DE19633925C2

DE19633925C2 - Mobilfunksystem und Basis-Sende-Empfangsstation mit integrierter Fernsprecheinrichtung

Info

Publication number: DE19633925C2
Application number: DE19633925A
Authority: DE
Inventors: Gerald Maritschnegg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2016-08-23
Also published as: DE19633925A1

Description

Die Erfindung betrifft ein digitales zellulares Mobilfunksy stem mit einer Mobilvermittlungsstelle, die eine Kommunikati onsverbindung zwischen mindestens zwei Teilnehmerstationen herstellt und die mit mindestens einer Basisstation-Steuerung verbunden ist, und mit mindestens einer an die Basisstation- Steuerung angeschlossenen Basis-Sende-Empfangsstation, die über eine Luftschnittstelle die Kommunikationsverbindung mit einer Mobilstation herstellt, wobei eine Steuerung in der Ba sis-Sende-Empfangsstation unter einer Vielzahl von Übertra gungskanälen einen freien Kanal für die Kommunikationsverbin dung mit der Mobilstation auswählt. Ferner betrifft die Er findung eine Basis-Sende-Empfangsstation, die mit einer Fern sprecheinrichtung drahtgebunden verbunden ist.

Ein beispielhaftes Mobilfunksystem eingangs genannter Art ist das Zellular-Mobilfunksystem D900 der Siemens AG. Dieses Mobilfunksystem realisiert das bekannte GSM (Global System for Mobile Communication) für mobile Teilnehmer im inter nationalen Telekommunikationsnetz. Demgemäß läßt sich das bekannte Mobilfunksystem D900 mit dem Öffentlichen Fern sprechnetz, dem diensteintegrierenden digitalen Nachrichten netz (ISDN) und weiteren Mobilfunknetzen verbinden. Eine wichtige Funktion im Rahmen eines digitalen Mobilfunksystems übernimmt die Basis-Sende-Empfangsstation (BTS), indem sie die Funkverbindung innerhalb einer oder mehrerer Zellen mit einer oder mehreren Mobilstationen (MS) aufrechterhält. Ein Teilnehmer, der sich innerhalb einer solchen Zelle aufhält, kann sich mit Hilfe einer Mobilstation, z. B. eines Handys, über die zugehörige Basis-Sende-Empfangsstation in das Mobilfunksystem einschalten und eine Verbindung mit einem Teilnehmer des Mobilfunksystems oder eines anderen Netzes herstellen. Da die Frequenz eines Mobilfunksystems nahe dem Giga-Hertz-Bereich liegt und eine Funkverbindung überwiegend nach Sichtverbindung erfolgt, sind die Zellen relativ klein, was zur Folge hat, daß eine Vielzahl von Basis-Sende- Empfangsstationen vorhanden sein müssen. Insbesondere in ab geschirmten Bereichen, wie im U-Bahnbereich, in Bereichen zwischen hohen Häusern etc. müssen aufgrund der verringerten Reichweite der Funksender eine oder mehrerer solcher Basis- Sende-Empfangsstationen angeordnet sein.

In WO 95/05040 A1 ist ein zellulares Mobilfunksystem beschrie ben, in dem eine öffentliche Fernsprechzelle als spezielle Teilnehmerstation über eine Funkschnittstelle mit einer Ba sis-Sende-Empfangsstation verbunden ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das vorhandene Mobilfunksystem in seinem Gebrauchsnutzen weiter zu erhöhen sowie eine für ein diesbezügliches Mobilfunksystem geeignete Basis-Sende- Empfangsstation anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Mobilfunksystem mit den in An spruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Basis-Sende- Empfangsstation mit den in Anspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß an öffentlich zugänglichen Orten, an denen sich zu bestimmten Zeiten viele Menschen aufhalten, auch Basis-Sende-Empfangsstationen vorge sehen sein müssen, um Funkversorgungszellen auszubilden. Von diesen Basis-Sende-Empfangsstationen wiederum muß eine Ver bindung zur Mobilvermittlungsstelle über die Basisstation- Steuerung hergestellt werden. Der Zugang zum Mobilfunknetz und damit zu weiteren Telekommunikationsnetzen ist also an solchen Orten mit hoher Menschendichte durch das Mobilfun knetz bereits geschaffen. Allerdings haben den Zugang zu Mo bilfunknetzen nur Teilnehmer mit Mobilstationen. Um auch weiteren Menschen den Zugang zu ermöglichen, ist erfin dungsgemäß vorgesehen, die Basis-Sende-Empfangsstation mit einer Fernsprecheinrichtung drahtgebunden zu verbinden. Ein Teilnehmer mit einer zugelassenen Teilnehmerkarte nach Art einer Telefonkarte oder einer Kreditkarte kann sich nun in das Mobilfunksystem einwählen und sich von diesem mit einer Teilnehmerstation vermitteln lassen, wobei er zur Kommunika tion die Fernsprecheinrichtung benutzt. Die Basis-Sende-Emp fangsstation hat somit bei der Erfindung eine Doppelfunktion: Einerseits stellt sie die Funkverbindung zu Mobilstationen innerhalb der Funkversorgungszelle her; andererseits ermög licht sie Teilnehmer ohne Mobilstation den Zugriff auf das Mobilfunksystem über die Fernsprecheinrichtung und damit den Zugriff auf weitere Telekommunikationsnetze. Die Kanalauswahl für die Fernsprecheinrichtung kann so erfolgen, daß der Fernsprecheinrichtung jeweils ein fester Kanal zugeordnet ist; vorzugsweise wird jedoch der Fernsprecheinheit unter der Vielzahl von Übertragungskanälen ein freier Kanal zugewiesen, der bei Nichtbelegung der Fernsprecheinrichtung auch von Mobilstationen verwendet werden kann. Auf diese Weise ist die Kanalausnutzung innerhalb einer Zelle optimiert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß als Basis-Sende-Empfangsstation eine Mikrobasisstation ver wendet wird, welche auf einem einzigen Trägersignal acht Übertragungskanäle nach dem bekannten TDMA-Verfahren bereit stellt. Es können jedoch auch Basis-Sende-Empfangsstationen mit einer größeren Anzahl von Übertragungskanälen verwendet werden. Eine Mikrobasisstation wird bevorzugt für kleine Zellen verwendet, beispielsweise im U-Bahnbereich, im Bereich von öffentlichen Plätzen etc. An solchen Orten kann die Mikrobasisstation durch Ausrüsten mit einer Fernsprech einrichtung eine öffentliche Telefonzelle ersetzen.

Vorzugsweise wird bei einer Ausführungsform der Erfindung die Basis-Sende-Empfangsstation, die Fernsprecheinrichtung und der Kartenleser zum Lesen der auf der Teilnehmerkarte gespei cherten Informationen in einem einzigen Gehäuse angeordnet. Die Fernsprecheinrichtung und die Basis-Sende-Empfangsstation bilden dann eine räumliche Einheit, wodurch der Hardware-Auf wand reduziert werden kann. Durch eine bestimmte Formgebung, Farbgebung oder eine andere charakteristische Ausbildung des Gehäuses kann den Menschen leicht vermittelt werden, daß hier eine Einrichtung vorhanden ist, die den Zugang zu einem Tele fonnetz gestattet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Basis- Sende-Empfangsstation angegeben, die mit einer Fernsprechein richtung ausgestattet ist. Diese Basis-Sende-Empfangsstation ist Teil eines digitalen zellularen Mobilfunksystems, das ei ne Kommunikationsverbindung zwischen mindestens zwei Teilneh merstationen herstellt. Die Basis-Sende-Empfangsstation stellt über eine Luftschnittstelle eine Kommunikationsverbin dung mit einer Mobilstation her, wobei eine Steuerung in der Basis-Sende-Empfangsstation unter einer Vielzahl von Übertra gungskanälen einen freien Kanal für die Kommunikationsverbin dung mit der Mobilstation auswählt. Die Basis-Sende-Empfangs station ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Fern sprecheinrichtung drahtgebunden verbunden ist, daß nahe der Fernsprecheinrichtung ein Kartenleser vorgesehen ist, der die auf einer Teilnehmerkarte gespeicherten Informationen liest, daß die Steuerung für die Kommunikationsverbindung mit der Fernsprecheinheit einen freien Kanal auswählt, und daß das Mobilfunksystem unter Überprüfung der von der Karte gelesenen Informationen eine Kommunikationsverbindung zwischen der Fernsprecheinrichtung und mindestens einer weiteren Teilneh merstation herstellt. Mit Hilfe einer solchen Basis-Sende- Empfangsstation ist es möglich, daß auch Teilnehmer das Mo bilfunksystem nutzen können, ohne eine Mobilstation zu besit zen, die über eine Funkstrecke mit der Basis-Sende-Empfangs station Daten austauscht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 den Aufbau eines zellularen Mobilfunksystems in einer Blockdarstellung, und

Fig. 2 den Aufbau einer Basis-Sende-Empfangsstation mit integrierter Fernsprecheinrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines beispielhaften zellularen Mobilfunksystems. Das Mobilfunksystem ist nach dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communication) auf gebaut und überdeckt ein Kommunikationsnetz, welches in eine große Anzahl von Funkzellen Z1 bis Zn unterteilt ist, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Gemäß dem GSM- Standard arbeitet das Mobilfunksystem im Frequenzband von 900 MHz. Am Mobilfunksystem können eine Vielzahl von Mobilsta tionen MS teilhaben, welche über eine Luftschnittstelle L mit einer oder mehreren Basis-Sende-Empfangsstationen BTS verbun den sind. Diese Basis-Sende-Empfangsstationen BTS haben durch ihre jeweilige Sendereichweite definierte Zellen Z1, Z2, Zn, innerhalb denen Funkverkehr mit den Mobilstationen MS herge stellt werden kann. Die in Fig. 1 zur Zelle Z1 gehörende Ba sis-Sende-Empfangsstation BTS ist eine Mikrobasisstation, d. h. auf einem einzigen Trägersignal werden acht Übertra gungskanäle nach dem bekannten TDMA-Verfahren bereitgestellt. Diese Mikrobasisstation BTS wird bevorzugt an räumlich eng begrenzten Stellen eingesetzt, beispielsweise im U- Bahnbereich. Erfindungsgemäß ist die Mikrobasisstation BTS mit einer Fernsprecheinrichtung FSE über eine Leitung VL ver bunden.

Die Basis-Sende-Empfangsstationen BTS werden von einer Basis stations-Steuerung BSC bedient. Diese Basisstations-Steuerun gen BSC sind mittels Verbindungsleitungen oder Richtfunk strecken mit einer Mobilverbindungsstelle MSC verbunden, wel che die Verbindung zu anderen Mobilvermittlungsstellen MSC, zu anderen Netzen oder Dienstezentren herstellt, beispiels weise zu SMS-Zentren (Short-Message-Service-Center) oder zu Voice-Mail-Systemen VMS. Ein Bedienungs- und Wartungszentrum OMC unterstützt den Betrieb der verschiedenen Netzkomponenten des Mobilfunknetzes D900.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau der Mikrobasisstation BTS zusammen mit der Fernsprecheinrichtung FSE. Die Mikroba sisstation BTS hat eine Steuerung 10, welche die Datenüber tragung über die Leitung 12 mit der Basisstation-Steuerung BSC steuert. Ferner steuert die Steuerung 10 eine Übertra gungseinheit 14 an, welche nach dem Zeitmultiplexverfahren acht Übertragungskanäle Ü1 bis Ü8 bereitstellt. Mit Hilfe dieser Übertragungskanäle Ü1 bis Ü8 kann entweder eine Du plex-Verbindung über die Luftschnittstelle L mit Mobilsta tionen MS oder eine leitungsgebundene Verbindung mit der Fernsprecheinheit FSE hergestellt werden. Die Steuerung 10 wählt hierzu einen freien Übertragungskanal Ü1 bis Ü8 aus. Nach Beendigung einer Verbindung mit der Fernsprecheinheit FSE oder einer Mobilstation MS wird der ausgewählte Kanal wieder freigegeben.

Die Steuerung 10 wirkt auch auf die Fernsprecheinheit FSE ein, die wiederum eine interne Steuerung 16, eine Tastatur 18, einen Telefonlautsprecher 20 und ein Telefonmikrofon 22 hat. Über die Einheiten 18, 20 und 22 (Handset) kann ein Teilnehmer eine Verbindung zu einer gewünschten Teilnehmer station im Mobilfunknetz oder in einem an das Mobilfunknetz angeschlossenes weiteres Telekommunikationsnetz aufbauen und mit dieser kommunizieren. Die Steuerung 16 ist auch mit einem Kartenleser 24 verbunden. Dieser Kartenleser 24 hat eine schlitzartige Öffnung 26, in welche eine Teilnehmerkarte 28 einführbar ist. Die auf der Teilnehmerkarte 28, beispielswei se eine spezielle Telefonkarte oder eine Kreditkarte, gespei cherten Informationen werden vom Kartenleser 24 gelesen und dienen z. B. der Identifikation (siehe SIM-Karte eines Mobilfunkteilnehmers) und Berechtigung des Teilnehmers, das Mobilfunksystem zu nutzen, bzw. der Gebührenabrechnung. Nach Überprüfung der Berechtigung des Teilnehmers wird zwischen der Fernsprecheinheit FSE und der vom Teilnehmer über die Tastatur 18 angewählte Teilnehmerstation des Mobilfunknetzes oder eines mit dem Mobilfunksystem verbundenen Netzes angewählt und die Kommunikationsverbindung hergestellt.

Vorzugsweise ist die Mikrobasisstation BTS, die Fernsprech einheit FSE und der Kartenleser 24 in einem einzigen Gehäuse 30 untergebracht, welches nach Art des Gehäuses eines Münzte lefons im Greifbereich eines Menschen angeordnet ist, z. B. an einer Säule oder an einer Wand. Dabei kann eine Antenneneinrichtung der Mikrobasisstation BTS auch abgesetzt angebracht sein.

Das neue Mobilfunksystem ermöglicht auf diese Weise, daß auch Teilnehmer das Mobilfunksystem nutzen können, ohne eine Mobilstation MS zu besitzen.

Claims

1. Digitales zellulares Mobilfunksystem mit mindestens einer Mobilvermittlungsstelle (MSC), die eine Kommunikations verbindung zwischen mindestens zwei Teilnehmerstationen herstellt und die mit mindestens einer Basisstation-Steuerung (BSC) verbunden ist,
und mit mindestens einer an die Basisstation-Steuerung (BSC) angeschlossenen Basis-Sende-Empfangsstation (BTS), die über eine Luftschnittstelle (L) die Kommunikationsverbindung mit einer Mobilstation (MS) herstellt,
wobei eine Steuerung (10) in der Basis-Sende-Empfangsstation (BTS) unter einer Vielzahl von Übertragungskanälen (Ü1 bis Ü8) einen freien Kanal für die Kommunikationsverbindung mit der Mobilstation (MS) auswählt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Basis-Sende-Empfangsstation (BTS) mit einer Fern sprecheinrichtung (FSE) drahtgebunden verbunden ist,
daß der Fernsprecheinrichtung (FSE) ein Kartenleser (24) zugeordnet ist, der die auf einer Teilnehmerkarte gespei cherten Informationen liest,
daß die Steuerung (10) für die Kommunikationsverbindung mit der Fernsprecheinheit (FSE) einen freien Kanal (Ü1 bis Ü8) auswählt,
und daß das Mobilfunksystem unter Überprüfung der von der Karte gelesenen Informationen eine Kommunikationsverbindung zwischen der Fernsprecheinrichtung (FSE) und mindestens einer weiteren Teilnehmerstation herstellt.

2. Mobilfunksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Sende-Empfangsstation (BTS) eine Mikroba sisstation ist, welche acht Übertragungskanäle (Ü1 bis Ü8) nach dem TDMA-Verfahren auf einem einzigen Trägersignal bereitstellt.

3. Mobilfunksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobilvermittlungsstelle (MSC) mit dem öffentlichen Netz verbindbar ist.

4. Mobilfunksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Teilnehmerkarte (28) eine Telefonkarte oder eine Kreditkarte vorgesehen ist.

5. Mobilfunksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Sende-Empfangsstation (BTS), die Fernsprecheinrichtung (FSE) und der Kartenleser (24) in einem einzigen Gehäuse (30) angeordnet sind.

6. Basis-Sende-Empfangsstation eines digitalen zellularen Mobilfunksystems, das eine Kommunikationsverbindung zwischen mindestens zwei Teilnehmerstationen herstellt,
wobei die Basis-Sende-Empfangsstation (BTS), über eine Luftschnittstelle (L) eine Kommunikationsverbindung mit einer Mobilstation (MS) herstellt, und
wobei eine Steuerung (10) in der Basis-Sende-Empfangsstation (BTS) unter einer Vielzahl von Übertragungskanälen (Ü1 bis Ü8) einen freien Kanal für die Kommunikationsverbindung mit der Mobilstation (MS) auswählt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Basis-Sende-Empfangsstation (BTS) mit einer Fern sprecheinrichtung (FSE) drahtgebunden verbunden ist,
daß der Fernsprecheinrichtung (FSE) ein Kartenleser (24) zugeordnet ist, der die auf einer Teilnehmerkarte gespei cherten Informationen liest,
daß die Steuerung (10) für die Kommunikationsverbindung mit der Fernsprecheinheit (FSE) einen freien Kanal (Ü1 bis Ü8) auswählt,
und daß das Mobilfunksystem unter Überprüfung der von der Karte gelesenen Informationen eine Kommunikationsverbindung zwischen der Fernsprecheinrichtung (FSE) und mindestens einer weiteren Teilnehmerstation herstellt.

7. Basis-Sende-Empfangsstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mikrobasisstation ist, welche acht Übertragungskanäle (Ü1 bis Ü8) nach dem TDMA-Verfahren auf einem einzigen Trägersignal bereitstellt.

8. Basis-Sende-Empfangsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Teilnehmerkarte (28) eine Telefonkarte oder eine Kreditkarte vorgesehen ist.

9. Basis-Sende-Empfangsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Sende-Empfangsstation (BTS), die Fernsprecheinrichtung (FSE) und der Kartenleser (24) in einem einzigen Gehäuse (30) angeordnet sind.