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Die
Erfindung betrifft ein Endgerät,
insbesondere ein mobiles Endgerät,
das für
die Kommunikation über
das System TETRA ausgerüstet
ist und das neben der Übertragung
von Sprache außerdem
die Möglichkeit
der paketorientierten Datenübertragung nach
dem IP Protokoll bietet.
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TETRA
(terrestrial trunked radio), der neue Standard für digitalen Bündelfunk,
ermöglicht
die Walkie-Talkie Kommunikation und eignet sich wegen seiner hohen Übertragungsqualität und seiner
Frequenzökonomie
besonders für
Behörden
und für
Organisationen, die mit Sicherheitsaufgaben betraut sind. Mit TETRA
können
aber neben der Sprache auch Daten paketorientiert übertragen
werden, so dass die Kapazitäten
der Funkkanäle
optimal genutzt werden. TETRA ist standardisiert und bereits in
vielen Bereichen eingeführt.
TETRA soll auf kurz oder lang den bekannten BOS (Behörden und
Organisationen mit Sicherheitsaufgaben) Funk ablösen.
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Allerdings
sind TETRA Endgeräte,
da sie für den
Outdoor Einsatz vorgesehen sind, verhältnismäßig aufwendig und teuer. Es
wäre für viele
Organisationen oder für
die öffentliche
Hand eine große
finanzielle Belastung, alle Mitarbeiter mit solchen Geräten auszustatten.
Zudem ist die Netzabdeckung bislang noch sehr lückenhaft.
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Die
Aufgabe der Erfindung liegt nunmehr darin, ein mobiles Endgerät zu schaffen,
das über
TETRA kommuniziert und dessen Funktionalität mit einfachen und kostengünstigen
Mitteln derart erweitert ist, dass eine Kommunikation mit anderen
mobilen nicht TETRA fähigen
Endgeräten
möglich
wird.
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Diese
Aufgabe wird durch das Endgerät
mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen
genannt.
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Der
wesentliche Grundgedanke der Erfindung liegt darin, dass die auf
dem IP Protokoll basierende Möglichkeit
der Datenübertragung
von TETRA fähigen
Endgeräten
genutzt wird, um neben dem herkömmlichen
TETRA Sprachkanal eine zweite Art der Sprachkommunikation zu ermöglichen,
die sich des paketvermittelten Datenaustausches nach dem IP Protokoll
bedient. Dabei ist es von besonderem Vorteil, sich des bekannten „Push-to-Talk
over Cellular" (PoC)
Standards zu bedienen, der seinerseits auf dem IP Protokoll basiert.
Bei Bedarf nimmt das TETRA Endgerät die Rolle eines „herkömmlichen" mobilen Endgerätes an,
das PoC fähig
ist. Das TETRA Endgerät
kommuniziert in dieser Funktion über
einen TETRA Kanal mit einem Server, der Zugang hat zu einem Datennetz
insbesondere zu einem Intranet oder dem Internet. Über diesen
Weg des PoC wird die Kommunikation auch mit nicht TETRA fähigen Endgeräten möglich. Die
Erfindung ermöglich
die Vernetzung von TETRA Endgeräten
und anderen Push-to-Talk
Endgeräten
gewissermaßen
auf der gemeinsamen Ebene des Internet Protokolls.
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Der
unter der Bezeichnung PoC bekannte Dienst realisiert eine Walkie
Talkie Funktion bei z.B. GPRS/UMTS fähigen Endgeräten. Dabei
handelt es sich bei PoC um einen Standard, der eine schnelle und
einfache Sprachkommunikation für
Gruppen innerhalb von Mobilfunknetzen ermöglicht, wobei der Nutzer mit
nur einem Tastendruck auf seinem Handy eine Sprachnachricht an einen
oder mehrere Empfänger
senden kann. Die Nachricht wird dabei über eine packetvermittelnde
Mobilfunkverbindung z.B. im GPRS oder UMTS Standard übertragen.
Entsprechend wird die Sprachnachricht in Datenpakete zerstückelt und
verschickt, wodurch diese mit einer kurzen Verzögerung bei den Empfängern ankommt.
Die Sprachqualität
ist nicht sonderlich hoch, aber für viele Zwecke ausreichend.
Im Push-to-talk Menü lassen sich
Gruppen von Nutzern zusammenstellen. Bezüglich der Sprachdienste ist
PoC dem TETRA recht ähnlich.
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Die
Art der Kommunikation ist damit ähnlich der
von „Voice
over IP". Die Gruppenteilnehmer
bekommen zuerst eine Signalisierung z.B. durch das SIP Protokoll,
nachfolgend wird die Sprache in "Talk Bursts" z.B. über das
RTP Protokoll übertragen.
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PoC
weist einige Funktionsblöcke
auf, die im Rahmen der Erfindung besondere Bedeutung erlangen: Zu
nennen sind das „Group
and List Management" für die netzwerkseitige
Organisation von Teilnehmern und Teilnehmergruppen, sowie von Kontakt-
und Zugangslisten. Zudem ist als separates System außerhalb
der PoC Spezifikationen ein Presence Server vorhanden, während ein
PoC-Server z.B. als SIP-Applikation Server die Ablaufsteuerung für PoC-basierende
Kommunikation sicherstellt. Sowohl TETRA als auch PoC unterstützen die
gleichzeitige Kommunikation zwischen mehreren Gruppenmitgliedern.
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Die
zusätzliche
PoC Funktionalität
wird dem erfindungsgemäßen TETRA
Endgerät
durch ein Programm implementiert, das einen PoC Client realisiert. Der
Nutzer eines solchen erfindungsgemäß erweiterten TETRA Endgerätes kann
nun wählen,
ob er sich der „normalen" Kommunikation über einen
TETRA Sprachkanal bedienen möchte,
oder ob er via des paketvermittelten Datenaustausches zu anderen
Endgeräten,
insbesondere zu PoC fähigen
GSM Endgeräten,
Kontakt aufnehmen will. Diese Vernetzung von TETRA und Push-to-Talk
Funktionalitäten
macht es möglich,
dass Nutzer von TETRA Netzen mit Push-to-Talk-Nutzern und umgekehrt
kommunizieren können.
Ein gewichtiger Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Umsetzung
lediglich eine Softwareerweiterung im TETRA-Handset erfordert. Dabei
ist es jedoch Voraussetzung, dass die Prozessorleistung und die
Speicherressourcen ausreichen und IP als Datenübertragungsprotokoll unterstützt wird.
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Die
Erfindung macht sich somit die Tatsache zu nutze, dass einerseits
der TETRA Standard eine IP-basierende Datenübertragung definiert, die alternativ
zur Sprachübertragung
erfolgt, und dass andererseits auch PoC ein auf einem Internet Protocol
(IP) und einem Session Initiation Protocol (SIP) basierender Dienst
ist, wobei SIP ein Protokoll zum Aufbau einer Kommunikationssitzung zwischen
zwei und mehr Teilnehmern ist. SIP in den RFC 3261 spezifiziert
und ist ein in der IP-Telefonie häufig angewandtes Protokoll.
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Die
Erfindung beruht somit darauf, dass die im TETRA-Standard definierte
IP-basierende Datenübertragung
für einen
in das TETRA-Endgerät
integrierten POC-Client
genutzt wird. POC setzt in der Regel auf Basis SIP und RTP auf dem
IP-Protocol auf.
IP als Datenübertragungsprotokoll
findet auch innerhalb von TETRA Verwendung.
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Durch
die erfindungsgemäße Verknüpfung von
TETRA mit PoC besteht für
den Netzbetreiber die Möglichkeit,
einen kostengünstigen
und wettbewerbsfähigen
Dienst für
den professionellen Mobilfunk zu etablieren. Zudem können TETRA-Nutzer nun durch
die erfindungsgemäß erweiterten
Endgeräte
mit PoC-Nutzern, die sich einfacherer und um mehr als 50% billigerer
Endgeräte
bedienen, kommunizieren. Auch eine Kommunikation von TETRA Endgerät über das
Internet zu einem anderen TETRA Endgerät oder einem Computer ist möglich, solange deren
Adressen im Netz bekannt sind. Somit liegt ein wesentlicher Vorteil
der Erfindung in der erheblich erweiterten Reichweite von TETRA
Endgeräten.
So können
TETRA-Nutzer nunmehr die Mitglieder von PoC-Nutzergruppen praktisch
weltweit erreichen, wenn GPRS/UMTS Netzabdeckung und Roaming-Verträge mit entsprechenden
Netzanbietern vorhanden sind. Außerdem lässt sich ein TETRA-System durch PoC-fähige Endgeräte für solche Nutzer
kostengünstig
erweitern, die keine besonders kritischen Kommunikationsanforderungen
haben.
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Ein
erheblicher Kostenvorteil liegt in der Nutzung von PoC-fähigen Endgeräten gegenüber TETRA-Endgeräten. So
gibt es sehr viele Anwendungsbereiche, in denen bestimmte Personen
mit Aufgaben betraut sind, die eine hochverfügbare Kommunikationsinfrastruktur,
also TETRA, brauchen, während andere
Personen in derselben Organisation mit der nicht in diesem Maße verfügbaren Infrastruktur
von PoC auskommen. Die Kostenvorteile ergeben sich daraus, dass
die Versorgung mit TETRA-Endgeräten auf
die Personen beschränkt
werden kann, die mit entsprechenden Aufgaben betraut sind. Alle
anderen Personen würden
mit GSM/GPRS-Consumer-Geräten
ausgestattet. Der Kostenvorteil kann sich auf bis zu 1000 EUR und
mehr pro Mobilfunkgerät
belaufen.
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Die
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Summe der Besonderheiten
von TETRA und PoC. Während
TETRA, wie dargelegt, ein eigenes Mobilfunknetz benötigt, setzt
Push-to-Talk auf existierende GSM/UMTS-Netze auf, die einen nahezu weltweiten
Einsatz erlauben. TETRA-Netze sind hingegen zumindest derzeit nicht
flächendeckend
verfügbar
und ein nationales und internationales Roaming steht noch in weiter
Ferne. Da PoC ein IP/SIP-basierender Dienst ist, bietet sich die
technische Nutzung unter WLAN, Festnetz, Internet an.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles
anhand der Figur erklärt.
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Die
Figur zeigt schematisch die erfindungsgemäße Systemarchitektur. Gezeigt
ist zunächst
das Innere eines erfindungsgemäß erweiterten
TETRA-fähigen
Endgerätes 1,
das auch die Nutzung des PoC System ermöglicht. Das Endgerät weist,
wie alle bekannten Endgeräte,
eine Tastatur 2, ein Display 3 und eine Mikrophon-Lautsprechereinheit 4 auf.
Die Tastatur 2 und das Display 3 stehen mit der
Benutzerschnittstelle 5 in Verbindung, wobei die zwischen
den Modulen gezeichneten durchgezogenen Linien Wege des Datenflusses
aufzeigen, während
die unterbrochenen Linien die Steuerung symbolisieren.
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Die
erfindungsgemäße Erweiterung
betrifft die Benutzerschnittstelle 1, die nicht nur mit
dem vorhandenen TETRA Protokollstack 6 kommuniziert, sondern
die entsprechend der Erfindung nun auch noch Zugriff zu einem PoC
Client 7 hat, dem der implementierte SIP Protokollstack 8 zugeordnet
ist. Zudem ist ein integriertes Teilnehmerverzeichnis 9 integriert.
Die Benutzerschnittstelle 1 übergreift die TETRA-Komponenten
und die PoC-Komponenten des mobilen Endgerätes 1, so dass der
Nutzer zwischen beiden Systemkomponenten wechseln und sie, soweit
wie möglich,
unabhängig
voneinander nutzen kann.
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Die
Benutzerschnittstelle 1 steuert die Rufannahme und die
Rufbeendigung unabhängig
davon, ob diese via TETRA oder PoC erfolgt. Dazu setzt sie auf die
Anrufsignalisierung unter TETRA/PoC logisch auf durch die zwischen
5 und 6 sowie zwischen 5 und 7 bestehende Verbindungen. Die Benutzerschnittstelle 1 organisiert
zudem die Ein- und Ausgabe 4, insbesondere über das
Mikrofon, den Lautsprecher und die Tastatur 2, wobei vor
die Sprach Ein- und Ausgabe 4 ein Audio Codec Modul 10 angeordnet
ist.
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Das
Teilnehmerverzeichnis 9 des TETRA-Endgerätes wird
dynamisch unter Nutzung des vom PoC-System verwendeten Group and
List Management Servers um die Teilnehmer des PoC-Systems erweitert.
Dazu dient eine Abgleichlogik 11 für die Teilnehmerverzeichnisse,
die über
eine Schnittstelle 12 zum PoC Group Management verfügt. Der Nutzer
des erweiterten TETRA-Endgerätes
ist dann in der Lage, aus dem Teilnehmerverzeichnis 9 (Telefonbuch)
den Gesprächspartner
auszuwählen.
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Die
Benutzungsschnittstelle kann erfindungsgemäß dahingehend erweitert sein,
dass anhand des Eintrags im Teilnehmerverzeichnis festgestellt werden
kann, ob der Teilnehmer via TETRA oder via PoC erreichbar ist.
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Die
Kommunikation erfolgt über
die Sendefrequenzen des TETRA Mobilfunknetzes 13, wobei der
IP Datenaustausch über
den Kanal 14 zu einem Server 15 erfolgt, während Sprachnachrichten Sprachnachrichten über den
entsprechenen Kanal 16, der auch eine Anrufsignalisierung
ermöglicht,
geschieht. Diese Kommunikation wird über einen TETRA-DXT Server 17 organisiert.
Zudem ist ein integrierender Server 18 für das gemeinsame
Management der Teilnehmer und Gruppen vorhanden.
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Zur
Nutzung eines in beiden Systemen eindeutigen Nutzeridentifikationsmerkmals
zum Zusammenführen
von Teilnehmer-Einträgen
ist vorgesehen, dass die PoC-Nutzereinträge und TETRA-Nutzereinträge anhand
eines im TETRA-System verwendeten eindeutigen Merkmals zusammengeführt werden. Dadurch
ergibt sich die Möglichkeit,
dass Teilnehmer sowohl via TETRA als auch via PoC erreichbar sind, wobei
die Erreichbarkeit vom Nutzer bei Gesprächsaufbau bestimmt wird. Je
nach Art und Erreichbarkeit wird dann – bei Auswahl eines Teilnehmers
aus dem Telefonbuch – die
automatisch oder durch Auswahl des Nutzers die entsprechende Verbindungsmöglichkeit
zum Rufaufbau gewählt.
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Die
Aktuelle Erreichbarkeit via PoC wird anhand der Informationen vom
Presence-Server
(über den
Group and List Management Server) ermittelt. Da die aktuelle Erreichbarkeit
via TETRA nicht ermittelt werden kann, wird stattdessen die Erreichbarkeit als „unbekannt" dargestellt. Auf
diese Weise lässt sich
der Presence-Service unter PoC auch für Verbindungsaufnahmen unter
TETRA nutzen.
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Zur
Aktivierung des POC-Systems wird nach Einschalten des Endgerätes die
PoC-Komponente aktiviert, wobei das optional nach Bestätigung durch den
Nutzer oder später
durch explizite Eingabe durch den Nutzer erfolgen kann. Der PoC-Presence-Server wird über den
aktuellen Bereitschaftszustand informiert und auf den aktuellen
Stand gehalten.
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Zudem
kann der Bereitschaftszustand des Benutzers im PoC-Presence-Server
zu Beginn eines Gesprächs
via TETRA seitens des Endgerätes
automatisch auf beispielsweise „bitte nicht stören" gesetzt und nach
Beendigung des Gesprächs
via TETRA wieder zurückgesetzt
werden. So ist jedem PoC Nutzer automatisch ersichtlich, dass ein
Teilnehmer nicht für
ein Gespräch
nicht verfügbar
ist, da dieser ja gerade via TETRA mit jedem anderen spricht.