssystem, insbesondere eine aus schnurlosen Telefonen gebildete Nebenstellenanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobilstation (M1, M2) Mittel zum Empfang eines Testsignals aufweist, wobei eine Übertragung des Testsignals von einer der Mobilstation (M1, M2) zugeordneten Basisstation (B1 . . . B6) zur Mobilstation (M1, M2) in dem Falle vorgesehen ist, daß die der Mobilstation zugeordnete Basisstation (B1 . . . B6) erkennt, daß eine Datenschnittstelle (S₀) der Basisstation (B1 . . . B6) nicht an eine Datenleitung (S₀) angeschlossen ist.

8. Mobilstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobilstation (M1 . . . M2) Mittel zur Variation des Testsignals (T) in Abhängigkeit der Feldstärke aufweist.

9. Meßkofferanordnung (M) zum Ausmessen eines Mobilfunkübertragungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit mindestens einer Basisstation (B1) nach Anspruch 5 oder 6 und mit mindestens einer Mobilstation (M1) nach Anspruch 7 oder 8.