DE19520024A1

DE19520024A1 - Universelles Mobil-Telekommunikationssystem

Info

Publication number: DE19520024A1
Application number: DE1995120024
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Sydon; Wolfgang Dipl Ing Strzeletz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-05
Also published as: AU5810396A; WO1996038988A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein universelles Mobil-Tele kommunikationssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru ches 1.

Die moderne Mobil-Telekommunikation zeichnet sich durch eine universelle (zeitlich und örtlich) Mobilität aus, bei der je der Kommunikationsteilnehmer überall und jederzeit erreichbar ist. Bei dieser universellen Mobilität unterscheidet man zwi schen einer gerätebezogenen Mobilität über Luftschnittstellen und einer personenbezogenen Mobilität über Luft- und Lei tungsschnittstellen. Die Einbeziehung beider Aspekte in eine universelle Mobilkommunikation führt zu einer "Advanced Mobi lity" mit einem universellen Mobil-Telekommunikationssystem (UMTS = Universal Mobil Telecommunication System) in Verbin dung mit einer universellen persönlichen Telekommunikation (UPT = Universal Personal Telecommunication).

Aus der WO 95/05040 ist ein universelles Mobil-Telekommunika tionssystem bekannt, bei dem im Zuge der Weiterentwicklung der mobilen Telekommunikation ein pikozellenindividuelles Schnurlos-Telekommunikationssystem durch die Installation ei ner Relais- bzw. Repeaterstation auf Kommunikationszellen mit unterschiedlichen Zellenradien (universell) erweitert werden kann. Das Szenario "Universelle Mobilkommunikation - Advanced Mobility" ist dabei in bezug auf den Zellenradius für ver schiedene Anwendungsbeispiele der mobilen Telekommunikation (Schnurlos-, Mobilfunk- und Satelliten-Telekommunikation) dargestellt (Fig. 3 bis 8) und beschrieben (Beschreibung zu den Fig. 3 bis 7). Die Relais- bzw. Repeaterstation ist bei diesem Szenario sowohl für die pikozellenindividuelle Mo bil-Telekommunikation als auch für die übergeordnete zellen individuelle Mobil-Telekommunikation (z. B. mikro-, makro- und hyperzellenindividuelle Mobil-Telekommunikation) verwendbar.

Im Zuge der Weiterentwicklung der personenbezogenen Mobilität über Luft- und Leitungsschnittstellen - die für die vorlie gende Erfindung näher betrachtet werden soll - ist aus der EP-0 630 140 A2 ein Schnurlostelefon mit einem an das Tele fonnetz angeschlossenen Festteil und mindestens einem mit dem Festteil in drahtloser Verbindung stehenden Mobilteil be kannt, bei dem wenigstens ein Mobilteil mittels einer zusätz lichen netz-inversen Schnittstelle als schnurlose Telefonan schlußeinheit (TAE-Dose) für den Anschluß beliebiger drahtge bundener Telekommunikationsendgeräte (z. B. Telefone, BTX, Modem, Fax, Anrufbeantworter etc.) ausgebildet ist. Das be kannte Schnurlostelefon ist somit im weiteren Sinn ein uni verselles Mobil-Telekommunikationssystem, bei dem im wesent lichen der eingangs erwähnte Aspekt der personenbezogenen Mo bilität über die Luft- und Leitungsschnittstelle berücksich tigt worden ist. Der mit der personenbezogenen Mobilität ver folgte. Grundgedanke besteht im wesentlichen darin, die heut zutage über Leitungsverbindungen (z. B. Kupferdrähte, Koax- und Glasfaserkabel etc.) an ein Telekommunikationsnetz - z. B. öffentliches Fernsprechnetz - (PSTN= Public Switched Telephone Network); ISDN-Netz (Integrated Services Digital Network); privates Fernsprechnetz (PTN= Private Telephone Network) etc. - angeschlossenen Teilnehmer über Funkverbindungen (Radio in the loop) an das Telekommunikationsnetz anzuschließen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein universelles Mobil-Telekommunikationssystem anzugeben, bei dem diverse leitungsgebundene Telekommunikationsendgeräte (z. B. Telefone, Bildtelefone, Fernkopierer, Modems etc.) über größere Entfernungen drahtlos an ein Telekommunikations netz (z. B. PSTN-, PTN- und ISDN-Netz) anschließbar sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem in dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten universellen Mobil-Telekommu nikationssystem durch die in dem kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Einbindung einer Relais- bzw. Repeaterstation mit einer - z. B. aus der EP-0 630 140 A2 bekannten - Leitungs schnittstelle für leitungsgebundene Telekommunikationsendge räte in ein Funktelekommunikationssystem zum drahtlosen Über tragen von Nachrichten (Funknachrichten)- z. B. ein nach dem DECT-Standard (Digital European Cordless Telecommunications; vgl. Nachrichtentechnik Elektronik 42 (Jan./Feb. 1992), No. 1, Berlin; U. Pilger: "Struktur des DECT-Standards"; Seiten 23 bis 29) aufgebautes Schnurlos-Telekommunikationssystem oder ein nach dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communi cation; vgl. Informatik Spektrum 14 (Jun. 1991), No. 3, Ber lin; A. Mann: "Der GSM-Standard - Grundlage für digitale eu ropäische Mobilfunknetze"; Seiten 137 bis 152) aufgebautes Mobilfunk-Telekommunikationssystem - können geografische Re gionen, die sich beispielsweise bezüglich des Anschlusses an ein vorhandenes Telekommunikationsnetz nur mit sehr großem finanziellem Aufwand erschließen lassen, auf einfache Weise kostengünstig bedient werden (Erweiterung des Konzeptes "Radio in the loop").

Um diverse leitungsgebundene Telekommunikationsendgeräte (z. B. Telefone, Bildtelefone, Fernkopierer, Modems etc. - über größere Entfernungen drahtlos an ein Telekommunikations netz (z. B. PSTN-, PTN- und ISDN-Netz) anschließen zu können (erweitertes "Radio in the loop") wird vorzugsweise eine DECT-spezifische Relais- bzw. Repeaterstation mit der Lei tungsschnittstelle zum Anschluß der Telekommunikationsendge räte in das DECT-spezifisches Schnurlos-Telekommunikationssy stem derart eingebunden, daß sowohl externe als auch interne Telekommunikationsverbindungen mit dem leitungsgebundenen Te lekommunikationsendgerät möglich sind.

Nach Anspruch 2 ist es dabei von Vorteil, wenn die Repeater station zur Überbrückung großer Reichweiten zwischen dem be stehenden Telekommunikationsnetz und der schwer zu erschlie ßenden geografischen Region eine Richtantenne aufweist. Der DECT-Standard läßt beispielsweise Richtantennen mit einer Richtcharakteristik bis zu 22 dBi zu (vgl. Nachrichtentechnik Elektronik 42 (Jan./Feb. 1992), No. 1, Berlin; U. Pilger: "Struktur des DECT-Standards"; Seite 25).

Nach den Ansprüchen 3 bis 6 wird der Erfindungsgegenstand in der Weise vorteilhaft weitergebildet, daß mindestens ein Schnurlos-Mobilteil in dem DECT-spezifischen Schnurlos-Tele kommunikationssystem vorgesehen ist, daß mit der Relais- bzw. Repeaterstation und/oder mit einer Basisstation telekommuni kationsfähig ist. Dadurch können von dem leitungsgebundenen Telekommunikationsendgerät sowohl externe Verbindungen zu ei nem fernen Teilnehmergerät als auch - auf zwei Wegen ((i): über Relaisstation und Basisstation und (ii): über die Re laisstation) - interne Verbindungen zu dem Schnurlos-Mobil teil aufgebaut werden.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur erläutert.

Diese Figur zeigt ein Funktelekommunikationssystem FTKS in Form eines für größere Übertragungsreichweiten (z. B. bis zu 2200 m) von Funknachrichten ausgelegtes DECT-spezifisches Schnurlos-Telekommunikationssystem. Das Schnurlos-Telekommu nikationssystem FTKS enthält beispielsweise eine Basisstation FT (Fixed Termination), ein Mobilteil PT (Portable Termina tion) und eine als DECT-Repeater ausgebildete Relaisstation RS (vgl. Input paper to ETSI RES3R, 19 May 1994 from Ericsson incorporating the repeater in the DECT-Standard; Addition to ETS 300 175-3, Annex J: Repeater operation).

Der prinzipielle Aufbau der Basisstation FT und des Mobil teils PT ist aus den Druckschriften ((1): WO 94/10812 (Fig. 1 mit der dazugehörigen Beschreibung); (2): Siemens Components 31 (1993), No. 6; S. Althammer und D. Brückmann: "Hochoptimierte IC′s für DECT-Schnurlostelefone", Seiten 215 bis 218; (3): telcom report 16 (1993), No. 1, J.H. Koch: "Digitaler Komfort für schnurlose Telekommunikation - DECT- Standard eröffnet neue Nutzungsgebiete", Seiten 26 und 27) bekannt.

Die vorliegende Basisstation FT unterscheidet sich im wesent lichen von den aus den Druckschriften (1) bis (3) bekannten Basisstationen durch die zusätzlich für die Richtfunkübertra gung erforderliche Richtantenne RA und des damit im Zusammen hang stehenden Funkteils (Sender/Empfänger).

Alternativ zu der in der Figur dargestellten Basisstation FT ist es auch möglich, die Basistation FT als Antenna Diver sity-Basisstation zu betreiben (vgl. z. B. WO 94/10764, WO 94/10763 und WO 94/10762).

Das vorliegende Mobilteil PT ist in der Lage, eine erste Schnurlos-Funkverbindung SFV1 zu der Relaisstation RS und ei ne zweite Schnurlos-Funkverbindung SFV2 zu der Basisstation FT aufzubauen und/oder zu unterhalten. Im Fall der ersten Schnurlos-Funkverbindung SFV1 zu der Relaisstation RS über nimmt die Relaisstation RS dabei die Funktion einer Schnur los-Basisstation. Die Schnurlos-Funkverbindungen SFV1, SFV2 zu der Basisstation FT bzw. Relaisstation RS sind beispiels weise bis zu einer Reichweite von ca. 200 m (im Freien) mög lich.

Damit das Mobilteil PT überhaupt eine Funkverbindung unter halten kann, muß es zuvor bei der Basisstation FT bzw. der Relaisstation RS angemeldet und registriert sein. Wie bei spielsweise ein Mobilteils PT bei einer Basisstation FT ange meldet und registriert werden kann, ist in der WO 94/10785 be schrieben.

Die Relaisstation RS und die Basisstation FT sind über eine Richtfunkverbindung RFV telekommunikationsfähig. Für diese Richtfunkverbindung RFV weisen sowohl die Basisstation FT als auch die Relaisstation RS eine Richtantenne RA auf. Auf diese Weise wird an der Relaisstation RS eine Luftschnittstelle zur Basisstation FT und an der Basisstation FT eine Luftschnitt stelle zur Relaisstation RS gebildet. Im Vergleich zu den Schnurlosfunkverbindungen SFV1, SFV2 können mit der Richt funkverbindung RFV beispielsweise Funknachrichten bis zu ei ner Reichweite von ca. 2000 m übertragen werden. Für diese Richtfunkverbindung RFV übernimmt die Relaisstation RS die Funktion eines Schnurlos-Mobilteils. Somit kann beispielswei se von dem Mobilteil PT über die erste Schnurlos-Funkverbin dung SFV1 zu der Relaisstation RS und von dort über die Richtfunkverbindung RFV zu der Basisstation FT die vorstehend bereits angegebene Funkübertragungsreichweite von ca. 2200 m erreicht werden. Dabei übernimmt die Relaisstation RS - wie bereits angesprochen - innerhalb des Schnurlos-Telekommunika tionssystems FTKS einerseits die Funktion der Schnurlos-Ba sisstation und andererseits die Funktion des Schnurlos-Mobil teils.

Alternativ zu dem dargestellten DECT-spezifischen Schnurlos- Telekommunikationssystem FTKS ist es auch möglich, daß

(a) mehrere Mobilteile PT bei der Basisstation FT und/oder der Relaisstation RS angemeldet und registriert sind und/oder
(b) mehrere Relaisstationen RS bei der Basisstation FT ange meldet und registriert sind (nach dem DECT-Standard kön nen derzeit bis zu 12 Mobilteile PT bzw. Relaisstationen RS mit einer Basisstation FT bidirektional kommunizieren) und/oder
(c) mehrere Basisstationen FT vorgesehen sind.

Enthält das Schnurlos-Telekommunikationssystem FTKS gemäß (c) mehrere Basisstationen FT, so wird dadurch das Schnurlos-Te lekommunikationssystem FTKS zu einem zellularen Telekommuni kationssystem erweitert.

Das vorstehend beschriebene Schnurlos-Telekommunikationssy stem FTKS ist gemäß der Figur in einem universellen Mobil-Te lekommunikationssystem UMTS zur Verbesserung der personenbe zogenen Mobilität eingebunden, indem die Basisstation FT über eine erste Leitungsschnittstelle LSS1 und eine erste Telekom munikationsleitung TKL1 mit einem Telekommunikationsnetz TKN und die Relaisstation RS über eine zweite Leitungsschnitt stelle LSS2 und einer zweiten Telekommunikationsleitung TKL2 mit einem Telekommunikationsendgerät TKEG verbunden sind. Das Telekommunikationsnetz TKN kann beispielsweise als öffentli ches Fernsprechnetz (PSTN), privates Fernsprechnetz (PTN), ISDN-Netz, Mobilfunknetz oder Satellitenfunknetz ausgebildet sein. In Analogie zu dem Telekommunikationsnetz steht das in der Figur dargestellte leitungsgebundene Telekommunika tionsendgerät TKEG ebenfalls für eine Vielzahl von Verwen dungsmöglichkeiten. So kann das leitungsgebundene Telekommu nikationsendgerät TKEG beispielsweise als Telefon, BTX-Gerät, Fax-Gerät, Modem, Anrufbeantworter, Bildtelefon, Personal Computer etc. ausgebildet sein.

Angenommen das Telekommunikationsendgerät TKEG ist als lei tungsgebundenes Telefon ausgebildet, so kann eine Bedienper son an diesem Telefon (A-Teilnehmer) über die Relaisstation RS, die Richtfunkverbindung RFV zur Basisstation FT und das Telekommunikationsnetz TKN mit einem fernen B-Teilnehmer te lefonieren (Extern-Verbindung). In diesem Fall übernimmt die Relaisstation RS bezüglich der Schnurlos-Telekommunikation wiederum die Funktion- eines Schnurlos-Mobilteils. Für diese Art der Telekommunikation und in bezug auf das Telekommunika tionsendgerät TKEG ist das Funktelekommunikationssystem FTKS, bestehend aus Relais- bzw. Repeaterstation RS und Basissta tion FT, als drahtlose Telekommunikationsanschlußeinheit (TAE-Dose) im Sinne des eingangs erwähnten Konzeptes "Radio in the loop" ausgebildet.

Die obengenannte Bedienperson des Telekommunikationsendgerä tes TKEG kann alternativ aber auch eine Intern-Verbindung über die Relaisstation RS mit dem Mobilteil PT aufbauen. In diesem Fall übernimmt die Relaisstation RS bezüglich der Schnurlos-Telekommunikation wiederum die Funktion einer Schnurlos -Basisstation.

Claims

1. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem mit einem Funktelekommunikationssystem (FTKS) zum drahtlosen Übertragen von Nachrichten, das

a) mindestens eine erste Funksende-/Funkempfangseinrichtung (FT) und mindestens eine mit der ersten Funksende-/Funk empfangseinrichtung (FT) telekommunikationsfähige, zweite Funksende-/Funkempfangseinrichtung (RS) aufweist,
b) eine erste Leitungsschnittstelle (LSS1) zu einem Telekom munikationsnetz (TKN) aufweist, die der ersten Funksende-/Funk empfangseinrichtung (FT) oder mindestens einer der ersten Funksende-/Funkempfangseinrichtungen (FT) zugeord net ist,
c) eine zweite Leitungsschnittstelle (LSS2) zum Anschließen leitungsgebundener Telekommunikationsendgeräte (TKEG) an das Telekommunikationsnetz (TKN) aufweist, die der zwei ten Funksende-/Funkempfangseinrichtung (RS) oder minde stens einer der zweiten Funksende-/Funk empfangseinrichtung (RS) zugeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Funksende-/Funk empfangseinrichtung (RS) als Relais- bzw. Repeatersta tion ausgebildet ist.

2. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais- bzw. Re peaterstation (RS) für die Funkverbindung mit der ersten Funksende-/Funkempfangseinrichtung (FT) eine Richtantenne (RA) aufweist.

3. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktele kommunikationssystem (FTKS) mindestens eine dritte Funksende-/Funk empfangseinrichtung (PT) aufweist, die mit der ersten Funksende-/Funkempfangseinrichtung (FT) und/oder mit der zweiten Funksende-/Funkempfangseinrichtung (RS) telekommuni kationsfähig ist.

4. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktelekommunikationssystem (FTKS) als Schnurlos-Telekommu nikationssystem ausgebildet ist, bei dem die erste Funksende-/Funk empfangseinrichtung (FT) als Schnurlos-Basisstation, die zweite Funksende-/Funkempfangseinrichtung (RS) als Schnurlos- Repeaterstation und die dritte Funksende-/Funk empfangseinrichtung (PT) als Schnurlos-Mobilteil ausge bildet sind.

5. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnurlos-Tele kommunikationssystem für die Übertragung von Nachrichten nach dem DECT-Standard ausgelegt ist.

6. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach den An sprüchen 3 und 4 oder 3 und 5, dadurch gekennzeich net, daß die Repeaterstation (RS) derart ausgebildet ist, daß sie für die drahtlose Telekommunikation mit der ersten Funksende-/Funkempfangseinrichtung (FT) die Funktion eines Schnurlos-Mobilteils und für die drahtlose Telekommunikation mit der dritten Funksende-/Funkempfangseinrichtung (PT) die Funktion einer Schnurlos-Basisstation übernimmt.

7. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktelekommunikationssystem (FTKS) als Mobilfunk-Telekommu nikationssystem ausgebildet ist, bei dem die erste Funksende-/Funk empfangseinrichtung (FT) als Mobilfunk-Basisstation, die zweite Funksende-/Funkempfangseinrichtung (RS) als Mobilfunk- Repeaterstation und die dritte Funksende-/Funk empfangseinrichtung (PT) als Mobilfunk-Mobilteil ausge bildet sind.

8. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mobilfunk-Tele kommunikationssystem für die Übertragung von Nachrichten nach dem GSM-Standard ausgelegt ist.

9. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das leitungsgebundene Telekommunikationsendgerät als Faksimilege rät, Telefon mit oder ohne Anrufbeantworterfunktion, Bild- bzw. Videotelefon, telekommunikationsfähiger Personal Compu ter etc. ausgebildet ist.

10. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Telekommunikationsnetz als öffentliches Fernsprechnetz (PSTN), privates Fernsprechnetz (PTN), ISDN-Netz, Mobilfunk netz, Satellitenfunknetz etc. ausgebildet ist.

11. Universelles Mobil-Telekommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlos übertragenen Nachrichten (Funknachrichten) ge sprochene Worte, geschriebene Worte und/oder Bilder repräsen tieren.