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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergabe von Rechten
zur Übertragung
einer Kommunikationsnachricht, insbesondere Sprachnachricht, in
einem Funksystem, welches aus einer zentralen Steuereinrichtung
und einer Mehrzahl mit dieser jeweils verbundener Mobilstationen
besteht. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Vergabe von Übertragungsrechten bzw.
Sprachrechten in einer sogenannten "Push-to-Talk"-Sitzung.
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In
vielen Situationen besteht die Notwendigkeit, mit Hilfe von Kommunikationsgeräten zwischen vielen
Benutzern zu kommunizieren. Beispielweise werden in großen Konferenzräumen Systeme
eingesetzt, die den Teilnehmern mehrere Mikrofone und Lautsprecher
zur sprachlichen Kommunikation zur Verfügung stellen. Die Mikrofone
müssen
dabei vom jeweiligen Teilnehmer bzw. Sprecher zur Benutzung eingeschaltet
werden. Um keine Verwirrung bei der Kommunikation zur erzeugen,
ist das aus den Mikrofonen und Lautsprechern bestehende Kommunikationssystem
derart ausgelegt, dass ein eingeschaltetes Mikrofon alle anderen
Mikrofone sperrt, so dass immer nur ein Mikrofon bzw. ein Sprecher
aktiv sein kann.
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Nicht
nur für
stationäre
Kommunikationsgeräte,
sondern auch für
mobile Kommunikationsgeräte,
wie Mobiltelefone existieren ebenfalls Dienste, die wie bei Konferenzsystemen
oder sogenannten "Walkie-Talkies" nur das Sprechen
eines einzigen Kommunikationsteilnehmers zulassen. Ein derartiger Dienst
bzw. eine derartige Anwendung wird als "Push-to-Talk"-Service (PTT-Dienst) bezeichnet. Wie bei
stationären
Konferenzsystemen oder "Walkie-Talkies" muss der Sprecher
eine spezielle Taste (Sprachtaste) betätigen, um Nachrichten an andere Teilnehmer
zu übermitteln.
Die Übertragung
von Nachrichten von anderen Teilnehmern ist während dieser Zeit gesperrt.
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Mobile
PTT-Anordnungen bzw, mobile PTT-Systeme sind sternförmig ausgeführt. Dabei
ist ein zentraler PTT-Server als zentrale Steuereinheit mit allen
mobilen Kommunikationsgeräten,
wie Mobiltelefonen, von Teilnehmern verbunden. Der PTT-Server steuert
den PTT-Dienst und verteilt die relevanten Kommunikationsdaten bzw.
Kommunikationsnachrichten an die Teilnehmer. Die Vergabe von Sprachrechten,
d.h. der Rechte, wann ein bestimmter Teilnehmer seine Sprachnachricht
bzw. seinen Sprachdatenstrom an den PTT-Server zur Weiterleitung
an die anderen Teilnehmer übertragen
darf, wird bei einem PTT-Dienst ebenfalls durch den PTT-Server organisiert
("Floor Control"). Üblicherweise
geschieht dies derart, dass ein Teilnehmer dem PTT-Server meldet,
wenn er sprechen möchte
(mittels einer Sprachanforderungsnachricht: "Floor Request" FREQ). Der PTT-Server entscheidet, ob der Teilnehmer
sprechen darf (beispielsweise, wenn kein anderer Teilnehmer vor
dem anfordernden Teilnehmer das Sprachrecht angefordert hat, und
wenn kein anderer Teilnehmer gerade spricht bzw. seinen Sprachdatenstrom überträgt). Dem
anfordernden Teilnehmer wird vom PTT-Server mitgeteilt, ob er sprechen darf
(mittels einer Bewilligungsnachricht: "Floor Grant"-Nachricht FGRA) oder in eine Warteschlange
eingereiht wird (mittels einer Wartenachricht: "Floor Queue"-Nachricht FQUE). Diese beiden gerade
dargestellten Fälle
werden nun noch einmal ausführlich
anhand der 2 und 3 erläutert.
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In 2 ist
nun die Sprachrecht-Vergabe eines Push-to-Talk-Systems vereinfacht dargestellt. Zur
Vereinfachung der Erläuterung
weist das betreffende PTT-System lediglich eine Mobilstation T1
in der Form eines Mobiltelefons auf, die mit einem PTT-Server PS über eine
Funkverbindung kommuniziert. Der PTT-Server PS sei jedoch mit weiteren
Mobilstationen (nicht dargestellt) verbunden. Möchte nun die Mobilstation T1
sprechen, d. h. einen Sprachdatenstrom oder eine Sprachnachricht
zum PTT-Server PS zur Weiterleitung an die Mobilstationen übertragen,
so sendet sie eine Sprachanforderungsnach richt FREQ an den PTT-Server
PS. Hat keine der anderen Mobilstationen bereits ein Sprachrecht
angefordert oder überträgt gerade
seinen Sprachdatenstrom, so gewährt
der PTT-Server PS das Sprachrecht der Mobilstation T1, indem er
dieser eine Bewilligungsnachricht FGRA zusendet. Ansprechend auf diese
Bewilligungsnachricht sendet nun die Mobilstation T1 ihre Sprachnachricht
bzw. ihren Sprachdatenstrom SN an den PTT-Server PS zur Weiterleitung an die anderen
Mobilstationen.
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In 3 ist
die Sprachrecht-Vergabe mit zwei Mobilstationen T1 und T2 gezeigt,
welche mit einem PTT-Server PS in Verbindung stehen. Obwohl es nicht
dargestellt ist, sind mit dem PTT-Server PS ferner weitere Mobilstationen
verbunden. In dem in 3 dargestellten Fall sendet
nun die Mobilstation T1 zur Erlangung eines Sprachrechts eine Sprachanforderungsnachricht
FREQ an den PTT-Server PS. Da jedoch gerade von der Mobilstation
T2 eine Sprachnachricht SN an den PTT-Server PS übertragen wird, erhält die Mobilstation
T1 keine Bewilligung, wie im in 2 dargestellten
Fall, sondern erhält
eine Wartenachricht bzw. Verzögerungsnachricht FQUE,
welche der Mobilstation T1 angibt, dass sie in eine Warteschlange
eingereiht wird, und warten muss, bis die Mobilstation T2 ihre Übertragung
der Sprachnachricht beendet. Hat die Mobilstation T2 ihre Übertragung
der Sprachnachricht SN beendet, so sendet die Mobilstation T2 eine
Freigabenachricht ("Floor
Release") FREL an
den PTT-Server PS, woraufhin dieser nun eine Bewilligungsnachricht
FGRA an die Mobilstation zur Benachrichtigung sendet, dass diese
ihre Sprachnachricht SN übertragen kann.
Daraufhin überträgt die Mobilstation
T1 ihre Sprachnachricht SN an den PTT-Server PS zur Weiterleitung
an die anderen Mobilstationen.
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Nachteilig
an einem derartigen Verfahren zur Vergabe von Sprachnachrichten
ist jedoch, dass, wenn bestimmte Teilnehmer ohne Rücksicht
auf die anderen oft sprechen möchten,
diese lediglich eine Sprachanforderungsnachricht an den PTT-Server senden
müssen,
und somit ständig
in die Warteschlange einge reiht werden, ohne dass andere Teilnehmer
ausreichend die Möglichkeit
erhalten, sich in die Konferenz einzubringen.
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Somit
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit
zu schaffen, eine Konferenz derart zu organisieren, dass alle Teilnehmer
die gleichen Chancen bei der Vergabe von Sprachrechten haben.
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Diese
Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein
Verfahren zur Vergabe von Rechten zur Übertragung einer Kommunikationsnachricht,
insbesondere Sprachnachricht, in einem Funksystem, bestehend aus
einer zentralen Steuereinrichtung und einer Mehrzahl mit dieser
jeweils verbundenen Mobilstationen, umfasst folgende Schritte: Zunächst wird eine
zeitliche Struktur durch die zentrale Steuereinrichtung festgelegt,
welche angibt, zu welchen Zeiten eine bestimmte der Mobilstationen
das Recht zur Übertragung
einer Kommunikationsnachricht erhält. Beispielsweise können hier
den einzelnen Mobilstationen Zeitschlitze, d. h. Zeitintervalle,
zugeordnet werden, in denen eine bestimmte Mobilstation das Recht
erhält,
eine Kommunikationsnachricht zu übertragen.
Zu einer bestimmten für
eine erste Mobilstation festgelegten Zeit überträgt nun diese Mobilstation eine
erste Kommunikationsnachricht an die zentrale Steuereinrichtung.
Diese wird von der zentralen Steuereinrichtung an alle übrigen Mobilstationen
(außer
der ersten Mobilstation) weitergeleitet, wobei die zentrale Steuereinrichtung
verhindert, dass eine der übrigen
Mobilstationen eine eigene Kommunikationsnachricht überträgt, so lange
die Übertragung
der ersten Kommunikationsnachricht andauert. Das bedeutet, gemäß dem beschriebenen
Verfahren organisiert die zentrale Steuereinrichtung die Vergabe
der Sprachrechte, wobei durch das Festlegen der zeitlichen Struktur
jede der Mobilstationen in die Lage versetzt werden soll, gleichermaßen bzw.
in gleichem Umfang an der Kommunikation teilzunehmen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung wird die zeitliche Struktur der festgelegten Übertragungszeiten,
d. h. die Zeiten, an denen den jeweiligen Mobilstationen das Recht
zur Übertragung
von Daten gewährt
wird, den Mobilstationen derart mitgeteilt, dass die zentrale Steuereinrichtung
jeder Mobilstation an den für
diese festgelegten Zeiten eine Anfragenachricht zusendet, die angibt,
dass die Mobilstationen nun ansprechend auf die Anfragenachricht die
Erlaubnis zur Übertragung
ihrer Kommunikationsnachricht haben. In diesem Fall ist es denkbar,
dass die zeitliche Struktur nicht vorbestimmte Zeitintervalle oder
Zeitschlitze wie oben erwähnt
umfasst, sondern eine zeitliche Reihenfolge vorgibt, in der den einzelnen
Mobilstationen die Abfragenachrichten zugesendet werden. Möchte eine
Mobilstation ihre Kommunikationsnachricht übertragen, so muss sie auf
die Anfragenachricht bzw. das "Frei-Token" warten. Erhält nun eine
Mobilstation, wie die oben beschriebene erste Mobilstation eine
Anfragenachricht (Frei-Token), so sendet sie ansprechend auf diese Anfragenachricht
eine (erste) Annahmenachricht (welche der herkömmlichen Sprachanforderungsnachricht
entspricht) an die zentrale Steuereinrichtung, um anzuzeigen, dass
sie eine Kommunikationsnachricht an die zentrale Steuereinrichtung
zur Weiterleitung an die anderen Mobilstationen übertragen möchte. Überträgt momentan keine weitere Mobilstation
ihre Kommunikationsnachricht an die zentrale Steuereinrichtung,
so sendet diese eine Bewilligungsnachricht an die auf die Anfragenachricht
antwortende Mobilstation, um anzugeben, dass nun diese Mobilstation
ihre Kommunikationsnachricht an die zentrale Steuereinrichtung zur
Weiterleitung an die anderen bzw, übrigen Mobilstationen übertragen darf.
Schließlich überträgt diese
Mobilstation, welche die Bewilligungsnachricht erhalten hat, ihre
Kommunikationsnachricht bzw. ihren Kommunikationsdatenstrom an die
zentrale Steuereinrichtung.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann nun die zentrale Steuereinrichtung während der Übertragung
der Kommunikationsnachricht von der gerade beschriebenen (ersten)
Mobilstation weiterhin gemäß der festgelegten
zeitlichen Struktur an alle übrigen
Mobilstationen (außer
der ersten Mobilstation) die Anfragenachricht senden. Dies hat den
Vorteil, dass schon während
die erste Mobilstation ihre Kommunikationsnachricht überträgt, die Übertragungsrechte
für die übrigen Mobilstationen
vereinbart bzw. festgelegt werden können. Möchte nun eine zweite Mobilstation
ansprechend auf die Anfragenachricht ihre Kommunikationsnachricht
senden, so kann sie eine zweite Annahmenachricht an die zentrale
Steuereinrichtung senden, wobei die zentrale Steuereinrichtung ansprechend
auf diese zweite Annahmenachricht vorteilhafter Weise eine Verzögerungsnachricht
an die zweite Mobilstation sendet, welche angibt, dass die zweite
Mobilstation erst mit der Übertragung
ihrer zweiten Kommunikationsnachricht beginnen darf, wenn die erste
Mobilstation die Übertragung
der ersten Kommunikationsnachricht beendet hat. Das bedeutet, die
zweite Mobilstation wird in eine Warteschlange hinter die erste Mobilstation
eingereiht.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sendet die erste Mobilstation
nach der Übertragung
ihrer (ersten) Kommunikationsnachricht eine Freigabenachricht an
die zentrale Steuereinrichtung (welche angibt, dass die Übertragung
der ersten Kommunikationsnachricht beendet ist und das Funksystem
für die Übertragung
anderer Kommunikationsnachrichten freigegeben ist), woraufhin die
zentrale Steuereinrichtung eine Bewilligungsnachricht an die zweite
Mobilstation übermittelt,
die angibt, dass nun die zweite Mobilstation ihre zweite Kommunikationsnachricht
an die zentrale Steuereinrichtung zur Weiterleitung an die übrigen Mobilstationen übertragen
darf. Es ist ferner denkbar, dass die zweite Mobilstation direkt
ansprechend auf die Freigabenachricht ihre zweite Kommunikationsnachricht
an die zentrale Steuereinrichtung zur Weiterleitung an die übrigen Mobilstationen überträgt. Zur
Verbes serung der Organisation von Übertragungsrechten kann gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung insbesondere für den gerade dargestellten
Fall die Versendung von Anfragenachrichten seitens der zentralen
Steuereinrichtung dann unterbunden werden, wenn bereits eine erste
Mobilstation eine Kommunikationsnachricht überträgt und eine zweite Mobilstation
auf die Anfragenachricht geantwortet hat. In diesem Fall ist dann
eindeutig bestimmt, welche der Mobilstationen bei Beendigung der Übertragung
der ersten Kommunikationsnachricht das Recht zur Übertragung
ihrer Kommunikationsnachricht hat.
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Es
ist gemäß einer
weiteren Ausgestaltung möglich,
dass von der zentralen Steuereinrichtung fortwährend eine Anfragenachricht
gemäß der festgelegten
zeitlichen Struktur an alle anderen Mobilstationen außer die
gerade ihre Kommunikationsnachricht übertragende Mobilstation gesendet
wird, wobei bei Eintreffen einer Mehrzahl von Annahmenachrichten
der anderen Mobilstationen die Rechte einer Übertragung einer Kommunikationsnachricht
in der chronologischen Reihenfolge des Eintreffens der Annahmenachrichten
in einer Warteliste von der zentralen Steuereinrichtung verwaltet
werden.
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Ganz
allgemein gesagt, wenn die zentrale Steuereinrichtung eine Anfragenachricht
an eine Mobilstation sendet, und diese Mobilstation gerade keine
Kommunikationsnachricht übertragen
möchte,
so kann diese Mobilstation direkt ansprechend auf die Anfragenachricht
eine Freigabenachricht zurücksenden.
Nur wenn der Wunsch bezüglich
einer Übertragung
einer Kommunikationsnachricht seitens einer Mobilstation besteht,
so kann diese die Anfragenachricht mit einer Annahmenachricht beantworten.
Bei einer derartigen Ausgestaltung des Verfahrens ist es möglich, dass
durch die zeitliche Struktur, welche von der zentralen Steuereinrichtung
festgelegt wird, lediglich die zeitliche Reihenfolge des Anfragens
bei den Mobilstationen zu berücksichtigen
ist. Anders ausgedrückt
ist es nicht notwendig, dass die zentrale Steuereinrichtung den
einzelnen Mobilstationen ein vorbestimmtes Zeitintervall zur Verfügung stellt,
innerhalb dem sie antworten können
oder nicht, sondern auf eine Anfragenachricht wird direkt mit einer Annahme- oder Freigabenachricht
geantwortet, was die Abfrage bei den Mobilstationen beschleunigt.
Es ist jedoch auch denkbar, wie bereits erwähnt, im Rahmen der zeitlichen
Struktur den einzelnen Mobilstationen Zeitintervalle oder Zeitschlitze
zur Beantwortung von Anfragenachrichten zuzuordnen, wobei nach Ablauf
eines jeweiligen Zeitintervalls oder Zeitschlitzes (ohne Antwort
einer Mobilstation) die Steuereinrichtung davon ausgeht, dass eine
Mobilstation keine Kommunikationsnachricht übertragen möchte, und somit das Recht zur
Beantwortung einer Anfragenachricht auf eine weitere Mobilstation übergeht. Dieses
Verfahren hat wiederum den Vorteil, dass der Signalisierungsaufwand
insbesondere seitens der Mobilstationen verringert wird, da keine
Freigabenachricht übertragen
werden muss.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung kann die zeitliche Struktur von der
zentralen Steuereinrichtung gemäß einer
feststehenden Reihenfolge festgelegt werden, in der die Mobilstationen
aufeinander folgend das Recht zur Übertragung einer Kommunikationsnachricht
erhalten. Beispielsweise wird in einem Fall, in dem die zentrale
Steuereinrichtung mit drei Mobilstationen in Verbindung steht, das Recht
zur Übertragung
von Kommunikationsnachrichten immer in der gleichen Reihenfolge
von der ersten, zur zweiten, zur dritten Mobilstation und wieder
beginnend bei der ersten Mobilstation gewährt. Anders ausgedrückt sendet
die zentrale Steuereinrichtung in der gerade beschriebenen Reihenfolge Anfragenachrichten
an die Mobilstationen. Ferner ist es denkbar, dass die zeitliche
Struktur gemäß einer frei
wählbaren
Reihenfolge der Mobilstationen festgelegt wird, wobei die Reihenfolge
an bestimmte Ereignisse angepasst wird. Insbesondere kann die Reihenfolge
derart festgelegt werden, dass bevorzugt diejenigen Mobilstationen
das Recht zur Übertragung einer
Kommunikationsnachricht erhalten, welche am längsten keine Kommunikationsnachricht
mehr übertragen
haben.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung umfasst eine Kommunikationsnachricht
eine Audio-Nachricht, insbesondere eine Sprachnachricht, so dass
durch das oben beschriebene Verfahren bzw. die dargestellten Ausgestaltungen
ein Push-to-Talk-System
bzw. ein Push-to-Talk-Dienst realisierbar wird. Ein derartiger klassischer Push-to-Talk-Dienst
kann jedoch dahingehend erweitert werden, dass eine Kommunikationsnachricht
ferner auch eine Videonachricht bzw. Videodaten umfasst.
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Die
zentrale Steuereinrichtung kann als ein Server in einem stationären Funknetzwerk
des Funksystems vorgesehen sein, wobei das stationäre Funknetzwerk
mittels Basisstationen über
eine Luftschnittstelle bzw. Funkverbindung Nachrichten zu den Mobilstationen
austauscht. Insbesondere kann das Funksystem als ein Mobilfunksystem
ausgebildet sein, das insbesondere nach dem GSM(Global System for
Mobile Communications)- oder UMTS(Universal Mobile Telecommunications
System)-Standard arbeitet. Neben der Mobiltelefonie kann in einem
derartigen Funksystem somit auch ein Push-to-Talk-Dienst realisiert
werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Funksystem umfassend eine
zentrale Steuereinrichtung sowie eine Mehrzahl von mit dieser verbundenen
Mobilstationen geschaffen, wobei das Funksystem dafür ausgelegt
ist, ein oben beschriebenes Verfahren durchzuführen.
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Ferner
wird gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung eine Steuereinrichtung für ein Funksystem
bzw. in einem Funksystem geschaffen, die insbesondere zum Durchführen eines
oben beschriebenen Verfahrens geeignet ist. Die Steuereinrichtung umfasst
dabei eine Rechtevergabeeinrichtung zum Festlegen einer zeitlichen
Struktur, welche angibt, zu welchen Zeiten eine bestimmte mit der
Steuereinrichtung über
eine Funkstrecke verbundene Mobilstation das Recht zur Übertragung
einer Kommunikationsnachricht erhält. Ferner umfasst die Steuereinrichtung
eine Empfangseinrichtung zum Empfangen einer ersten Kommunikationsnachricht
von einer ersten Mobilstation zur für diese festgelegten Zeit.
Und schließlich
umfasst die Steuereinrichtung eine Sendeeinrichtung zum Weiterleiten
der ersten Kommunikationsnachricht an alle anderen Mobilstationen
außer
der ersten Mobilstation und zum Verhindern, dass eine der anderen
bzw. übrigen
Mobilstationen eine Kommunikationsnachricht an die Steuereinrichtung überträgt, so lange
die Übertragung
der ersten Kommunikationsnachricht andauert.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer sternförmigen Architektur eines Funksystems,
das insbesondere zur Realisierung eines Push-to-Talk-Dienstes ausgelegt
ist;
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2 eine
schematische Darstellung des Ablaufs zur Vergabe von Sprachrechten
in einem herkömmlichen
Push-to-Talk-System
gemäß einer ersten
Möglichkeit;
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3 eine
schematische Darstellung des Ablaufs der Sprachrechtvergabe eines
herkömmlichen
Push-to-Talk-Systems
gemäß einer
zweiten Möglichkeit;
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4 eine
schematische Darstellung des Ablaufs zur Vergabe von Sprachrechten
in einem Push-to-Talk-System gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung, für
den Fall, dass kein weiterer Teilnehmer spricht;
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5 eine
schematische Darstellung des Ablaufs zur Vergabe von Sprachrechten
in einem Push-to-Talk(PTT)-System
gemäß einer
ersten Ausführungsform,
wenn ein weiterer Teilnehmer spricht;
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6 eine
schematische Darstellung des Ablaufs zur Vergabe von Sprachrechten
in einem PTT-System gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
Erfindung, für
den Fall, dass ein weiterer Teilnehmer spricht;
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7 eine
schematische Darstellung des Ablaufs der Vergabe von Sprachrechten
in einem PTT-System gemäß einer
dritten Ausführungsform der
Erfindung, für
den Fall, dass kein weiterer Teilnehmer spricht;
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8 eine
schematische Darstellung einer zeitlichen Struktur in der Form von
Teilnehmerabfragezeitschlitzen, innerhalb denen die jeweiligen Mobilstationen
des PTT-Systems ihre Sprachanforderungsabsicht dem PTT-Server mitteilen
können;
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9 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
des Ablaufs der Signalisierung einer Sprachrechteanforderung durch
die Übertragung
einer Sprachnachricht;
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10 eine
schematische Darstellung der Signalisierung einer Sprachrechtablehnung
bzw. Sprachrechtfreigabe nach Ablauf einer zeitlichen Bedingung;
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11 eine
schematische Darstellung des Ablaufs einer Bestätigung einer Bewilligungsnachricht.
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Es
sei zunächst
auf 1 verwiesen, in der eine schematische Darstellung
einer sternförmigen Architektur
eines Funksystems bzw. einer Funkanordnung gezeigt ist, welche dafür ausgelegt
ist, einen Push-to-Talk(PTT)-Dienst zu realisieren. Das Funksystem
FS weist dabei eine zentrale Steuereinrichtung in Form eines PTT-Servers
auf, der mit vier Mobilstationen T1, T2, T3 und T4, welche beispielsweise als
Mobiltelefone ausgebildet sind, über
eine Funkverbindung in Verbindung steht. Der PTT-Server PS kann
sich dabei in einem stationären
Funknetzwerk befinden, und seine Daten bzw. Nachrichten über Basisstationen
(welche den stationären
Teil der Funkverbindung bilden) an die Mobilstationen T1 bis T4 übermitteln.
Das Funksystem ist vorteilhafter Weise als ein Mobilfunksystem ausgebildet,
das nach dem GSM-, UMTS-Standard oder einem anderen Mobilfunk-Standard
arbeitet.
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Es
sei nun auf 4 verwiesen, in der eine erste
Ausführungsform
der Erfindung zur Vergabe von Sprachrechten in dem in 1 dargestellten Funksystem
erläutert
wird. Es sei bemerkt, dass auch die anderen in den 5 bis 11 dargestellten Ausführungsformen
oder vorteilhaften Ausgestaltungen in einem in 1 gezeigten
System realisierbar sind, wobei zur Veranschaulichung teilweise
weniger Mobilstationen gezeigt sind, welche mit dem PTT-Server PS
verbunden sind. Es wird angenommen, dass zwischen den Mobilstationen
T1 bis T4 und dem PTT-Server PS ein PTT-Dienst eingerichtet und
gerade aktiv ist, wobei derzeit keine der Mobilstationen bzw. kein
diesen zugeordneter Teilnehmer spricht. Unter dem Begriff "Sprechen" ist hier die Übertragung
von einer Sprachnachricht bzw. eines Sprachdatenstroms von einer
Mobilstation an den PTT-Server zur Weiterleitung an die übrigen Mobilstationen
zu verstehen. Zur Vergabe der Sprachrechte wurde nun in dem PTT-Server (beispielsweise
mittels einer Rechtevergabeeinrichtung RVE) eine zeitliche Struktur,
beispielsweise eine zeitliche Reihenfolge festgelegt, in der die
einzelnen Mobilstationen das Recht zur Übertragung einer Sprachnachricht
erhalten können.
Dazu sendet der PTT-Server PS (beispielsweise über die Rechtevergabeeinrichtung
RVE und eine Sendeeinrichtung SE) nun der Reihe nach (gemäß der festgelegten
zeitlichen Struktur) an alle Mobilstationen T1 bis T4 eine Anfragenachricht FTOK
(zur Darstellung des Nachrichtenflusses wurde hier exemplarisch
die Mobilstation T1 herausgegriffen). Im Beispiel möchte die
Mobilstation T1 sprechen, woraufhin sie ansprechend auf die Anfragenachricht
FTOK mit einer Annahmenachricht FREQ antwortet. Diese Annahmenachricht
FREQ wird beispielsweise von einer Empfangseinrichtung ER des PTT-Servers
PS empfangen und verarbeitet. Für
den Fall, dass sie nicht antworten wollte, könnte sie eine Freigabenachricht
(FREL) ansprechend auf die Anfragenachricht FTOK an den PTT-Server
zurücksenden,
so dass dieser zur Minimierung eines Zeitverlustes sogleich eine
Anfragenachricht an eine folgende Mobilstation schicken kann. Ansprechend
auf die Annahmenachricht FREQ sendet der PTT-Server PS (beispielsweise
wieder über
die Sendeeinrichtung SE) zur Bestätigung des Wunsches der ersten
Mobilstation T1 eine Bewilligungsnachricht FGRA zurück an die
Mobilstation T1. Danach beginnt die Mobilstation T1 ansprechend
auf die Bewilligungsnachricht damit, ihren Sprachdatenstrom bzw.
eine Sprachnachricht SN an den PTT-Server PS zu schicken. Dieser
empfängt
die Sprachnachricht (über
die Empfangseinrichtung ER) leitet die Sprachnachricht (über die
Sendeeinrichtung SE) an die übrigen
Mobilstationen bzw. übrigen
Teilnehmer weiter, nicht aber an die gerade sprechende Mobilstation
T1 selbst. Es sei erwähnt,
dass an Stelle der Sprachnachricht bzw. an Stelle des Sprachdatenstroms
ein allgemeiner Medienstrom an den PTT-Server PS übermittelt
werden kann, der zusätzlich
oder an Stelle von Sprachdaten auch Videodaten beinhalten kann.
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Es
sei nun auf 5 verwiesen, in der der Ablauf
des Nachrichtenflusses dargestellt ist, für den Fall, dass die Mobilstation
T1 bzw. der zugehörige Teilnehmer
zwar sprechen möchte,
jedoch eine zweite Mobilstation gerade eine Sprachnachricht überträgt. Ausgehend
von dem in 4 dargestellten Fall sei angenommen,
dass nun ein zweiter Teilnehmer bzw. eine zweite Mobilstation T2
bereits das Recht erlangt hat, zu sprechen und gerade seine Sprachnachricht
SN an den PTT-Server
PS überträgt. Während der Übertragung
dieser Sprachnachricht sendet der PTT-Server PS jedoch weiterhin
gemäß der zuvor
festgelegten zeitlichen Struktur der Reihe nach Anfragenachrichten
an alle Mobilstationen T1, T3 und T4 (außer an die Mobilstation T2).
Wenn die Anfragenachricht bzw. der Token FTOK die Mobilstation T1
erreicht, antwortet diese mit einer Annahmenachricht FREQ, um dem
PTT-Server mitzuteilen, dass auch sie ein Sprachrecht wünscht. Daraufhin
sendet der PTT-Server PS eine Wartenachricht FQUE an die erste Mobilsta tion
T1, um dieser mitzuteilen, dass sie nun in der Warteschlange eingereiht
ist, und als nächste
sprechen darf. Gemäß dem Beispiel
von 5 sendet der PTT-Server nun keine weiteren Anfragenachrichten
mehr an die übrigen
Mobilstationen. Sobald die Sprachnachricht bzw. der Sprachdatenstrom
SN der Mobilstation T2 eingestellt wird, teilt T2 dies explizit
durch die Freigabenachricht FREL dem PTT-Server mit. Die wartende
Mobilstation T1 erkennt an der Beendigung der Sprachnachricht bzw. des
Sprachdatenstroms von T2, dass sie nun mit der Übertragung ihrer Sprachnachricht
SN beginnen kann. Wie bereits erwähnt, wird, solange eine Mobilstation
bzw. ein Teilnehmer spricht und eine weitere Mobilstation in der
Warteschlange steht, keine Anfragenachricht mehr versendet. Nachdem
jedoch der zweite Teilnehmer seine Sprachnachrichtenübertragung
beendet hat, beginnt der PTT-Server PS wiederum mit dem Versenden
der Anfragenachrichten an die Mobilstationen T2, T3 und T4.
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Es
sei nun auf 6 verwiesen, in der eine weitere
Ausführungsform
als Abwandlung der in 5 gezeigten Ausführungsform
dargestellt ist. In einem zu 5 alternativen
Verlauf wird die Anfragenachricht (wenn eine Mobilstation bzw. ein
Teilnehmer spricht) ebenfalls an die nichtsprechenden Mobilstationen
gesendet, nicht aber an die sprechende. Wenn nun eine nicht-sprechende
Mobilstation die zugesandte Anfragenachricht mit einer Annahmenachricht
beantwortet (auf den Token zugreift), indem sie, wie es in 6 gezeigt
ist, die Anfragenachricht FTOK mit der Annahmenachricht FREQ beantwortet, so
wird ihr im Gegensatz zu 5 nicht sofort durch die Wartenachricht
FQUE mitgeteilt, dass sie als nächstes
sprechen darf. Vielmehr wird ihr erst, wenn die gerade sprechende
Mobilstation (im Beispiel die Mobilstation T2) die Übertragung
ihrer Sprachnachricht beendet hat, durch die Bewilligungsnachricht FGRA
mitgeteilt, dass sie nun sprechen darf. Das bedeutet, die wartende
Mobilstation muss dann nicht anhand des Sprachdatenstroms feststellen,
ob sie sprechen darf, sondern bekommt explizit eine Bewilligung
durch die Be willigungsnachricht FGRA mitgeteilt. Diese in 6 dargestellte
Variante bietet den Vorteil, dass die Anfragenachrichten bzw. der
Token auch weiterhin an die nichtsprechenden und nicht in der Warteschlange
stehenden Mobilstationen versendet werden kann, um weitere Mobilstationen
bzw. Teilnehmer in die Warteschlange einzureihen. In diesem Fall
kann mit einer jeweiligen Anfragenachricht bzw. mit dem Token zusammen
auch die Information versendet werden, wie viele Teilnehmer schon
in der Warteschlange stehen. Diese Information kann einem sprechwilligen
Teilnehmer bzw. einer sprechwilligen Mobilstation anzeigt werden,
wenn sie durch die Annahmenachricht FREQ anzeigt, dass sie sprechen möchte. Die
Information kann auch unabhängig
von einem Sprachwunsch, d.h, vor einem Sprachwunsch angezeigt werden.
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In
obigem Beispiel bietet die Bewilligungsnachricht ein wirksames Mittel,
um zu verhindern, dass eine beliebige der Mobilstationen damit beginnt, ihre
Sprachnachricht zu versenden. Dann erst, wenn eine Mobilstation
eine Bewilligungsnachricht erhalten hat, darf sie ihre Sprachnachricht übertragen.
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Es
sei nun auf 7 verwiesen, in der eine weitere
Ausführungsform
zur Vergabe von Sprachrechten dargestellt ist. Wiederum wird angenommen, dass
ein PTT-Dienst zwischen Mobilstationen und einem PTT-Server eingerichtet
und derzeit aktiviert ist. Es wird ferner angenommen, dass eine
der Mobilstationen bzw. der zugeordneten Teilnehmer spricht. Zur Verdeutlichung
des Nachrichtenstroms bei dieser Ausführungsform wird die Mobilstation
T1 und der PTT-Server PS herausgegriffen. Während keine Mobilstation bzw.
kein Teilnehmer spricht (eine Sprachnachricht an den PTT-Server
PS überträgt), sendet dieser
gemäß einer
festgelegten zeitlichen Struktur der Reihe nach an alle Mobilstationen
eine Anfragenachricht bzw. einen Token FTOK. Wenn eine der Mobilstationen,
welche gerade eine Anfragenachricht erhalten hat, sprechen möchte, so überträgt sie direkt ihre
Sprachnachricht SN an den PTT-Server PS. Der PTT-Server PS stellt
nun anhand des Sprachdatenstroms (der Sprachnachricht) von der Mobilstation
T1 zum PTT-Server PS fest, dass die Mobilstation M1 sprechen möchte. Folglich
leitet der PTT-Server den Sprachdatenstrom an die übrigen Mobilstationen (nicht
dargestellt) weiter, nicht aber an die sprechende Mobilstation T1.
Während
die Mobilstation T1 bzw. der zugeordnete Teilnehmer spricht, wird
keine weitere Anfragenachricht (kein Token) mehr an die übrigen Mobilstationen
versendet. Somit wird verhindert, dass eine der übrigen Mobilstationen ihre
Sprachnachricht zum PTT-Server überträgt. Erst
wenn die Mobilstation T1 ihre Übertragung
der Sprachnachricht SN beendet hat, wird wieder eine Anfragenachricht
bzw. ein Token an alle Mobilstationen versendet und eine der Mobilstationen
kann ansprechend auf eine Anfragenachricht mit der Übertragung
eines Sprachdatenstroms bzw. einer Sprachnachricht antworten.
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Diese
Variante der Sprachrechtevergabe hat den Vorteil, dass sie extrem
wenig Signalisierung bzw. extrem wenig Signalisierungsnachrichten
benötigt.
Es ist im Gegensatz zu den 5 und 6 nicht
nötig,
Nachrichten, wie die Annahmenachricht, die Freigabenachricht oder
die Bewilligungsnachricht zu versenden. Jedoch ist es vorteilhaft,
bei dieser Variante rechtmäßige Übertragungszeitintervalle
zu definieren, innerhalb derer die Mobilstationen nach Erhalt einer
Anfragenachricht FTOK antworten bzw. ihre Sprachnachricht oder ihren
Sprachdatenstrom senden dürfen.
Ist ein rechtmäßiges Übertragungszeitintervall
abgelaufen, so darf eine Mobilstation keine Sprachnachricht mehr
versenden, da bereits eine folgende Mobilstation eine Anfragenachricht
zur Übertragung
erhalten hat.
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Im
Folgenden sollen mögliche
Abwandlungen bzw. Erweiterungen der in den 4 bis 7 dargestellten
Verfahren zur Vergabe von Sprachrechten kurz erläutert werden.
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Die
zeitliche Struktur, in der die einzelnen Mobilstationen von dem
PTT-Server PS die Zeiten für die
Annahme von Sprach rechten zugeteilt bekommen, kann entweder gemäß einer
feststehenden Reihenfolge oder gemäß einer frei wählbaren
Reihenfolge festgelegt werden. Die frei wählbare Abfolge kann dabei entweder
eine zufällig
Abfolge darstellen oder eine Abfolge basierend auf bestimmten vorangegangenen
Ereignissen darstellen. Insbesondere kann dabei bei der Vergabe
von Sprachrechten bzw. bei der Zusendung von Anfragenachrichten
eine Mobilstation häufiger
berücksichtigt
werden, die am längsten
nicht mehr eine Sprachnachricht an den PTT-Server übertragen
hat. Dies hat den Vorteil, dass eine derartige Mobilstation bevorzugt
das Sprachrecht bekommt.
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An
Stelle der Versendung von Anfragenachrichten bzw. eines Token an
die jeweiligen Mobilstationen, um diese darüber zu informieren, dass ihnen gerade
ein Sprachrecht zusteht, ist es auch denkbar, dass jeder Mobilstation
ein bestimmter Zeitschlitz bzw. ein bestimmtes Zeitintervall in
einem Zeitrahmen reserviert ist, in dem sich die Mobilstation das Sprachrecht
nehmen darf. Der Zeitrahmen ZR, wie er in 8 dargestellt
ist, ist dabei die Summe der einzelnen Zeitschlitze ZS1, ZS2, ZS3
und ZS4, die den jeweiligen Mobilstationen zugeordnet werden, um sich
das Sprachrecht zu nehmen. In dem in 8 dargestellten
Fall wurde dabei ein Funksystem gemäß 1 mit vier
Mobilstationen T1 bis T4 zugrunde gelegt. Wird gerade ein bestimmter
einer Mobilstation zugeordneter Zeitschlitz erreicht, so kann sich die
entsprechende Mobilstation das Sprachrecht nehmen und teilt dies
vorteilhafter Weise dem PTT-Server mit der Annahmenachricht FREQ
mit. Wie es bereits bezüglich 7 erläutert worden
ist, kann anstatt dem PTT-Server
durch die Annahmenachricht FREQ mitzuteilen, dass eine Mobilstation sprechen
möchte,
alternativ keine explizite Signalisierung erfolgen. Wenn der Teilnehmer
sprechen möchte,
so beginnt er einfach seinen Sprachdatenstrom bzw. seine Sprachnachricht
zu senden. Am empfangenen Sprachdatenstrom erkennt der PTT-Server,
dass die Mobilstation bzw. der zugeordnete Teilnehmer sprechen möchte. Vorausgesetzt wird
jedoch, dass gerade keine weitere Mobilstation bzw. der zugeordnete
Teilnehmer spricht.
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Anstatt
durch eine Freigabenachricht FREL dem PTT-Server mitzuteilen, dass
eine Mobilstation nicht sprechen möchte, kann alternativ keine
Signalisierung erfolgen. Hierbei wird aber vorausgesetzt, dass einer
Mobilstation eine vorbestimmte Zeit bzw. ein vorbestimmtes Zeitintervall
zugeordnet ist, innerhalb dem sie sich das Sprachrecht nehmen darf.
Das bedeutet, wenn der PTT-Server nach der vorbestimmten Zeit nach
Versenden einer Anfragenachricht bzw, eines Tokens nicht mitgeteilt
bekommt, dass die Mobilstation sprechen möchte, geht er davon aus, dass
die Mobilstation nicht sprechen möchte. Ein derartiger Fall ist
in 10 dargestellt, bei dem ein PTT-Server PS mit zwei
beispielhaften Mobilstationen T1 und T2 in Verbindung steht. Sendet der
PTT-Server eine Anfragenachricht FTOK an die Mobilstation T1, so
hat diese nun das vorbestimmte Zeitintervall AZ, um auf die Anfragenachricht
FTOK zu antworten bzw. sich das Sprachrecht zu nehmen. Antwortet
die Mobilstation T1 nicht innerhalb des Zeitintervalls AZ, so wird
ihr das Sprachrecht genommen und die Mobilstation T2 erhält eine
Anfragenachricht FTOK. Auch der Mobilstation T2 wird (was jedoch nicht
dargestellt ist) wiederum innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls
AZ das Sprachrecht zugestanden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung kann der Empfang von zwischen Mobilstationen
und dem PTT-Server ausgetauschten Nachrichten durch sogenannte Bestätigungs-Nachrichten
bzw. "Acknowledge"-Nachrichten bestätigt werden.
Insbesondere kann, wie es in 11 gezeigt
ist, der Empfang der Bewilligungsnachricht FGRA, welche vom PTT-Server
PS an eine Mobilstation T1 gesendet wurde, von der Mobilstation
T1 mit der Bestätigungsnachricht
ACK bestätigt
werden.
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Es
kann ferner vorgesehen sein, dass beispielsweise in einem gemäß 1 eingerichteten Funksystem
zwischen der gerade beschriebenen "Token"-Methode und anderen Methoden zum Be trieb
eines PTT-Dienstes umgeschaltet wird. Beispielsweise kann die Token-Methode
so lange angewendet werden, so lange ein Sprachrecht durch mindestens
eine Mobilstation angefordert ist. Wenn kein Sprachrecht mehr angefordert
ist, kann eine andere Methode verwendet werden, die für den Fall
seltener Sprachrechtwünsche
günstiger
ist. Dies hat den Vorteil, dass in Abhängigkeit von der Häufigkeit
von Sprachrechtwünschen
eine optimale Methode der Sprachrechtvergabe gewählt wird.
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Die
Token-Methode kann auch mit anderen Methoden so kombiniert werden,
dass mehrere Token gleichzeitig an mehrere Teilnehmer versendet werden.
Diese Teilnehmer, und nur diese Teilnehmer können dann dem Server nach einer
anderen Methode mitteilen, ob sie sprechen möchten oder nicht. Beispielsweise
könnten
die Teilnehmer bzw. Mobilstationen, die einen Token erhalten haben,
mittels einer Annahmenachricht FREQ ein Sprachrecht beim PTT-Server
anfordern. Der PTT-Server teilt den anfordernden Mobilstationen
bzw. Teilnehmern dann mit, ob sie sprechen dürfen (beispielsweise mittels
einer Bewilligungsnachricht FGRA) oder nicht (beispielsweise mittels
einer Wartenachricht FQUE). Diese Variante hat vor allem bei sehr
großen
Anzahlen von Teilnehmern den Vorteil, das die Kollisionswahrscheinlichkeit
von Sprachrechtanforderungen herabgesetzt wird.
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Die
Erfindung kann nicht nur für
die Organisation von Sprachrechten verwendet werden, sondern auch
für die
Organisation beliebiger Kommunikationsrechte. Beispielsweise kann
gemäß einer Ausgestaltung
der Erfindung auch das Recht geregelt werden, Videodaten bzw. eine
Videonachricht zu übertragen.
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Zusammengefasst
kann also gesagt werden, dass der Kern der Erfindung darin besteht,
mit Hilfe von Anfragenachricht bzw. mit Hilfe eines Tokens von Mobilstationen
durch einen PTT-Server
abzufragen, ob die Mobilstationen im Rahmen eines PTT-Dienstes sprechen
möchten
oder nicht. Zur Abfrage schickt der PTT-Server einer Mobilstation
eine Anfragenachricht bzw. einen Token FTOK (für "Floor Token"). Die Mobilstation teilt dem PTT-Server
mit, ob sie sprechen möchte
(mittels einer Annahmenachricht FREQ) oder nicht (mittels einer
Freigabenachricht FREL: "Floor
Release"). Wenn
die abgefragte Mobilstation nicht sprechen möchte, fragt der PTT-Server bei
der nächsten
Mobilstation an, ob diese sprechen möchte. Eine Anfrage kann auch
erfolgen, während eine
Mobilstation spricht, d. h. einen Sprachdatenstrom an den PTT-Server überträgt. Dies
hat den Vorteil, dass das nächste
Sprachrecht bereits festgelegt sein kann, wenn die gerade sprechende
Mobilstation ihre Sprachdatenübertragung
beendet. Nach Beendigung der Übertragung
kann die neue rechtmäßige Mobilstation
mit der Übertragung
ihrer Sprachnachricht beginnen. Das Umschalten zwischen den Mobilstationen
wird somit nicht durch die Sprachrechtvergabe verzögert. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die das Sprachrecht wünschende
Mobilstation bereits während
der aktuellen Sprachphase erfährt, ob
sie als nächste
sprechen darf .