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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem mit einem
digitalen zellularen Mobilfunknetz, welches mit einem Vermittlungsnetz verbundene
Basisstationen aufweist, die Vermittlungsknoten für Kommunikationsverbindungen
im Mobilfunknetz bereitstellen, zur Versorgung von im Mobilfunknetz
betreibbaren mobilen Endgeräten,
wobei sich erste mobile Endgeräte
in einem bodennahen Bereich befinden, sich zweite mobile Endgeräte in einem
sich im Luftraum befindlichen Transportmittel befinden.
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Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung in bzw. mit dem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem
betreibbare Basisstationen und/oder mobile Endgeräte sowie
entsprechende Verfahren zum Betreiben derselben in bzw. mit dem
erfindungsgemäßen Kommunikationssystem.
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Derartige,
eine mobile Kommunikation zum Austausch von Sprache und/oder Daten
ermöglichende
Kommunikationssysteme sind im Stand der Technik in zahlreichen Ausgestaltungen
bekannt, insbesondere in Form von gemäß den GSM-, GPRS- und/oder
UMTS- Funknetzstandards arbeitenden Mobilfunknetzen. Kommunikationsverbindungen
zwischen dem Mobilfunknetz und einem mobilen Endgerät erfolgen
dabei in der Regel unter Nutzung hierarchisch strukturierter Kommunikationsprotokolle
gemäß einem
Standard des Mobilfunknetzes.
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Problematisch
bei den bisher bekannten Kommunikationssystemen sind Kommunikationsverbindungen
mit sich in einem sich im Luftraum befindlichen Transportmittel
befindenden mobilen Endgeräten.
Aufgrund deren in der Regel relativ großen Abstandes zu auf dem Boden
bzw. im erdnahen Bereich, beispielsweise auf bzw. an Gebäuden oder dergleichen
Bauwerken, befindlichen Basisstationen eines Mobilfunknetzes sowie
bzw. als auch aufgrund deren relativ großer Bewegungsgeschwindigkeit
im Luftraum sind Kommunikationsverbindungen mit diesen mobilen Endgeräten bisher
hinsichtlich Qualität und
Zuverlässigkeit
stark beeinträchtigt
und allenfalls technisch aufwändig
realisierbar. Darüber
hinaus beeinflussen und/oder stören
sich derartige Kommunikationsverbindungen zwischen sich im Luftraum
befindlichen Transportmitteln befindenden mobilen Endgeräten und
dem Mobilfunknetz und Kommunikationsverbindungen zwischen sich in
einem bodennahen Bereich befindenden mobilen Endgeräten und dem
Mobilfunknetz gegenseitig, insbesondere da Kommunikationsverbindungen
zwischen sich im Luftraum befindenden mobilen Endgeräten und
dem Mobilfunknetz aufgrund des relativ großen Abstandes und der Bewegungsgeschwindigkeit
der mobilen Endgeräte
in der Regel mit höheren
Sendeleistungen erfolgen bzw. erfolgen müssen.
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Die
Zuverlässigkeit
und Qualität
von Kommunikationsverbindungen ist insbesondere für Kommunikationsanwendungen
im Bereich von Behörden und/oder
Organisationen mit Sicherheitsaufgaben, sogenannte BOS-Anwendungen, von
erhöhter
Bedeutung. BOS-Anwendungen sind seitens öffentlicher Organisationen
als auch im Bereich privater Unternehmen gegeben, beispielsweise
bei der Polizei, der Feuerwehr, im Rettungsdienst, im Katastrophenschutz.
Diese nutzen oftmals im Rahmen der Wahrnehmung der ihnen zugewiesenen
Sicherheitsaufgaben sich im Luftraum bewegende Transportmittel, vorzugsweise
Hubschrauber und benötigen
entsprechend sichere und zuverlässige
Kommunikationsverbindungen. Bisher nutzen diese in der Regel dazu
digitale Bündelfunknetze,
beispielsweise gemäß dem sogenannten
TETRA-Standard, und in diesen betreibbare Einrichtungen Endgeräte. Nachteilig
bei derartigen Bündelfunknetzen
ist insbesondere, dass diese aufgrund der im Vergleich zu öffentlichen
zellularen Mobilfunknetzen, insbesondere gemäß dem GSM-Standard, relativ
geringen Teilnehmerzahl potentieller Nutzer in der Regel nicht wirtschaftlich
flächendeckend
betreibbar sind.
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In
Anbetracht dieses Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, unter Meldung der beschriebenen Nachteile
eine einfache und kostengünstige
Lösung
für ein
eingangs genanntes Kommunikationssystem bereitzustellen, mit der
insbesondere Störungen
und/oder Beeinflussungen der Kommunikationsverbindungen zwischen
dem Mobilfunknetz und den mobilen Endgeräten untereinander vermeidbar
sind.
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Zur
technischen Lösung
dieser Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung ein Kommunikationssystem
mit einem digitalen zellularen Mobilfunknetz, welches mit einem
Vermittlungsnetz verbundene Basisstationen aufweist, die Vermittlungsknoten
für Kommunikationsverbindungen
im Mobilfunknetz bereitstellen, zur Versorgung von im Mobilfunknetz
betreibbaren mobilen Endgeräten,
wobei sich erste mobile Endgeräte
in einem bodennahen Bereich befinden, sich zweite mobile Endgeräte in einem
sich im Luftraum befindlichen Transportmittel befinden, bereitgestellt,
bei dem für
Kommunikationsverbindungen im Mobilfunknetz einen ersten Betriebsmodus des
Mobilfunknetzes nutzende erste Basisstationen und für Kommunikationsverbindungen
im Mobilfunknetz einen zweiten Betriebsmodus des Mobilfunknetzes
nutzende zweite Basisstationen, vorgesehen sind, wobei eine Kommunikationsverbindung
zwischen einem ersten mobilen Endgerät und dem Mobilfunknetz unter
Nutzung erster Basisstationen erfolgt und eine Kommunikationsverbindung
zwischen einem zweiten mobilen Endgerät und dem Mobilfunknetz unter
Nutzung zweiter Basisstationen erfolgt.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch Nutzung von
unterschiedlichen Betriebsmodi des Mobilfunknetzes für Kommunikationsverbindungen
im Mobilfunknetz eine insbesondere Störungen und/oder Beeinflussungen
der Kommunikationsverbindungen zwischen dem Mobilfunknetz und den
mobilen Endgeräten
untereinander vermeidende Entkopplung der Kommunikationsverbindungen
erzielbar ist, ohne dass technisch aufwändige und/oder kostenintensive Änderungen
seitens der Komponenten des Kommunikationssystems, insbesondere
seitens des Mobilfunknetzes und/oder der mobilen Endgeräte erforderlich
sind. Die erfindungsgemäße Nutzung öffentlicher
zellularer Mobilfunknetze, vorteilhafterweise gemäß dem GSM-,
GPRS- und/oder UMTS-Standard, und deren Infrastruktur erlaubt dabei
einen flächendeckenden
und wirtschaftlichen Betrieb. Der erfindungsgemäße Betrieb der Basisstationen
bildet so im Mobilfunknetz quasi ein Bodennetz und ein Luftnetz
aus.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Entkopplung
von Kommunikationsverbindungen im ersten Betriebsmodus von Kommunikationsverbindungen
im zweiten Betriebsmodus vorteilhafterweise über die Nutzung unterschiedlicher Signalisierungskanäle für die Kommunikationsverbindungen
im ersten und zweiten Betriebsmodus. In einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Entkopplung über die
Nutzung unterschiedlicher Netzwerkcodes für die Kommunikationsverbindungen
im ersten und zweiten Betriebsmodus, vorteilhafterweise über den
von den jeweiligen Kommunikationsprotokollen des Mobilfunknetzes
genutzten Netzwerkcode. Die beiden Betriebsmodi unterscheiden sich
so vorteilhafterweise ausschließlich durch
den Netzwerkcode voneinander.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung wird eine Entkopplung
der Kommunikationsverbindung über
die Nutzung unterschiedlicher Frequenzbänder und/oder unterschiedlicher
Funknetzstandards des Mobilfunknetzes, vorteilhafterweise gemäß GSM-,
GPRS- und/oder UMTS-Standard, realisiert. Insbesondere in Kombination
mit einer Entkopplung der Signalisierungskanäle für die Kommunikationsverbindungen
im ersten und zweiten Betriebsmodus und/oder des jeweils genutzten
Netzwerkcodes ist so eine weitere Reduzierung von Störungen und/oder
Beeinträchtigungen der
Kommunikationsverbindungen untereinander und dadurch eine Verbesserung
der Zuverlässigkeit und
Qualität
der Kommunikationsverbindungen erzielbar.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen
erste Basisstationen wenigstens teilweise Antennen mit zumindest
für Kommunikationsverbindungen
auf den bodennahen Bereich ausgerichteten Sende-/Empfangskörper und/oder zweite
Basisstationen wenigstens teilweise Antennen mit zumindest für Kommunikationsverbindungen auf
den Luftraum ausgerichteten Sende-/Empfangskörper auf. Durch diese Maßnahmen,
vorzugsweise einzeln und/oder in Kombination miteinander, wird eine
weitere Entkopplung der im Luftraum bzw. im bodennahen Bereich erfolgenden
Kommunikationsverbindungen voneinander erzielt, so dass auch physikalisch
im Mobilfunknetz quasi ein Bodennetz und ein Luftraumnetz für Kommunikationsverbindungen gegeben
sind.
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Gemäß einer
weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
die Antennen mit zumindest für
Kommunikationsverbindungen auf den Luftraum ausgerichteten Sende-/Empfangskörpern der
zweiten Basisstationen zumindest zum Aufrechterhalten einer Kommunikationsverbindung
hinsichtlich ihrer Ausrichtung einem sich in einem sich im Luftraum
befindlichen Transportmittel befindenden zweiten mobilen Endgerät nachführbar ausgebildet.
Dabei erfolgt die Nachführung
vorteilhafterweise automatisch, vorzugsweise mittels einer entsprechenden
Steuereinrichtung seitens der jeweiligen zweiten Basisstation.
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Ferner
kann seitens eines Transportmittels für ein in diesem fest installiertes
und insofern aufgrund der Mobilität des Transportmittels mobilen zweiten
Endgerätes
und/oder einem sich in dem Transportmittel befindenden zweiten mobilen
Endgerät
eine entsprechende einen in Richtung Erdboden ausgerichteten und/oder
ausrichtbaren Sende-/Empfangskörper
aufweisende Antenne für
das zweite mobile Endgerät
vorgesehen sein, welche vorteilhafterweise zumindest zum Aufrechterhalten
einer Kommunikationsverbindung hinsichtlich ihrer Ausrichtung vorzugsweise automatisch
nachführbar
ist. Vorteilhafterweise ist der Sende-/Empfangskörper einer derartigen Antenne
nach Art einer Richtantenne strahlartig ausgebildet.
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Vorteilhafterweise
sind erste und/oder zweite Basisstationen für Kommunikationsverbindungen
zumindest teilweise gleichzeitig im ersten und zweiten Betriebsmodus
des Mobilfunknetzes betreibbar. Dadurch ist insbesondere die Orts-
und/oder Zeitwahrscheinlichkeit einer Funkversorgung für Kommunikationsverbindungen
gemäß ersten
und/oder zweiten Betriebsmodus des Mobilfunknetzes erhöhbar, vorteilhafterweise
nach Bedarf und vorzugsweise in steuerbarer Form seitens des Mobilfunknetzes und/oder
der zweiten mobilen Endgeräte
im Luftraum.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
erste und/oder zweite mobile Endgeräte für Kommunikationsverbindungen
zumindest teilweise gleichzeitig im ersten und zweiten Betriebsmodus
des Mobilfunknetzes betreibbar sind.
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Eine
weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems ist
gekennzeichnet durch eine über
das Vermittlungsnetz des Mobilfunknetzes erfolgende Kommunikationsverbindung zwischen
wenigstens einem ersten mobilen Endgerät und wenigstens einem zweiten
mobilen Endgerät
unter Nutzung einer Kommunikationsverbindung zwischen einem ersten
mobilen Endgerät
und dem Mobilfunknetz unter Nutzung erster Basisstationen und einer
Kommunikationsverbindung zwischen einem zweiten mobilen Endgerät und dem
Mobilfunknetz unter Nutzung zweiter Basisstationen.
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Vorteilhafterweise
ist das zweite mobile Endgerät
in dem sich im Luftraum befindlichen Transportmittel, vorzugsweise
einem Hubschrauber, fest installiert.
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Eine
weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems
ist gekennzeichnet durch eine Nutzung der zweiten mobilen Endgeräte und Basisstationen
für Kommunikationsanwendungen
im Bereich von Behörden
und/oder Organisationen mit Sicherheitsaufgaben. Vorteilhafterweise
ist der für
Kommunikationsverbindungen im Mobilfunknetz Kommunikationsprotokolle
eines zweiten Betriebsmodus des Mobilfunknetzes und dementsprechend
zweite Basisstationen und zweite mobile Endgeräte dazu den TETRA-Standard
und/oder den TETRAPOL-Standard nutzend bzw. diesen entsprechend
nutzend ausgebildet.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
anhand des in der Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Dabei
zeigt:
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1 in
einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem.
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Das
in 1 dargestellte Kommunikationssystem besteht aus
einem digitalen zellularen Mobilfunknetz 1 und in diesem
betreibbaren mobilen Endgeräten,
vorliegend in Form von Mobilfunktelefonen 7 und 8.
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Das
Mobilfunknetz 1 weist Basisstationen 3 und 4 auf,
die mit einem in 1 symbolisch dargestellten Vermittlungsnetz 2 des
Mobilfunknetzes 1 verbunden sind. Über das Vermittlungsnetz 2 bzw. von
diesem aus besteht ein – hier
nicht weiter dargestellter Zugang bzw. Übergang zu anderen Kommunikationsnetzen,
beispielsweise einem drahtgebundenen Fernsprechnetz, auch Festnetz
genannt, oder dem Internet. Bei dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
sind die Vermittlungsknoten für
Kommunikationsverbindungen 5 bzw. 6 im Mobilfunknetz 1 bereitstellenden
Basisstationen 3 und 4 jeweils untereinander miteinander
vernetzt. Seitens des Mobilfunknetzes 1 vorgesehene, hier
nicht explizit dargestellte Mobilfunkvermittlungsstellen, sogenannte
Mobile Switching Center (MSC), sind vorteilhafterweise von beiden
Basisstationen 3 und 4 gemeinsam nutzbar ausgebildet.
Derartige Mobilfunkvermittlungsstellen (MSCs) sind vorliegend Bestandteil
des in 1 symbolisch dargestellten Vermittlungsnetzes 2 des Mobilfunknetzes 1.
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Die
Basisstationen 3 und 4 bilden gemäß der Senderreichweite
und der Struktur der jeweils verwendeten Antennen eine sogenannte
Zelle des zellularen Mobilfunknetzes 1. Sich innerhalb
einer Zelle befindende mobile Endgeräte 7 und 8 können über eine
mittels Funk erfolgende Kommunikationsverbindung 5 und 6 zwischen
dem jeweiligen mobilen Endgerät 7 und 8 und
der jeweiligen Basisstation 3 und 4 mit dem bzw. über das
Mobilfunknetz 1 kommunizieren. Die Kommunikationsverbindungen 5 bzw. 6 einer
entsprechenden Kommunikation zwischen dem Mobilfunknetz 1 und
einem mobilen Endgerät 7 bzw. 8 erfolgen
dabei unter Nutzung hierarchisch strukturierter Kommunikationsprotokolle
gemäß einem Standard
des Mobilfunknetzes 1, vorliegend gemäß dem GSM-, GPRS- und/oder
UMTS-Funknetzstandard.
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Wie
in 1 dargestellt, befinden sich die mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichneten
mobilen Endgeräte 7 – erste
mobile Endgeräte
im Sinne der vorliegenden Erfindung – in einem bodennahen Bereich 10 des
Mobilfunknetzes 1. Im bodennahen Bereich 10 des
Mobilfunknetzes 1, werden dabei vorliegend für im Mobilfunknetz 1 erfolgende
Kommunikationsverbindungen 5 die Basisstationen 3 – erste Basisstationen
im Sinne der vorliegenden Erfindung – verwendet. Die ersten Basisstationen 3 nutzen
dabei vorliegend für
die Kommunikationsverbindungen 5 einen ersten Betriebsmodus
des Mobilfunknetzes 1.
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Wie
weiter in 1 dargestellt, befinden sich ein
mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnetes mobiles Endgerät 8-
ein zweites mobiles Endgerät
im Sinne der vorliegenden Erfindung – in einem sich im Luftraum 11 des
Mobilfunknetzes 1 befindlichen Transportmittel, vorliegend
einem Hubschrauber 9. Im Luftraum 11 des Mobilfunknetzes 1,
werden dabei vorliegend für
im Mobilfunknetz 1 erfolgende Kommunikationsverbindungen 6 die
Basisstationen 4 – zweite
Basisstationen im Sinne der vorliegenden Erfindung – verwendet.
Die zweiten Basisstationen 4 nutzen dabei vorliegend für die Kommunikationsverbindungen 6 einen
zweiten Betriebsmodus des Mobilfunknetzes 1.
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Durch
die Nutzung der unterschiedlichen Betriebsmodi des Mobilfunknetzes 1 für die Kommunikationsverbindungen 5 und 6 im
Mobilfunknetz 1, vorliegend vorteilhafterweise durch Nutzung
unterschiedlicher Signalisierungskanäle für die Kommunikationsverbindungen
im ersten und zweiten Betriebsmodus über den von den jeweiligen
Kommunikationsprotokollen genutzten Netzwerkcode, ist eine Entkopplung
der Kommunikationsverbindungen 5 und 6 gegeben.
Dadurch werden Störungen und/oder
Beeinflussungen der Kommunikationsverbindungen 5 und 6 zwischen
dem Mobilfunknetz 1 und den mobilen Endgeräten 7 und 8 untereinander vermieden.
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Das
in der Fig. der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel dient lediglich
der Erläuterung der
Erfindung und ist für
diese nicht beschränkend.
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- 1
- Mobilfunknetz
- 2
- Vermittlungsnetz
(Mobilfunknetz (1))
- 3
- erste
Basisstation (Mobilfunknetz (1))
- 4
- zweite
Basisstation (Mobilfunknetz (1))
- 5
- Kommunikationsverbindung
(erster Betriebsmodus)
- 6
- Kommunikationsverbindung
- 7
- erstes
mobiles Endgerät/Mobilfunktelefon
- 8
- zweites
mobiles Endgerät
- 9
- Transportmittel/Hubschrauber
- 10
- bodennaher
Bereich
- 11
- Luftraum