DE3706240A1 - Verfahren und funkrufsystem zum selektiven uebermitteln von rufen an mobile teilnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. ein Funkrufsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2.

Es ist bekannt, zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem ortsfesten Teilnehmer, der an ein Fernsprechnetz ange­ schlossen ist, und einem mobilen Teilnehmer Rufsignale über eine Rufzentrale, eine Erdefunkstelle sowie einen Satelliten zu mehreren über ein Gebiet verteilten Sendeempfängern zu leiten. Von wenigstens einem dieser Sendeempfänger werden die Rufsignale zum mobilen Teilnehmer abgestrahlt. Auf diese Weise werden störende Laufzeitänderungen auf nun nicht mehr benötigten Modulationszubringerleitungen zwi­ schen der Rufzentrale und den Sendeempfängern ebenso ver­ mieden wie durch solche Laufzeitänderungen hervorgerufene Interferenzstörungen beim gleichzeitigen Empfang zweier einander benachbarter Sendeempfänger. Diese können daher alle auf derselben Trägerfrequenz und gleichzeitig arbeiten. Das bekannte Verfahren bzw. System ist insbesondere zur Anwendung bei landesweiten Rufsystemen geeignet (europ. Patentanmeldung 1 44 665, Anmeldenummer 8 41 12 697).

Es ist Aufgabe der Erfindung, das bekannte Verfahren bzw. System den Anforderungen anzupassen, die durch einen Funk­ rufdienst für ein sehr großes geographisches Gebiet gestellt werden. Diese Anforderungen bestehen darin, die Übertra­ gungskapazität von der Erde zum Stelliten möglichst gut auszunutzen. Außerdem soll berücksichtigt werden, daß zur Zeit als Satellit nur ein Relais-Satellit (Transponder) zur Verfügung steht, daß also zur Zeit eine Vermittlungs­ funktion vom Satelliten nicht ausgeübt werden kann; jedoch soll für die Zukunft die Option offen bleiben, daß ein neuer Satellit auf möglichst einfache Weise auch Vermittlungsfunk­ tionen übernehmen kann, wenn sich daurch Sendeenergie in Satelliten einsparen läßt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren bzw. Funkruf­ system mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 2. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es sei an dieser Stelle nicht verschwiegen, daß in anderem Zusammenhang, nämlich für die Übertragung von Verkehrsinfor­ mationen an Autofahrer ein Merkmal der Erfindung schon be­ kannt ist, allerdings zur Lösung einer anderen Aufgabe. Bei dem bekannten Verfahren (DE-OS 29 30 509) ging es darum, Verkehrsnachrichten über ein Autoradio so zu übermitteln, daß der Autofahrer nicht Informationen mithören muß, die ihn nicht betreffen. Um dies zu erreichen, war unter ande­ rem vorgesehen, alle Informationen, die ein bestimmtes Ge­ biet getreffen, in einem Zeitrahmen zusammenzufassen und mit einem Gebietskennzeichen zu versehen. Der Autofahrer konnte dadurch alle für sein Gebiet vorgesehenen Verkehrs­ informationen und nur diese mit seiner Empfangseinrichtung auswählen.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Funkrufsystems,

Fig. 2 die geographische Systemstruktur,

Fig. 3 den prinzipiellen Aufbau eines Systemteils und

Fig. 4 eine Abwandlung zu Fig. 1.

Der Systemaufbau nach Fig. 1 ist im Prinzip der gleiche wie bei der europäischen Patentanmeldung 1 44 665 (8 41 112 697). Beispielsweise aus dem europäischen Fernsprechnetz und/oder Telexnetz erhält eine Rufzentrale RZ Rufaufträge von in­ ländischen und ausländischen Teilnehmern.

Der Rufzentrale ist eine Erdesendestelle EFSt zugeordnet, welche die in Auftrag gegebenen Funkrufe über einen Relais- Satelliten SAT an Erdeempfangsstellen ES gibt. Von dort ge­ langen die Funkrufe über jeweils zugeordnete Rundfunksender S (vgl. auf die Fig. 2 und 3) zu Empfängern E mobiler Teilnehmer, die sich in unterschiedlichen Ländern, z. B. Dänemark, Frankreich, Großbritannien befinden können. In jedem Land kann sich eine oder mehrere Erdeempfangsstellen ES befinden. Es können aber auch kleinere Länder eine ge­ meinsame Erdeempfangsstelle haben. Die Empfangsfrequenzen der mobilen Empfänger E können unterschiedlich, beispiels­ weise landesspezifisch sein. Das insgesamt zu versorgende Gebiet, evtl. auch einige Länder, sind in verschiedene Ruf­ zonen 1, 2, . . . aufgeteilt, deren Versorgung ebenfalls durch unterschiedliche Empfangsfrequenzen für die Empfänger E geschehen kann. Die Rufzonen 1, 2, 3, 4 in Fig. 2 setzen sich aus mehreren in Gleichwellenbetrieb arbeitenden Sendezonen A, B, C zusammen. Jede Sendezone wird von einem Konzentrator gesteuert. Am Ort des Konzentrators ist der Einspeisepunkt für das Modulationssignal aus dem Satellitenempfänger der zugeordneten Erdeempfangsstelle ES. Die Satellitenempfänger können abgesetzt vom Konzentrator betrieben werden. Die ein­ zelnen Sendezonen, A, B, C, werden im Zeitschlitzverfahren funktechnisch entkoppelt. Gleiche Sendezonentypen haben gleiche Frequenzen und arbeiten im Gleichkanalbetrieb. Überlappende Sendezonen haben unterschiedliche Frequenzen f ₁, f ₂, f ₃. Die Verbindung vom Konzentrator zu den Sendern erfolgt über festgeschaltete Leitungen mit geeigneter Übertragungsgüte.

In Fig. 3 ist dies näher dargestellt. Es sind hier zwei Sendezonen A und B gezeigt. Sie setzen sich jeweils aus mehre­ ren im Gleichwellenbetrieb arbeitenden Versorgungsgebieten V 1 bis V 6 von Rundfunksendern S zusammen. Die vom Satelliten mit dessen Sendefrequenz f _s kommenden Funkrufe gelangen je­ weils über eine Erdeempfangsstelle ES oben in Fig. 2 zu einem Konzentrator KT, der abgesetzt von der Erdeempfangs­ stelle betrieben werden kann. Über einen Laufzeitausgleich Tau werden die einzelnen Versorgungsgebiete V 1, V 2, V 3, der Rundfunksender S versorgt, und zwar am einfachsten mit der­ selben Frequenz f ₁ und im Zeitschlitzverfahren funktechnisch entkoppelt, um Interferenzen in den Überschneidungsgebieten der Versorgungsgebiete zu vermeiden. Interferenzen zwischen den Sendezonen A und B sind durch unterschiedliche Sendefre­ quenzen f ₁ und f ₂ vermieden. Andere Methoden zur Vermeidung von Interferenzen sind denkbar, vgl. z. B. die DE-OS 33 62 347.

Die Verbindung vom Konzentrator KT zu den Rundfunksendern S erfolgt über festgeschaltete Leitungen. Die entfernungsab­ hängigen Signallaufzeiten in den Leitungswegen lassen sich durch fest eingestellte Verzögerungseinrichtungen aus­ gleichen. Alternativ kann ein adaptiver Laufzeitausgleich mit der erforderlichen Genauigkeit eingesetzt werden.

Die Probleme der leitungsgebundenen Datenübertragung lassen sich durch die Verwendung einer Funkübertragung weitgehend vermeiden. Dies ist im unteren Teil der Fig. 2 angedeutet, wo mit dem vom Satelliten empfangenen Signal ein Richtfunk- oder Rundstrahlsender RS moduliert wird, der als Modula­ tionszubringer mit der Frequenz f _M dient. Die Rundfunk­ sender S in den Versorgungsgebieten V 4 bis V 6 sind dem­ entsprechend mit zusätzlichen Empfängern E ₄ bis E ₆ und Richtempfangsantennen ausgerüstet (Punkt-zu-Mehrpunkt-Ver­ bindung). Die Laufzeitdifferenzen innerhalb der Zone B sind sehr klein und lassen sich in den meisten Fällen vernachlässigen. Sie entfallen ganz, wenn anstelle der Empfänger E ₄ bis E ₆ Erdeempfangsstellen ES gesetzt werden.

Nachdem nun erläutert worden ist, daß die in Fig. 1 ge­ zeigten Rundfunksender S als auch Sendernetze nach den Fig. 2 und 3 verstanden werden können, wird auf die Arbeitsweise des Funkrufsystems nach Fig. 1 eingegangen.

Arbeitsweise

Es wird gewünscht, über landeseigene Funkruf-Vermittlungs­ stellen internationale Rufe absetzen zu können. Dabei sollen innerhalb der Länder bestimmte Rufzonen (evtl. auch Sende­ zonen) erreicht werden, die vom Rufteilnehmer gebucht werden können. Diese Zonen dürfen im Hinblick auf ein einfaches Netzmanagement nicht zu klein sein und sollen dem suchen­ den Teilnehmer einen guten Überblick ermöglichen. Pro Land sind deshalb nur wenige Rufzonen sinnvoll, z. B. 4-8, je nach Landesgröße. Für ganz Europa sind wahrscheinlich 99 Rufzonen ausreichend.

Der Funkruf wird immer mit der Zonenkennzahl (Sendezonen-, bevorzugt Rufzonenkennzahl) eingegeben oder, wenn der Auf­ enthaltsort nicht bekannt ist, mit einer speziellen Code- Nummer, die überregionale (z. B. landesweite) Rufaussendungen bewirkt. Dazu wird die Wahlinformation zur Suche des Teil­ nehmers einschließlich eventuell zu übertragender alpha­ numerischer Daten mit geeigneten Endgeräten (Telefon, Akustik­ koppler usw.) in das Fernsprechnetz eingegeben. Die nationa­ len Funkruf-Vermittlungsstellen sind mit entsprechenden An­ passungs-Übertragungen für den Funkruf ausgerüstet, die die landesspezifische Teilnehmerführung ermöglichen. Neben dem Zugang aus dem analogen Fernsprechnetz sind weitere Zugänge über Telex, Teletex, Btx und aus Datennetzen möglich. Im Aus­ land sind die entsprechenden Datendienste vorzusehen.

In der Rufzentrale RZ werden alle Daten (Funkrufaufträge) zwischengespeichert, neu formatiert und in sendefähige Da­ tentelegramme umgesetzt. Dabei werden alle Daten, die zur Übermittlung an eine bestimmte der Zonen bestimmt sind, zu einem Rufpaket zusammengefaßt und in einen Rahmen kon­ stanter oder variabler Länge eingeordnet, der einen Zonen­ code enthält. Dieser ermöglicht es den Erdeempfangsstellen ES, von den empfangenen Rufpaketen nur die für die jeweilige Zone bestimmten zu selektieren und zu den Sendernetzen nach Fig. 2 weiterzuleiten. Außerdem wird durch die Zusammen­ fassung zu Rufpaketen Übertragungskapazität zum Satelliten eingespart, weil nicht mehr jeder einzelne Ruf mit einem Zonencode versehen zu sein braucht, obwohl natürlich vom rufenden Teilnehmer zur Rufzentrale ein solcher Code noch übermittelt werden muß.

Durch die Zusammensetzung der Rufe zu Rufpaketen in derRuf­ zentrale und die Selektion in den Erdeempfangsstellen ist es möglich, die damit erzielte Vermittlungsfunktion auf der Erde zu belassen. Der Satellit braucht also keine Vermitt­ lungsfunktionen auszuüben.

Dennoch ist das System aber auch für zukünftige Satelliten geeignet, die zur Einsparung von Sendeenergie gewisse ein­ fache Vermittlungsfunktionen übernehmen können. Zum besse­ ren Verständnis muß zunächst darauf hingewiesen werden, daß der Satellit entweder mit einer einzigen Strahlungs­ keule alle zu versorgenden Zonen flächendeckend versorgen kann. Er kann aber auch mit höherem Gewinn mit einzelnen Strahlungskeulen oder mit einer schwenkbaren Strahlungs­ keule seine Sendeenergie auf jede einzelne Erdeempfangs­ stelle gezielt richten. In diesem Falle würde Sendeenergie verschwendet, wenn beispielsweise über die Strahlungskeule für die Zone A auch ein Rufpaket für die Zone B übermittelt würde. Eine solche Verschwendung läßt sich mit dem Funkruf­ system nach der Erfindung relativ einfach vermeiden, wenn schon im Satelliten insofern eine Vermittlungsfunktion in­ stalliert wird, daß dieser bezüglich der empfangenen Ruf­ pakete aufgrund von deren Zonencode entscheiden kann, zu welcher Erdefunkstelle er gezielt sendet.

Die Aussendung der Rufe in den Zonen kann entweder mit landeseigenem Netz-Management oder über einen Zeittakt mit Hilfe des Satellitenkanals erfolgen.

Die Rufzentrale kann bei der Aussendung ihrer Signale über den Satelliten ein Zeitschlitzverfahren anwenden mit bei­ spielsweise jeweils einem Zeitschlitz für jede Zone, ins­ besondere Rufzone. Es können aber bedarfsabhängig auch für Zonen mit besonders hohem Verkehrsaufkommen mehrere Zeit­ schlitze vorgesehen sein. Die Rufzentrale sendet innerhalb eines jeden Zeitschlitzes einen oder mehrere Rahmen mit je­ weils einem Rufpaket aus. Die Zeitschlitze sind zyklisch den einzelnen Zonen zugeordnet und können untereinander gleich lang oder auch - entsprechend unterschiedlichem Verkehrsauf­ kommen in den Zonen - unterschiedlich lang sein.

Eine flexiblere Anpassungsmöglichkeit an unterschiedliche Ver­ kehrsaufkommen wird erreicht, wenn zwar die feste Reihenfolge von aufeinanderfolgend mit Rufpaketen zu bedienenden Zonen erhalten bleibt, aber auf Zeitschlitze fester oder abgestufter Dauer verzichtet wird und statt dessen das Ende eines jeden Rufpaketes oder Rahmens mit einer Endemarkierung versehen wird. Diese Endemarkierung kann auch einfach der Zonencode am An­ fang des nächsten Rahmens sein. Aufgrund solcher Markierungen kann eine Erdeempfangsstelle feststellen, wann der für sie be­ stimmte Rahmen beendet ist, und die innerhalb der festgelegten Reihenfolge folgende Erdeempfangsstelle kann feststellen, wann der für sie bestimmte Rahmen beginnt. Besonders flexibel ist diese Methode dann, wenn die Rahmen und damit die Rufpa­ kete unterschiedlich lang sein dürfen.

Es kann sinnvoll sein, anstatt einer einzigen Rufzentrale RZ deren mehrere an unterschiedlichen geographischen Standorten, beispielsweise in unterschiedlichen Ländern vorzusehen. Dann muß der Zugriff der Rufzentralen, denen eine Erdesendestelle zugeordnet ist, über den Satelliten auf die Erdeempfangs­ stellen geregelt werden. Dies kann wiederum durch eine ge­ ordnete zeitliche Reihenfolge geschehen, und zwar entweder über festgelegte Zeitschlitze untereinander gleicher, be­ vorzugt aber bedarfsorientierter unterschiedlicher Länge; oder es werden wiederum Endemarkierungen verwendet, die jede Rufzentrale nach Beendigung ihres derzeitigen Sendevorganges absendet und die der nächsten Rufzentrale als Startsignal für ihren Zugriff auf den Satelliten dient. Dazu muß diese nächste Rufzentrale von der Endemarkierung der vorangegangenen Rufzentrale erfahren. Die Ende-Markierung muß also über den Satelliten zur jeweils nächsten Rufzentrale oder zu allen Rufzentralen übertragen werden. Dies ist am einfachsten dann möglich, wenn die Erdesendestellen zugleich Erdeempfangs­ stellen sind, was auch aus Kostengründen zweckmäßig ist.

Fig. 4 verdeutlicht die Situation. In jedem der Länder F, Gb, DK ist ein nationales Netz (Fernsprechnetz) mit zuge­ höriger Rufzentrale RZ vorgesehen. In diese können auch noch Rufe ("DATA") aus Datennetzen (z. B. Telex-Netz) einge­ speist werden. Über Leitungsanpassungen L sind die Rufzentra­ len jeweils mit landeseigenen Erdesendestellen EFSt verbunden, die zugleich Erdeempfangsstellen ES sind. Kleinere Länder können sich eine gemeinsame Rufzentrale mit Erdesende- und -empfangsstelle teilen. Der Zugriff auf den Satelliten kann mit einer geeigneten TDMA-Prozedur sichergestellt sein.

Diese Ausführungsform vermeidet weitgehend die länderüber­ greifende Übermittlung von Funkrufaufträgen über erdgebunde­ ne Fernsprech- und Datennetze. Statt dessen können bereits existierende Satellitenverbindungen benutzt werden mit Bodenstationen entsprechend dem SMS-Standard.

Ist ein zu rufender Teilnehmer außerhalb der für ihn vor­ gesehenen Zone oder Zonen, so kann er kurzzeitig auch in einer anderen Zone gerufen werden. Hierzu dient der so­ genannte Zielruf. Dafür wird einem Funkrufempfänger indivi­ duell eine besondere Rufnummer zugeteilt und in der Rufzen­ trale bzw. den -zentralen eine Umcodierung vorgenommen von einem vom Fernsprech- oder Datennetz kommenden Code in einen Rufcode für den zu rufenden mobilen Teilnehmer.

Die Aussendung des Rufes erfolgt dann nur in der durch die­ sen Rufcode gekennzeichneten Zone.

Claims (14)

1. Verfahren zum selektiven Übermitteln von Rufen von ersten Teilnehmern über eine Rufzentrale (RZ) eines Fernsprech- oder Datennetzes, eine Erdesendestelle (EFSt) und einen Satelliten (SAT) zu Erdeempfangsstellen (ES) und von dort jeweils über wenigstens einen lokalen Rundfunksender (S) zu mobilen zweiten Teilnehmern (E), dadurch gekennzeichnet, daß Rufe für mobile Teilnehmer (E), die sich in unter­ schiedlichen geographischen Zonen (1, 2, 3, 4; A, B, C) be­ finden, in der Rufzentrale (RZ) zu zonenspezifischen Rufpaketen zusammengefaßt, in Rahmen konstanter oder variabler Länge eingeordnet und an die Erdesendestelle (EFSt) oder mehrere -stellen abgesandt werden und daß die Erdeempfangsstelle oder -stellen (ES) jeweils einer Zone zwar alle Rufpakete empfängt bzw. empfan­ gen, aber nur diejenigen weiterleitet bzw. weiterleiten, welche für diese Zone bestimmt sind.

2. Funkrufsystem mit einer Rufzentrale (RZ), die an ein Fernsprech- oder Datennetz angeschlossen ist und von welcher Rufe zu mobilen Teilnehmern (E) übertragbar sind über eine Erdesendestelle (EFSt), einen Satelliten (SAT) und Erdeempfangsstellen (ES) mit jeweils wenigstens einem lokalen Rundfunksender (S), dadurch gekennzeichnet, daß in der Rufzentrale (RZ) Mittel vorgesehen sind zum Zusammenfassen von Rufen für solche Teilnehmer (E) aus unterschiedlichen geographischen Zonen (1, 2, 3, 4; A, B, C) zu zonenspezifischen Rufpaketen, zum Einordnen der Rufpakete in Rahmen konstanter oder variabler Länge und Absenden dieser Rahmen in die Erdesendestelle (EFSt) oder -stellen und daß in jeweils einer Zone die Erdeempfangsstelle (ES) oder -stellen Mittel aufweist bzw. aufweisen zum Empfangen aller Rufpakete und zum Detektieren und Weiterleiten nur derjenigen Rufpakete, welche für diese Zone bestimmt sind.

3. Verfahren oder System nach Anspruch 1 bzw.2, mit fester, nach Zonen geordneter Reihenfolge der Rufpakete.

4. Verfahren oder System nach Anspruch 3 mit wenigstens ei­ nem Zeitschlitz für jede Zone zum Aussenden zonenspe­ zifischer Rufpakete.

5. Verfahren oder System nach Anspruch 4 mit untereinander gleich langen Zeitschlitzen.

6. Verfahren oder System nach Anspruch 3 mit Endemarkie­ rungen jeweils am Ende eines Rufpaketes.

7. Verfahren oder System nach Anspruch 6 mit unterschiedlich langen Rufpaketen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 7 oder System nach einem der Ansprüche 2 bis 7 mit mehreren Rufzentra­ len (RZ) mit geordnetem sequentiellem Zugriff über jeweils eine zugeordnete Erdesendestelle (EFSt) auf den gemeinsa­ men Satelliten (SAT).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 8 oder System nach einem der Ansprüche 2 bis 8, mit wenigstens einem Zeitschlitz für jede Erdesendestelle (EFSt), wobei die Zeitschlitze zonenspezifisch lang sein können.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 8 oder System nach einem der Ansprüche 2 bis 8, mit Endemarkierungen an den Enden der gegebenenfalls unterschiedlich langen Sende­ vorgänge, die zyklisch jeweils bei den Erdesendestellen (EFSt) in Richtung zum Satelliten (SAT) stattfinden.

11. Verfahren oder System nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 8, bei welchem Verfahren bzw. System für den geordneten sequentiellen Zugriff der Rufzentralen (RZ) auf den Satelliten (SAT) eine von einer Rufzentrale abgesendete Endemarkierung unmittelbar oder mittelbar bei der nächsten Rufzentrale als Startsignal für deren Zugriff auf den Satelliten dient.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 11 oder System nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Erdeempfangsstelle (ES) zugleich als Erdesendestelle (EFSt) dient.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rufzentrale (RZ) bzw. den -zentralen eine Umkodierung vorgenommen wird von einem vom Fernsprech- oder Datennetz kommenden Code in einen Rufcode für einen mobilen Teilnehmer (E), der sich außerhalb seiner angestammten Zone oder Zonen (1, 2, 3, 4; A, B, C) aufhält.

14. System zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rufzentrale (RZ) bzw. den -zentralen ein Umkodierer vorgesehen ist zur Umkodie­ rung eines vom Fernsprech- oder Datennetz kommenden Codes in einen Rufcode für einen mobilen Teilnehmer (E), der sich außerhalb seiner angestammten Zone oder Zonen (1, 2, 3, 4; A, B, C) aufhält.