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Das
Gebiet der Erfindung ist dasjenige der Funkkommunikationssysteme.
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Genauer
gesagt, betrifft die Erfindung ein Registrierungsverfahren von mindestens
einem Dualmode-Telefongerät
(das heißt
eines Gerätes,
das zwei Betriebsarten, "schnurlos" und "Mobilfunk", besitzt) bei einer
zugehörigen
schnurlosen Basisstation, wobei diese Basisstation zusammen mit
dem Dualmode-Telefongerät
ein schnurloses Funkkommunikationssystem bildet.
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Zunächst muss
daran erinnert werden, dass es zwei große Familien von Funkkommunikationssystemen
gibt: schnurlose Systeme und Mobilfunksysteme.
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Klassischerweise
umfasst ein schnurloses System (zum Beispiel vom Typ CT2 oder DECT)
eine schnurlose Basisstation, der eines oder mehrere tragbare Telefongeräte zugeordnet
sind.
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Daher
ist in einer ersten Anwendung die schnurlose Basisstation in einer
Wohnung aufgestellt, wobei der Benutzer und seine Familie über eines
oder mehrere tragbare Telefongeräte
verfügen, die
mit der schnurlosen Basisstation betrieben werden können. In
diesem Fall werden die schnurlose Basisstation auch als Privat-
oder Einzelstationen und die tragbaren Telefongeräte auch
als Mobilteile oder tragbare Terminals bezeichnet.
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In
einer zweiten Anwendung ist die schnurlose Basisstation in den Räumen eines
Unternehmens aufgestellt, wobei mehrere Mitarbeiter jeweils über ein
tragbares Telefongerät
verfügen,
das mit der schnurlosen Basisstation betrieben werden können. In
diesem Fall wird die schnurlose Basisstation auch als Firmen- oder
Bürobasisstation
bezeichnet.
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Die
schnurlose Basisstation ist mit dem öffentlichen Telefonnetz verbunden.
Somit kommuniziert jedes tragbare Telefongerät mit dem öffentlichen Netz über die
zu ihm gehörende
schnurlose Basisstation. Die schnurlose Basisstation stellt nur
eine lokale Reichweite sicher, die ungefähr der Fläche einer Wohnung, eines Hauses
und eines Gartens oder auch derjenigen der Räumlichkeiten eines Unternehmens
entspricht.
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Dagegen
sind Mobilfunksysteme (zum Beispiel vom Typ GSM 900 oder DCS 1800)
für die
Sicherstellung einer viel größeren Reichweite
ausgelegt, die zum Beispiel einem Land oder sogar einem Kontinent
entspricht. Im Allgemeinen wird ein Mobilfunksystem innerhalb eines
Netzes geografischer Funkzellen eingesetzt. Eine Basisstation (die
im weiteren Verlauf der Beschreibung manchmal auch als Mobilfunkbasisstation
bezeichnet wird) ist jeder der Zellen zugeordnet. Jeder Benutzer
verfügt über ein tragbares
Telefongerät
(auch als tragbares Terminal bezeichnet), das es ihm ermöglicht, über die
zugehörige
Basisstation mit der Funkzelle zu kommunizieren, in der er sich
befindet.
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Lange
Zeit wurden schnurlose und Mobilfunksysteme unabhängig voneinander
entwickelt, daher wurden zwei Typen von Basisstationen konzipiert,
nämlich
jene, die ausschließlich
in einem Mobilfunksystem einsetzbar sind und jene, die ausschließlich in
einem schnurlosen System einsetzbar sind.
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Seit
einiger Zeit versucht man, die beiden Betriebsmodi "schnurlos" und "Mobilfunk" in demselben tragbaren
Telefongerät,
das als tragbares Dualmode-Telefongerät bezeichnet
wird, zu integrieren. Aufgrund seiner Komplexität ist ein Mobilfunksystem nämlich in
der Nutzung für
den Benutzer viel teurer als ein schnurloses System. Mit anderen
Worten: Die Teilnehmerverträge
und die Verbindungen werden in Mobilfunksystemen teurer berechnet
als in einem schnurlosen System (wobei im Fall eines schnurlosen
Systems die geltenden Gebührentarife
jenen des öffentlichen
Netzes entsprechen, mit dem die schnurlose Basisstation verbunden
ist). Man ist folglich bestrebt, dem Benutzer die Nutzung seines
tragbaren Telefongerätes
so oft wie möglich
im "schnurlosen" Modus zu ermöglichen
(das heißt,
sobald er sich innerhalb der lokalen Reichweite seiner schnurlose
Basisstation befindet), während
der "Mobilfunk"-Modus nur genutzt
wird, wenn der Betrieb im "schnurlosen" Modus nicht möglich ist.
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Die
erste bekannte Lösung,
welche die am einfachsten zu realisierende ist, besteht darin, in demselben
Gehäuse
die wesentlichen Bauteile eines tragbaren Telefongerätes des "schnurlosen" Typs und diejenigen,
aus denen ein tragbares Telefongerät des "Mobilfunk"-Typs besteht, nebeneinander anzuordnen.
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Wie
leicht zu verstehen sein wird, ist diese erste Lösung sehr teuer, da der Preis
eines auf diese Weise ausgeführten
tragbaren Dualmode-Telefongerätes
ungefähr
der Summe des Preises eines tragbaren Telefongerätes des "schnurlosen" Typs und demjenigen eines tragbaren
Telefongerätes
des "Mobilfunk"-Typs entspricht.
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Eine
zweite bekannte Lösung,
die vorteilhafter ist, wurde vor kurzem vorgeschlagen. Sie besteht darin,
eine schnurlose Basisstation zu entwerfen, die in Bezug auf das
Frequenzband mit dem im "Mobilfunk"-Modus genutzten
Mobilfunksystem kompatibel ist. Mit anderen Worten: Die schnurlose
Basisstation sendet und emp fängt
auf Frequenzen, die im selben Frequenzband liegen wie die von den
Basisstationen des Mobilfunksystems gesendeten und empfangenen Frequenzen.
Nachfolgend wird kurz die Funktionsweise der schnurlose Basisstation
und des tragbaren Dualmode-Telefongerätes in diesem Fall dargestellt.
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Im
Bereitschaftsbetrieb (das heißt,
solange das tragbare Dualmode-Telefongerät sich nicht registriert hat
oder nachdem sich das tragbare Dualmode-Telefongerät registriert
hat) sendet die schnurlose Basisstation auf einem sogenannten Beacon-Kanal, um dem tragbaren
Dualmode-Telefongerät
ihre Anwesenheit mitzuteilen.
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Das
tragbare Dualmode-Telefongerät
geht seinerseits, wenn es sich im "Mobilfunk"-Modus im Bereitschaftsbetrieb befindet,
regelmäßig auf
Empfang des den Beacon-Kanal seiner zugehörigen schnurlosen Basisstation.
Wenn das tragbare Dualmode-Telefongerät in die lokale Reichweite
der schnurlosen Basisstation kommt, erkennt es den Beacon-Kanal
und registriert sich daraufhin bei der schnurlosen Basisstation.
Im Anschluss an diese Registrierung arbeitet das tragbare Dualmode-Telefongerät im "schnurlosen" Modus und kann unabhängig vom
Mobilfunknetz zum Senden (beziehungsweise) Empfangen von Anrufen
direkt zum (beziehungsweise vom) öffentlichen Netz genutzt werden.
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Es
ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass die Registrierung des tragbaren
Dualmode-Telefongerätes
bei der schnurlosen Basisstation eine Phase darstellt, die vor dem
Betrieb im "schnurlosen" Modus ein einziges
Mal ausgeführt
wird. Der eigentliche Betrieb im "schnurlosen" Modus besteht dagegen darin, dass hintereinander
mehrere Phasen des Anrufaufbaus (ankommend oder abgehend) ausgeführt werden,
jeweils gefolgt (außer
im Fall einer Störung)
von einer Kommunikationsphase. Mit anderen Worten: Sobald das tragbare
Dualmode-Telefongerät
registriert ist, können
mehrere aufeinander folgende Anrufe verarbeitet und mehrere Anrufe
aufgebaut werden, ohne dass hierfür jedes Mal eine erneute Registrierung
erforderlich ist.
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Im
aktiven Modus sendet die schnurlose Basisstation, nachdem sich das
tragbare Dualmode-Telefongerät
bei ihr registriert hat, weiterhin auf dem Beacon-Kanal, sodass
das tragbare Dualmode-Telefongerät
benachrichtigt wird, dass ein Anruf für es bestimmt ist (ankommender
Anruf) oder dass eine zuvor von dem tragbaren Dualmode-Telefongerät gesendete
Zugriffsanforderung (abgehender Anruf) genehmigt wurde.
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Es
ist klar, dass bei dieser bekannten Lösung die Kosten des tragbaren
Dualmode-Telefongerätes gegenüber der
ersten Lösung
stark verringert sind, da man in den beiden Betriebsmodi "schnurlos" und "Mobilfunk" dieselben Hardwareeinrichtungen
nutzt.
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Dagegen
besteht bei dieser zweiten bekannten Lösung aufgrund der gleichzeitigen
Nutzung desselben Frequenzbandes die Gefahr von Interferenzen einerseits
zwischen den verschiedenen schnurlosen Basisstationen und andererseits
zwischen den schnurlosen Basisstationen und den Mobilfunk-Basisstationen.
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Um
diese Gefahr zu verringern, ist vorgeschlagen worden, dass der Beacon-Kanal auf ein Signal
reduziert wird, welches intermittierend mit einem geringen Betriebszyklus
(das heißt
in relativ weiten Zeitabständen)
gesendet wird.
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Leider
ist dieser Vorschlag hinsichtlich der Interferenzen nicht optimal.
Nämlich
selbst dann, wenn der Beacon-Kanal mit einem geringen Betriebszyklus gesendet
wird, stellt er dessen ungeachtet eine Interferenzquelle mit allen
anderen Basisstationen (schnurlos oder Mobilfunk) dar, welche denselben Beacon-Kanal
nutzen. Daher muss eine Koordination in Bezug auf Frequenzen und
geografische Reichweite vorgesehen werden, was zu sehr komplexen Einkaufs-
und Installationsverfahren führt.
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Ein
weiteres Beispiel für
den Stand der Technik wird in dem Dokument EP-A-0656735 beschrieben.
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Ziel
der Erfindung ist es insbesondere, diese verschiedenen Nachteile
des Stands der Technik abzumildern.
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Genauer
ausgedrückt,
besteht eines der Ziele der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren
zur Registrierung eines tragbaren Dualmode-Telefongerätes bei
einer schnurlosen Basisstation vorzustellen, mit dem die Gefahren
von Interferenzen einerseits zwischen den verschiedenen schnurlosen
Basisstationen und andererseits zwischen den schnurlosen Basisstationen
und den Mobilfunk-Basisstationen minimiert werden können.
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Die
Erfindung hat ebenfalls zum Ziel, ein Verfahren von der Art zu liefern,
dass seine Anwendung wenig Änderungen
an dem tragbaren Dualmode-Telefongerät gegenüber den entsprechenden vorhandenen
tragbaren Mobilfunkgeräten
erfordert.
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Diese
verschiedenen Ziele ebenso wie andere, die im weiteren Verlauf ersichtlich
werden, werden gemäß der Erfindung
mittels eines Verfahrens zur Registrierung von mindestens einem
tragbaren Dualmode-Telefongerät
bei einer zugehörigen schnurlosen
Basisstation erreicht, wobei die schnurlose Basisstation mit dem öffentlichen
Telefonnetz verbunden ist und beim Senden und beim Empfangen Frequenzen
in der Nähe
oder identisch mit denen eines Mobilfunksystems nutzt, wobei das
tragbare Dualmode-Telefongerät
entweder im "schnurlosen" Modus oder im "Mobilfunk"-Modus betrieben
werden kann;
wobei das Verfahren aus einem Austausch von Signalen
nach einem zuvor festgelegten Protokoll besteht, das einerseits
auf einem zuvor festgelegten Frequenzsprunggesetz basiert, mit dem
bestimmt werden kann, auf welcher Frequenz jedes Signal gesendet
werden muss, und andererseits einer zuvor festgelegten Uplink-Anfangsfrequenz,
auf der das tragbare Dualmode-Telefongerät das erste Signal sendet,
wobei das Sprunggesetz der Uplink-Anfangsfrequenz spezifisch für das tragbare
Dualmode-Telefongerät
und die zugehörige
schnurlose Basisstation ist und diesen bekannt ist;
wobei das
Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Anfangskontaktphase
umfasst, welche ihrerseits die folgenden Schritte umfasst:
- – das
tragbare Dualmode-Telefongerät
sendet einen Kontakt-Burst, bestehend aus einer reinen Sinuswelle,
auf der Uplink-Anfangsfrequenz;
- – die
schnurlose Basisstation, die sich im Empfangsbetrieb auf der Uplink-Anfangsfrequenz befindet,
empfängt
den Kontakt-Burst, antwortet anschließend durch das Senden eines
Empfangsbestätigungs-Burst,
der aus einer reinen Sinuswelle mit einer Downlink-Anfangsfrequenz
besteht, die der Uplink-Anfangsfrequenz zugeordnet ist;
- – das
tragbare Dualmode-Telefongerät
empfängt den
Empfangsbestätigungs-Burst;
sowie
eine Zeitsynchronisationsphase zwischen dem tragbaren Dualmode-Telefongerät und der schnurlosen
Basisstation.
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Das
grundsätzliche
Prinzip der Erfindung besteht somit darin, eine paarweise Zuordnung
eines tragbaren Dualmode-Telefongerätes und einer schnurlosen Basisstation
durchzuführen,
indem man sie gemäß einem
Signalaustauschprotokoll betreibt, welches auf demselben Frequenzsprunggesetz
und derselben Uplink-Anfangsfrequenz
basiert, sodass in Abhängigkeit
von der zuvor gesendeten oder empfangenen Frequenz jedes bzw. jede
von ihnen (schnurlose Basisstation oder tragbares Dualmode-Telefongerät) weiß, ob es
bzw. sie senden oder empfangen muss und dies auf welcher Frequenz.
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Somit
werden dank der Frequenzsprünge die
Gefahren von Interferenzen mit anderen Basisstationen (schnurlos
oder Mobilfunk) während
der Registrierungsphase minimiert.
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Außerdem kann,
da die wesentlichen Elemente des Protokolls (nämlich das Sprunggesetz und
die Uplink-Anfangsfrequenz) für
das Paar (schnurlose Basisstation, tragbares Dualmode-Telefongerät) spezifisch
sind, die Registrierungsphase sehr kurz sein.
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Außerdem ist
es wichtig, darauf hinzuweisen, dass gemäß der Erfindung immer das tragbare Dualmode-Telefongerät mit dem
Signalaustausch beginnt. Infolgedessen sendet die schnurlose Basisstation
im Bereitschaftsbetrieb gar kein Signal (sie befindet sich auf der
Uplink-Anfangsfrequenz auf Empfang), was die Möglichkeit bietet, alle Interferenzen
mit anderen Basisstationen (schnurlos oder Mobilfunk) zu vermeiden.
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Vorteilhafterweise
sendet das tragbare Dualmode-Telefongerät das erste Signal auf der Uplink-Anfangsfrequenz,
nachdem der Benutzer mitgeteilt hat, dass er die Registrierung des
tragbaren Dualmode-Telefongerätes
bei der schnurlosen Basisstation wünscht.
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Auf
diese Weise entscheidet der Benutzer selbst über die Registrierung seines
tragbaren Dualmode-Telefongerätes
bei der schnurlosen Basisstation. Wie weiter oben erklärt, braucht
dadurch die schnurlose Basisstation kein Beacon-Signal mit dem Ziel
zu senden, dem tragbaren Dualmode-Telefongerät ihre Anwesenheit mitzuteilen.
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Vorteilhafterweise
ist die schnurlose Basisstation unabhängig vom Mobilfunksystem, wobei
der Zugang zu dem tragbaren Dualmode-Telefongerät möglich ist:
- – im "schnurlosen" Modus über eine
erste der schnurlosen Basisstation im öffentlichen Telefonnetz zugeordneten
Nummer; und
- – im "Mobilfunk"-Modus über eine
zweite Nummer, die sich von der ersten Nummer unterscheidet und
die im Mobilfunksystem einem Teilnehmererkennungsmodul zugeordnet
ist, das in das tragbare Dualmode-Telefongerät gesteckt wird.
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Mit
anderen Worten wird hier nicht angestrebt, dieselbe Nummer für beide
Betriebsmodi "schnurlos" und "Mobilfunk" beizubehalten. Es
ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass gemäß der Erfindung der Betriebsmodus "schnurlos" vollkommen unabhängig vom
Mobilfunksystem abläuft
(sowohl für die
Kontaktaufnahme (mit Synchronisation) als auch für den Anrufaufbau).
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Im
Allgemeinen (und insbesondere im Fall von GSM) wird die Mobilfunknummer
des Teilnehmers auf einer Karte (zum Beispiel einer Chipkarte) gespeichert,
auf der die für
den Teilnehmer spezifischen Daten abgelegt sind. Diese Karte, die
im GSM-System als
Teilnehmeridentifizierungsmodul (oder SIM-Karte) bezeichnet wird,
dient dazu, in ein beliebiges tragbares Telefongerät eingesteckt
zu werden und somit insbesondere in das tragbare Dualmode-Telefongerät. Dagegen
ist die öffentliche
Telefonnummer des Teilnehmers immer einem bestimmten Telefonanschluss
zugeordnet, mit dem die schnurlose Basisstation verbunden ist.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den von dem tragbaren Dualmode-Telefongerät und der schnurlosen
Basisstation nach diesem festgelegten Frequenzsprunggesetz gesendeten
Frequenzen um Frequenzen, die von dem tragbaren Dualmode-Telefongerät und den
Basisstationen des Mobilfunksystems auch im "Mobilfunk"-Modus
genutzt werden; wobei jede von dem tragbaren Dualmode-Telefongerät gesendete
Frequenz, die als Uplink-Frequenz bezeichnet wird, einer von der
schnurlosen Basisstation gesendeten Frequenz, genannte Downlink-Frequenz,
zugeordnet ist, sodass sie bidirektionale Kanäle bilden, die von dem tragbaren
Dualmode-Telefongerät
und der schnurlosen Basisstation nach dem festgelegten Frequenzsprunggesetz
genutzt werden.
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Mit
anderen Worten: Das Sprunggesetz ermöglicht, von einem bidirektionalen
Kanal zu einem anderen zu wechseln, wobei jeder Kanal einen Uplink (vom
tragbaren Dualmode-Telefongerät
zur schnurlosen Basisstation) und einen Downlink (von der schnurlosen
Basisstation zum tragbaren Dualmode-Telefongerät) umfasst. Auf diese Weise
wird die klassische Kanalstruktur der Mobilfunksysteme (insbesondere
des GSM-Systems) übernommen,
was Hardware-Änderungen
an dem tragbaren Dualmode-Telefongerät gegenüber klassischen tragbaren Telefongeräten (ausschließlich für Mobilfunk)
vermeidet.
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Vorzugsweise
gehört
das festgelegte Frequenzsprunggesetz zu der Gruppe, umfassend:
- – die
klassischen im Mobilfunk genutzten Sprunggesetze;
- – die
pseudozufälligen
Sprunggesetze;
- – die
Sprunggesetze, welche die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen zwischen
dem Mobilfunksystem und dem schnurlosen System minimieren.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung sind mindestens zwei tragbare Dualmode-Telefongeräte der schnurlosen
Basisstation zugeordnet, wobei die schnurlose Basisstation und alle tragbaren
Dualmode-Telefongeräte
dieselbe festgelegte Uplink-Anfangsfrequenz nutzen und jedes verschiedene
Paar (aus schnurloser Basisstation und tragbarem Dualmode-Telefongerät) ein unterschiedliches
zuvor festgelegtes Frequenzsprunggesetz nutzt.
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Auf
diese Weise gelten alle vorgenannten Vorteile auch für den Fall,
dass eine schnurlose Basisstation mehreren tragbaren Dualmode-Telefongeräten zugeordnet
ist.
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Diese
Ausführungsform
mit mehreren tragbaren Dualmode-Telefongeräten (die mit derselben schnurlosen
Basisstation betrieben werden) entspricht insbesondere einer Anlage
an einem gewerblichen Standort, wo mehrere Mitarbeiter ein tragbares Dualmode-Telefongerät besitzen, über das
sie mit der schnurlosen Basisstation des Unternehmens verbunden
werden können.
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Vorzugsweise
wird, wenn es sich bei dem Funkkommunikationssystem um ein System
mit Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA) handelt, bei dem die
ausgetauschten Signale in aufeinander folgenden Rahmen ("Frames") strukturiert sind,
die jeweils eine festgelegte Anzahl von Zeitintervallen enthalten,
diese Rahmenstruktur beibehalten, wobei jedem tragbaren Dualmode-Telefongerät ein bestimmter
Zeitintervallrang in jedem Rahmen zugewiesen wird.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung umfasst dieses Verfahren die folgenden aufeinander
folgenden Phasen:
- – eine Anfangskontaktphase,
während
der die schnurlose Basisstation und das tragbare Dualmode-Telefongerät sich versichern,
dass sie zueinander eine Verbindung herstellen können;
- – eine
Zeitsynchronisationsphase, während
der das tragbare Dualmode-Telefongerät sich zeitlich mit
der schnurlosen Basisstation synchronisiert;
- – eine
Bereitschaftsphase, während
der:
- – die
schnurlose Basisstation und das tragbare Dualmode-Telefongerät sich versichern,
dass ihre gegenseitige Zeitsynchronisation erhalten bleibt;
- – bei
einem abgehenden Anruf das tragbare Dualmode-Telefongerät zu der
schnurlosen Basisstation ein Zugriffssignal sendet, um einen Anruf
aufzubauen;
- – bei
einem ankommenden Anruf die schnurlose Basisstation an das tragbare
Dualmode-Telefongerät
eine Paging-Meldung sendet, um einen Anruf aufzubauen.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass in dieser besonderen Ausführungsform
das tragbare Dualmode-Telefongerät
und die schnurlose Basisstation sich gegenseitig synchronisieren,
und zwar vollkommen unabhängig
vom Mobilfunksystem.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der Lektüre der nachfolgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich
werden, die als Beispiel zur Veranschaulichung und ohne einschränkende Wirkung
sowie mit den beigefügten
Zeichnungen gegeben wird, auf denen:
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1 in
schematischer Form ein tragbares Dualmode-Telefongerät und seine
zugehörige schnurlose
Basisstation darstellt, in denen das Registrierungsverfahren gemäß der Erfindung
angewendet werden kann;
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2 ein
vereinfachtes Ablaufdiagramm einer bestimmten Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung
darstellt; und
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3 ein
Beispiel für
den Signalaustausch zwischen dem tragbaren Dualmode-Telefongerät und der
schnurlosen Basisstation darstellt, wenn das Verfahren der Erfindung
gemäß dem Ablaufdiagramm von 2 zur
Anwendung kommt.
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Die
Erfindung betrifft folglich ein Verfahren zur Registrierung eines
oder mehrerer tragbarer Dualmode-Telefongerätes) bei einer zugehörigen schnurlosen
Basisstation.
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Klassischerweise,
wie schematisch in 1 dargestellt, kann ein tragbares
Dualmode-Telefongerät
MMS entweder im "schnurlosen" Modus betrieben werden,
in dem es über
seine zugehörige
schnurlose Basisstation DBS kommuniziert, oder in einem "Mobilfunk"-Modus, in dem es über eine
der Basisstationen BTS eines Mobilfunksystems kommuniziert (zum Beispiel
ein System des Typs GSM 900 oder DCS 1800).
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Es
ist klar, dass 1 nicht maßstabsgetreu ist, da der Radius
R1 der von der Mobilfunk-Basisstation BTS abgedeckte Bereich (das
heißt
der Radius R1 einer Zelle des Mobilfunksystems) im Allgemeinen viel
größer ist
als der Radius R2 des Bereichs, der von der schnurlosen Basisstation
DBS abgedeckt wird.
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Im
Rahmen der Erfindung ist die schnurlose Basisstation DBS ausschließlich mit
dem öffentlichen Telefonnetz
(zum Beispiel Selbstwählfernsprechnetz oder
ISDN-Netz) verbunden.
Sie nutzt beim Senden und Empfangen identische Frequenzen wie jene,
die vom Mobilfunknetz genutzt werden, sodass die Hardware- und Software-Änderungen auf ein Minimum beschränkt werden,
die an dem tragbaren Dualmode-Telefongerät MMS gegenüber einem
klassischen Mobiltelefon (nur für
den Mobilfunkbetrieb) vorgenommen werden müssen.
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Wenn
das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS
im "schnurlosen" Modus betrieben
wird, gibt es zwei Phasen, die nacheinander so oft wie nötig durchgeführt werden
können,
nämlich:
- – eine
Anrufaufbauphase, die jedes Mal durchgeführt wird, wenn ein Anruf entweder
vom tragbaren Dualmode-Telefongerät MMS (abgehender Anruf) oder
von der schnurlosen Basisstation DBS (ankommender Anruf) getätigt wird;
- – eine
Kommunikationsphase, die auf die Ausführung einer Anrufaufbauphase
folgt und die einen Austausch von Sprache oder Daten zwischen dem
tragbaren Dualmode-Telefongerät
MMS und einer anderen (nicht dargestellten) Fernmeldeeinrichtung über die
schnurlose Basisstation DBS ermöglicht.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass diese andere Fernsprecheinrichtung
entweder ein anderes tragbares Telefongerät (Monomode oder Dualmode)
sein kann, das ebenfalls der schnurlosen Basisstation DBS zugeordnet
ist, oder ein beliebiges Endgerät, das
mit der schnurlosen Basisstation DBS über das öffentliche Telefonnetz verbunden
ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Phase vor dem Betrieb im "schnurlosen" Modus (das heißt vor den
Phasen des Anrufaufbaus und den darauf folgenden Kommunikationsphasen).
Genauer ausgedrückt,
betrifft die vorliegende Erfindung das Verfahren zur Registrierung
des tragbaren Dualmode-Telefongerätes MMS bei der schnurlosen
Basisstation DBS.
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Dieses
Registrierungsverfahren hat insbesondere zum Ziel, einerseits der
schnurlosen Basisstation DBS mitzuteilen, dass das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS sich
innerhalb ihrer Reichweite befindet, und andererseits die schnurlose
Basisstation DBS und das tragbare Dualmode-Telefongerät miteinander
zu synchronisieren.
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Gemäß der Erfindung
besteht das Registrierungsverfahren in einem Signalaustausch nach
einem zuvor festgelegten Protokoll basierend auf zwei Elementen,
die der schnurlosen Basisstation DBS und dem tragbaren Dualmode-Telefongerät MMS bekannt
und die für
diese spezifisch sind, nämlich:
- – einem
zuvor festgelegten Frequenzsprunggesetz, mit dem bestimmt werden
kann, auf welcher Frequenz jedes Signal gesendet werden muss; und
- – einer
zuvor festgelegten Uplink-Anfangsfrequenz, auf der das tragbare
Dualmode-Telefongerät
MMS das erste Signal sendet.
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Unter
für das
Telefongerät
MMS und die Basisstation DBS spezifischen Elementen versteht man die
Tatsache, dass diese Elemente entweder physisch von diesen Einrichtungen
gespeichert werden (in einem Speicher von ihnen) oder über eine
Karte (zum Beispiel eine SIM-Karte), die in diese Einrichtungen
eingesteckt wird. Man kann selbstverständlich eine Kombination dieser
beiden Speicherungsverfahren in Betracht ziehen: Die schnurlose
Basisstation speichert die Elemente (Sprunggesetz und Anfangsfrequenz)
auf physische Weise, während
das tragbare Dualmode-Telefongerät
sie über
die SIM-Karte speichert, mit der es zusammenarbeitet.
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Es
ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass das Frequenzsprunggesetz und
die Uplink-Anfangsfrequenz für
dieses Paar (tragbares Dualmode-Telefongerät MMS, schnurlose Basisstation
DBS) spezifisch sind. Mit anderen Worten: Die beiden Einrichtungen MMS,
DBS gehören
paarweise zusammen und können
nur gemeinsam funktionieren.
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Sie
sind zum Beispiel dafür
vorgesehen, zusammen verkauft zu werden, wenn die Wahl und die Speicherung
des Frequenzsprunggesetzes und der Uplink-Anfangsfrequenz werkseitig erfolgen.
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Man
kann jedoch nach einer Variante vorsehen, dass das Frequenzsprunggesetz
und die Uplink-Anfangsfrequenz auf einer SIM-Karte gespeichert werden,
wobei diese Karte dupliziert und jeweils in das Telefongerät MMS und
die Basisstation DBS eingesteckt wird.
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Nach
noch einer anderen Variante kann man vorsehen, dass das Telefongerät MMS und
die Basisstation DBS getrennt gekauft werden können, wobei die Wahl und die
Speicherung des Frequenzsprunggesetzes und der Uplink-Anfangsfrequenz
in diesem Fall bei der ersten gemeinsamen Nutzung erfolgen (zum
Beispiel mit einer Berechnung der Parameter in einer der beiden
Einrichtungen und anschließender Übertragung über Buchsenanschlüsse zum
Laden der berechneten Parameter).
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Die
Uplink-Anfangsfrequenz und die folgenden Frequenzen (bestimmt nach
dem Frequenzsprunggesetz) können
Frequenzen sein, die von dem tragbaren Dualmode-Telefongerät MMS auch
im "Mobilfunk"-Modus genutzt werden.
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Das
zuvor festgelegte, für
die Paarung (tragbares Dualmode-Telefongerät MMS, schnurlose Basisstation
DBS) spezifische Frequenzsprunggesetz ist zum Beispiel ein Sprunggesetz,
das klassischerweise im Mobilfunk verwendet wird. Es ist jedoch
klar, dass zahlreiche weitere Sprunggesetze in Betracht kommen können wie
insbesondere Pseudozufalls-Sprunggesetze oder auch speziell mit
dem Ziel entwickelte Sprunggesetze zur Minimierung der Wahrscheinlichkeit
einer Interferenz zwischen Mobilfunksystemen und schnurlosen Systemen.
Es handelt sich insbesondere um:
- – Interferenzen
zwischen schnurlosen Basisstationen DBS und/oder
- – Interferenzen
zwischen schnurlosen Basisstationen DBS und Mobilfunk-Basisstationen BTS und/oder
- – Interferenzen
zwischen tragbaren Dualmode-Telefongeräten und schnurlosen Basisstation DBS
und/oder
- – Interferenzen
zwischen tragbaren Dualmode-Telefongeräten und Mobilfunk-Basisstationen.
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Das
Konzept der Erfindung umfasst auch den Fall, in dem mehrere tragbare
Dualmode-Telefongeräte
MMS derselben schnurlosen Basisstation DBS zugeordnet sind. In diesem
Fall nämlich
wird die Uplink-Anfangsfrequenz von allen tragbaren Dualmode-Telefongeräten MMS
gemeinsam genutzt, dagegen nutzt jedes Paar (tragbares Dualmode-Telefongerät, schnurlose
Basisstation DBS) sein eigenes Frequenzsprunggesetz.
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Es
ist auch wichtig, darauf hinzuweisen, dass immer das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS das
erste Signal auf der Uplink-Anfangsfrequenz sendet. Auf diese Weise
kann die schnurlose Basisstation DBS auf dieser Uplink-Anfangsfrequenz
auf Empfang bleiben, ohne irgendeine Frequenz zu senden, was die
Möglichkeit
bietet, jede Interferenz mit anderen schnurlosen Basisstationen
DBS oder mit Mobilfunk-Basisstationen BTS zu vermeiden.
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Man
kann vorsehen, dass der Sendevorgang des ersten Signals durch das
tragbare Dualmode-Telefongerät
MMS vom Benutzer selbst ausgelöst
wird, zum Beispiel durch Drücken
einer zu diesem Zweck auf dem tragbaren Dualmode-Telefongerät MMS vorgesehenen
Registrierungstaste. In diesem Fall löst der Benutzer, sobald er
sich in einem von seiner schnurlosen Basisstation DBS abgedeckten
Bereich befindet (das heißt,
sobald er bei ihr ankommt), die Registrierung seines tragbaren Dualmode-Telefongerätes MMS
bei seiner schnurlosen Basisstation DBS aus.
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Nach
einer Variante löst
das tragbare Dualmode-Telefongerät
MMS automatisch den Sendevorgang des ersten Signals auf der Uplink-Anfangsfrequenz
in Abhängigkeit
von zuvor festgelegen Kriterien aus (zum Beispiel wenn die Mobilfunk-Abdeckung nicht mehr
sichergestellt ist, was bedeuten kann, dass der Benutzer gerade
in eine Wohnung zurückkehrt,
die möglicherweise
seine eigene ist; oder auch dann, wenn das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS auf
einer bestimmten Halterung abgelegt wird).
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Sobald
das Registrierungsverfahren beendet ist, arbeitet das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS im "schnurlosen" Modus und empfängt oder sendet
Anrufe über
die schnurlose Basisstation DBS und nicht mehr über das Mobilfunksystem und
profitiert somit von den günstigeren
Gebührentarifen
des öffentlichen
Telefonnetzes.
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In
einer besonderen Ausführungsform
ist die schnurlose Basisstation DBS unabhängig vom Mobilfunksystem. Infolgedessen
unterscheidet sich die Mobilfunknummer des Teilnehmers (die auf
der in das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS eingesteckten SIM-Karte
gespeichert ist) von der öffentlichen
Festnetznummer, die der schnurlosen Basisstation DBS zugewiesen
ist. Unter öffentlicher
Festnetznummer versteht man hier die Nummer, die der schnurlosen
Basisstation im öffentlichen
Selbstwählfernsprechnetz
oder dem ISDN-Netz zugewiesen ist. Im "Mobilfunk"-Modus empfängt das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS die
Anrufe (über
die Mobilfunknummer) über
das Mobilfunknetz. Im "schnurlosen" Modus wird das tragbare
Dualmode-Telefongerät
MMS über
die schnurlose Basisstation DBS benachrichtigt (sofern es sich zuvor
bei ihr registriert hat), wenn die schnurlose Basisstation DBS einen Anruf über die öffentliche
Festnetznummer empfängt.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch in dem Fall Anwendung finden, in
dem die Mobilfunknummer des Teilnehmers mit der öffentlichen Festnetznummer
der schnurlosen Basisstation DBS identisch ist. In diesem Fall müssen allerdings
Vorrichtungen zur Personalisierung der schnurlosen Basisstation
DBS vorgesehen werden (zum Beispiel, indem das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS in
eine bestimmte Halterung gesetzt wird oder indem eine zweite SiM-Karte
in die schnurlose Basisstation DBS eingesteckt wird). Die Leitweglenkungstechniken
von Anrufen mit derselben Nummer für das schnurlose System und
das Mobilfunksystem sind von der vorliegenden Erfindung nicht direkt
betroffen.
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Nun
wird im Zusammenhang mit 2 und 3 eine besondere
Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung
zur Registrierung des tragbaren Dualmode-Telefongerätes MMS
bei der schnurlosen Basisstation DBS dargestellt.
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Man
nimmt in diesem Beispiel an, dass es sich bei dem Funkkommunikationssystem
um ein System mit Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA) handelt,
wobei die ausgetauschten Signale in aufeinander folgenden Rahmen
strukturiert sind, die jeweils eine zuvor festgelegte Anzahl von
Zeitintervallen enthalten. Dies ist zum Beispiel bei einem GSM-System der
Fall, in dem jeder Rahmen 8 Zeitintervalle umfasst.
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Diese
Rahmenstruktur wird für
das "schnurlose" System beibehalten,
das heißt
für den
Austausch von Signalen zwischen dem tragbaren Dualmode-Telefongerät MMS und
der schnurlosen Basisstation DBS. Auf diese Weise wird jedem tragbaren Dualmode-Telefongerät MMS in
jedem Rahmen ein bestimmter Zeitintervallrang zugewiesen. Infolgedessen
können,
wenn ein Rahmen acht Zeitintervalle umfasst (Fall des GSM-Systems)
maximal acht tragbare Dualmode-Telefongeräte MMS registriert sein und
mit derselben schnurlosen Basisstation DBS betrieben werden.
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Wie
auf dem Ablaufdiagramm von 2 dargestellt,
umfasst in einer besonderen Ausführungsform
das Verfahren gemäß der Erfindung
die folgenden aufeinander folgenden Phasen:
- – eine Anfangskontaktphase
(20), während
der die schnurlose Basisstation DBS und das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS sich
versichern, dass sie zueinander eine Verbindung herstellen können;
- – eine
Zeitsynchronisationsphase (30), während der das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS sich
zeitlich mit der schnurlosen Basisstation DBS synchronisiert;
- – eine
Bereitschaftsphase (40), während der:
- – die
schnurlose Basisstation DBS und das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS sich
versichern, dass ihre gegenseitige zeitliche Synchronisation erhalten
bleibt;
- – bei
einem abgehenden Anruf das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS zu
der schnurlosen Basisstation DBS ein Zugriffssignal sendet, um einen
Anruf aufzubauen;
- – bei
einem ankommenden Anruf die schnurlose Basisstation DBS an das tragbare
Dualmode-Telefongerät
MMS eine Paging-Meldung sendet, um einen Anruf aufzubauen.
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Jede
der Phasen wird nun unter Bezugnahme auf 3 ausführlicher
dargestellt, wobei 3 ein Beispiel für den Signalaustausch
zwischen dem tragbaren Dualmode-Telefongerät und der schnurlosen Basisstation
ist, wenn das Verfahren der Erfindung entsprechend dem Ablaufdiagramm
von 2 zur Anwendung kommt. Auf dieser Figur ist jeder Burst
durch einen Pfeil dargestellt, und dazu wird die Frequenz angegeben,
auf der dieser Burst gesendet wird.
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Die
Anfangskontaktphase (20) umfasst die folgenden Schritte:
- – Schritt 21:
Das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS
sendet einen Kontakt-Burst 50 mit einer Dauer ungefähr gleich
einem Zeitintervall und bestehend aus einer reinen Sinuswelle mit
der Uplink-Anfangsfrequenz f1,M;
- – Schritt 22:
Die schnurlose Basisstation DBS, die sich im Dauerempfangsbetrieb
auf der Uplink-Anfangsfrequenz f1,M befindet,
empfängt
den Kontakt-Burst 50 und
antwortet anschließend,
indem sie einen Empfangsbestätigungs-Burst 51 mit
einer Dauer ungefähr
gleich einem Zeitintervall sendet, bestehend aus einer reinen Sinuswelle
mit der Downlink-Anfangsfrequenz f1,D, die
der Uplink-Anfangsfrequenz f1,M, zugeordnet
ist;
- – Schritt 23:
Das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS
empfängt
den Empfangsbestätigungs-Burst 51.
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Die
Zeitsynchronisationsphase (30), die ausgeführt wird,
wenn die Anfangskontaktphase (20) korrekt abgelaufen ist,
umfasst die folgenden Schritte:
- – Schritt 31:
Die schnurlose Basisstation DBS sendet X Synchronisations-Bursts 60 bis 66 mit jeweils
einem Burst pro Rahmen in X aufeinander folgenden Rahmen (im dargestellten
Beispiel ist X = 7). Jeder Synchronisations-Burst 60 bis 66 besteht
aus einer reinen Sinuswelle mit einer Downlink-Frequenz f2,D bis f8,D, die
nach dem Frequenzsprunggesetz gewählt wird;
- – Schritt 32:
Das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS
empfängt
die X Synchronisations-Bursts 60 bis 66, dank
derer es seine Zeitsynchronisation (doppelte Synchronisation: Rahmen
und Zeitintervall) in Bezug auf die schnurlose Basisstation DBS
durchführt.
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Die
Bereitschaftsphase (40), die ausgeführt wird, wenn die Synchronisationsphase
(30) korrekt abgelaufen ist, umfasst die folgenden Schritte:
- – Schritt 41:
Die schnurlose Basisstation DBS sendet:
- – alle
N Rahmen einen Synchronisationsüberwachungs-Burst 71, 73,
bestehend aus einer reinen Sinuswelle mit einer Downlink-Frequenz
f9,D, f10,D, die
nach dem Frequenzsprunggesetz gewählt wird;
- – bei
einem ankommenden Anruf eine Paging-Meldung, die vier Bursts 90 bis 93 umfasst, die
jeweils mit einem Burst pro Rahmen in vier aufeinander folgenden
Rahmen gesendet werden. Jeder Burst 90 bis 93 der
Paging-Meldung ist zum Beispiel wie ein klassischer GSM-Burst strukturiert
und wird auf einer Downlink-Frequenz fy,D bis fy+3,D gesendet,
die nach dem Frequenzsprunggesetz gewählt wird;
- – Schritt 42:
Das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS
geht für
eine Dauer, die etwas länger
ist als das ihr in jedem Rahmen zugewiesene Zeitintervall, auf Empfang
und empfängt:
- – entweder
einen von der schnurlosen Basisstation DBS gesendeten Synchronisationsüberwachungs-Burst 71, 73;
- – oder
einen der vier Bursts 90 bis 93 einer von der
schnurlosen Basisstation DBS gesendeten Paging-Meldung;
- – oder
Rauschsignale;
- – Schritt 43:
Das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS
sendet:
- – alle
N Rahmen einen Synchronisationsüberwachungs-Burst 70, 72,
bestehend aus einer reinen Sinuswelle mit einer Uplink-Frequenz
f9,M, f10,M, die nach
dem Frequenzsprunggesetz gewählt
wird;
- – bei
einem abgehenden Anruf einen RACH-Burst 80 (Anforderung
des Anrufaufbaus), der zum Beispiel wie ein klassischer GSM-Burst
strukturiert ist und auf einer Uplink-Frequenz fx,M,
gesendet wird, die nach dem Frequenzsprunggesetz gewählt wird;
- – Schritt 44:
Die schnurlose Basisstation DBS geht für eine Dauer, die etwas länger ist
als das ihr in jedem Rahmen zugewiesene Zeitintervall, auf Empfang
und empfängt:
- – entweder
einen von dem tragbaren Dualmode-Telefongerät MMS gesendeten Synchronisationsüberwachungs-Burst 70, 72;
- – oder
einen von dem tragbaren Dualmode-Telefongerät MMS gesendeten RACH-Burst 80;
- – oder
Rauschsignale.
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Im
Anschluss an die Initialisierung eines (ankommenden oder abgehenden)
Anrufs können
die folgenden Schritte identisch wie die im GSM-System angewendeten sein,
mit Ausnahme des Umstands, dass die aufeinander folgenden Bursts
jeder beliebigen Meldung mit Frequenzen ausgetauscht werden, die
durch das zuvor festgelegte Frequenzsprunggesetz (angewendet während des
von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Registrierungsverfahrens)
bestimmt werden.
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In
diesem Beispiel führen
während
der Bereitschaftsphase (40) das tragbare Dualmode-Telefongerät MMS und
die schnurlose Basisstation DBS jeweils alle N Rahmen einen Sendevorgang
aus, sodass die gegenseitige Synchronisation erhalten bleibt. Man
kann auch vorsehen, dass das Telefongerät MMS und die Basisstation
DBS um N/2 Rahmen zeitversetzt senden.
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Im
Fall eines Betriebs mit mehreren tragbaren Dualmode-Telefongeräten MMS
funktioniert die schnurlose Basisstation DBS, wenn ein tragbares Dualmode-Telefongerät bereits
registriert ist, mit diesem tragbaren Dualmode-Telefongerät auf einem
der Zeitintervalle jedes Rahmens. Die schnurlose Basisstation DBS
bleibt jedoch für
alle übrigen
Zeitintervalle jedes Rahmens im Empfangsmodus (auf der Anfangsfrequenz).