DE60024886T2

DE60024886T2 - System mit satellitenverbindung zwischen einer erdgebundenen station und einer station an bord eines schiffes für tragbare telefonhandgeräte

Info

Publication number: DE60024886T2
Application number: DE60024886T
Authority: DE
Inventors: Pascal Piloyan; Jean-Pierre Basso
Original assignee: Geolink
Current assignee: Geolink
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: FR2814897A1; ATE313174T1; DK1316160T3; ES2252089T3; EP1316160A1; WO2002021725A1; DE60024886D1; EP1316160B1

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf ein System mit Satellitenverbindung zwischen einer erdgebundenen Station und einer Station an Bord eines Schiffes für tragbare Telefonhandgeräte gerichtet.
Sie bezieht sich allgemein auf das Gebiet von internationalen Telekommunikationsnetzen, die insbesondere die Verbindung von ortsfesten oder mobilen Telefonapparaten erlauben.
In den letzten Jahren haben sich tragbare Telefone in der ganzen Welt außerordentlich entwickelt. Es sind kleine, einen Funksendeempfänger enthaltende, sehr leichte Telefone, die sich automatisch mit Sender-Empfänger-Stationen verbinden, die an das Telefonnetz angeschlossen sind. Bei jedem Anruf wird automatisch die am nächsten gelegene Station oder diejenige; mit welcher die Funkverbindung am besten ist, ausgewählt.
Der erste Telekommunikationssatellit erschien Anfang der 1960er Jahre, aber die wirkliche Revolution kam 1965 mit dem ersten Satelliten der neuen internationalen Organisation Intelsat: Early Bird (Frühaufsteher, Morgenvogel), positioniert in einer geostationären Umlaufbahn über dem Atlantik. Early Bird ist das erste Glied einer Kette von geostationären Satelliten, die sich nach und nach um den ganzen Äquator herum ausbreitet und die Herstellung weltweiter Kommunikationsverbindungen erlaubt.
Das Patent Nr. EP-A-0 998 062 beschreibt ein System einer über Satellit geführten Verbindung zwischen einer erdgebundenen Station und einer Station an Bord eines Passagiertransportfahrzeugs. Die Station an Bord weist eine Steuerstation auf, die eine Anordnung von Sender-Empfängern steuert, die die Funkverbindung mit den auf dem Fahrzeug vorhandenen tragbaren Telefonen erlaubt, und weist ein Satellitensystem auf, das eine Dauerverbindung mit der erdgebundenen Station herstellt. Die erd gebundene Station weist eine Schnittstelle auf, die die Satellitenantenne mit dem erdgebundenen Netz verbindet.
Das Prinzip der Weltraumkommunikation ist einfach: von seiner erhöhten Position über der Erde aus ist der Satellit an allen Punkten eines großen Bereichs sichtbar; er kann somit Nachrichten zwischen irgendwelchen zwei Punkten dieses Bereichs übertragen. Die Verbindungen sind in dem Fall des geostationären Satelliten, der sich in einer Höhe von 36000 km über dem Äquator befindet, erleichtert: der Raumflugkörper bewegt sich nicht am Himmel, Festantennen erlauben, den Kontakt mit ihm herzustellen. Satelliten in niedrigen oder mittleren Umlaufbahnen können ebenfalls dazu dienen, Nachrichten zu übertragen, jedoch erfordert ein kontinuierlicher Weltraumtelekommunikationsdienst mit Satelliten in niedrigen oder mittleren Umlaufbahnen eine Anordnung einer großen Anzahl von Satelliten.
Ein Netz erlaubt die Herstellung von Verbindungen mit mobilen Apparaten: "Immarsat", zunächst für Schiffe geschaffen, das aber auch von nun an für die Flugzeuge und die erdgebundenen Fahrzeuge dient. Dieses Netz ist jedoch für spezielle Empfangsgeräte bestimmt und erlaubt keine Verbindung mit privaten tragbaren Apparaten des GSM-Typs (GSM: Groupe Systemes Mobiles), die sich an Bord eines Schiffes fernab von Küsten befinden.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung hat zum Ziel, diese Sachlage zu beheben. Es erlaubt nämlich, unter Verwendung einer Satellitenverbindung des Typs "V.S.A.T." (Very Small Aperture Terminal) eine GSM-Verbindung an Bord herzustellen.
Die Besonderheit des Projekts liegt in der Einrichtung einer GSM-Zelle an Bord eines Schiffes, über welche alle eingehenden/ausgehenden Anrufe zusammenlaufen. Alle diese Anrufe haben als Träger eine Satellitenverbindung, die die Herstellung einer Dauerverbindung mit den landgestützen Einrichtungen erlaubt, wobei diese Verbindung systemeigene Signalisationsinformationen des GSM-Systems sowie den Sprachverkehr überträgt.
Es besteht aus der Kombination einer bestehenden erdgebundenen Station, die mit einer Anlage versehen ist, die die Verbindung des bestehenden Netzes mit der Satellitenantenne sicherstellt, und einer Station an Bord des Schiffes, die eine Steuerstation aufweist, die eine Anordnung von Sendeempfängern steuert, die die Funkverbindung mit den auf dem Schiff vorhandenen Mobiltelefonen erlauben, wobei ein Multiplexer/Demultiplexer die Kompression der Signale sicherstellt und ein Satellitensystem die Dauerverbindung mit der erdgebundenen Station herstellt.
Die nachstehende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf ein nicht einschränkendes Beispiel einer der Ausführungsformen des Gegenstands der Erfindung. Auf der beiliegenden Zeichnung ist 1 ein Schema, das die Anordnung der Elemente zeigt, die ins Spiel kommen, um die über einen Satelliten geführte Verbindung zwischen einem tragbaren Telefon an Bord eines Schiffes und einem erdgebundenen Telefonnetz zu erlauben.
Das System, wie es auf der Figur zu sehen ist, besteht aus einer Einrichtung an Bord und einer erdgebundenen Einrichtung, die über einen Satelliten 1 miteinander kommunizieren.
Die Einrichtung auf dem Schiff (im oberen Teil der Figur) weist drei Teile auf: eine Steuerstation 2, einen Multiplexer/Demultiplexer 3 und ein Satellitensystem 4.
Die Steuerstation 2, allgemein mit der Abkürzung "BSC" (Base Station Controller) bezeichnet, erlaubt eine erste Bündelung von Leitungen und steuert eine Anordnung von Sendeempfängern, die von einem Übertragungsmodul oder "BTS" (Base Transceiver Station) verwaltet werden, das Funkübertragungsaufgaben (Modulation, Demodulation, Entzerren, Kodierung) hat. Mehrere "BTS" können mit der Steuerstation verbunden sein, die die Verwaltung der von den Übertragungsmodulen ausgehenden Kanalressourcen sowie das Routen (Leitweglenkung) des Verkehrskanals sicherstellt. Von dem Zeitpunkt an, an dem die Kommunikationsverbindungen hergestellt sind, liefert die Steuerstation die Befehle zur Steuerung der Leistung und zur Verwaltung des Übergangs des Mobiltelefons 5 von einer Zelle (Abdeckungszone) zu einer anderen Zelle ("handover", Übergabe).
Die Sendeempfänger sind mit Antennen 6 oder Strahlungsdrähten verbunden, die die Funkverbindung mit den auf dem Schiff vorhandenen Mobiltelefonen 5 erlauben.
Der Multiplexer/Demultiplexer 3 ist über eine Verbindung des Typs E1 mit dem Ausgang der Steuerstation 2 verbunden. Er gewährleistet mit Hilfe eines Sprachkompressionssystems, das eine sehr leistungsfähige Kompressionsmethode verwendet, die Kompression der Signale am Eingang vor ihrer Übertragung zum Satellitensystem "V.S.A.T." über eine Verbindung des Typs X21 oder RS 422 oder eines anderen Typs.
Der Multiplexer kann zum Beispiel ein Modell KM 2100 der Firma RadCom sein, das erlaubt, eine Kompression der GSM-Kanäle in der Größenordnung von 12,8 kBit/s zu erzielen, wenn die Verständigungsqualität akzeptabel ist. Dieser Multiplexertyp sowie seine zukünftigen Entwicklungen erlauben Übertragungen von Informationsdaten sowie von Sprach- und Videodaten bei Kompressionsgraden, die eine akzeptable Qualität liefern.
Das Satellitensystem 4 stellt eine von 128 bis 512 kBit/s variierende Dauerverbindung mit einer erdgebundenen "V.S.A.T."-Station her. Es besteht aus einem externen Teil ("Outdoor Unit"), der eine stabilisierte Parabolantenne 7 eines Durchmessers von 2,4 m unter einer Kuppel mit Sender und Empfänger aufweist, und aus einem internen Teil ("Indoor Unit"), der mit einem Antennenausrichtungsmodul und einem "VSAT"-Satellitenmodem 8 ausgestattet ist, das über eine X21-, RS-422- (oder eventuell eine andere) Schnittstelle zum Übertragen von Daten an den Multiplexer/Demultiplexer 3 angeschlossen ist.
Die Einrichtung an Land (unterer Teil der Figur) weist ebenfalls drei Teile auf: einen Multiplexer/Demultiplexer 3" des gleichen Modells wie an Bord und mit den gleichen Funktionen, eine "Schnittstelle" bzw. Vermittlungsstelle 9, die die Satellitenantenne 10 über einen "V.S.A.T."-Sendeempfänger 12 mit dem erdgebundenen Netz 11 (RTC: Réseau Téléphonique commuté: Telefonschaltnetz) verbindet, und ein Betriebsverwaltungsmodul 13.
Die "Schnittstelle" 9 oder das "MSC" (Mobile Services Switching Center) verwaltet die Herstellung von Kommunikationsverbindungen zwischen einem Mobiltelefon und dem Telefonschaltnetz, die Übertragung von Kurznachrichten, die Übertragung von Informationen über eine Sonderleitung und gegebenenfalls die Steuerung des Zonenwechsels während der Kommunikation ("handover").
Die Datenbank betreffend die in einer betrachteten Zone vorhandenen Mobiltelefonteilnehmer ("VLR") ist in dem "MSC" integriert. Die "VLR"-Datenbank, auch "Besucherdatei" genannt, ist eine Datenbank, die die Teilnehmerdaten von in einer geographischen Zone anwesenden Teilnehmern speichert. Die Tatsache, die "VLR"-Datenbank mit der "Schnittstelle" 9 ("MSC") zu integrieren, erlaubt, die beim Aufbau eines Rufs notwendigen Dialoge zu vereinfachen. Das "MSC" stellt also die Grundfunktionen der Selbstwählvermittlung für die in ihrer Zone befindlichen Mobiltelefone (Mobilitätsverwaltung, Anrufverwaltung) bereit.
Das Betriebsverwaltungsmodul 13 oder "OMC" (Operation and Maintenance Center) stellt die zentralen Betriebs- und Verwaltungsfunktionen für die erdgebundene Steuerstation ("BSC") und die "Schnittstelle" 9 ("MSC") bereit. Das Modul "OMC" kann ein oder mehrere "MSC" sowie die angeschlossenen Elemente ("BSC", Übertragungsmodul "BTS") verwalten. Die Werkzeuge des Betriebsverwaltungsmoduls 13 umfassen die Verwaltung des Systems, die Konfiguration des Netzes, die Verwaltung von Alarmen und Vorfällen, die Leistungsmaßnahmen, die Teilnehmerdatenbank, die Verbreitung von Nachrichten.
Mit Hilfe des beschriebenen Systems kann jede Person an Bord eines damit ausgestatteten Schiffes sein eigenes tragbares Telefon benutzen. Sein Telefon führt eine Netzsuche durch. Die oben vorgestellte Einrichtung erlaubt es ihm, sein Telefon in der "G.S.M."-Datenbank zu registrieren.
Die Anlagen der Einrichtungen an Bord und an Land können ohne weiteres angepaßt werden, um die jüngsten oder kommende Anwendungen weiter zu entwickeln, insbesondere diejenigen, die die Übertragung von Daten (was das "G.S.M."-System schon jetzt erlaubt) oder von Video in Echtzeit oder Nichtechtzeit sicherstellen.
Die Anordnung der verschiedenen Bestandteile verleiht dem Gegenstand der Erfindung ein Maximum an Nutzeffekten, die von ähnlichen Systeme bis heute nicht erzielt worden sind.

Claims

Satellitenverbindungsanlage, die vorgesehen ist, um an Bord eines Schiffes aufgestellt zu werden, mit einer Steuerstation (2), die eine Anordnung von Sendern-Empfängern steuert, die eine Funkverbindung mit den auf dem Schiff vorhandenen Mobiltelefonen erlauben, wobei die Satellitenverbindungsanlage in der Lage ist, über ein Satellitensystem (4) eine Verbindung zwischen der Anordnung von Sendern-Empfängern und einer erdgebundenen Anlage herzustellen, wobei die an Bord eines Schiffes aufzustellende Anlage dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Multiplexer/Demultiplexer (3) aufweist, der die Kompression und Dekompression von Signalen zwischen der Steuerstation (2) und dem Satellitensystem (4) sicherstellt.
Anlage nach Anspruch 1, in welcher sich das Satellitensystem (4) aus einem externen Teil, der eine stabilisierte Parabolantenne (7) eines Durchmessers von 2,4 m unter einer Kuppel mit Sender und Empfänger aufweist, und aus einem internen Teil zusammensetzt, der mit einem Antennenausrichtungsmodul und einem Satellitenmodem des Typs "VSAT" ausgestattet ist, das über eine X21-, RS-422- oder eine ähnliche Schnittstelle mit dem Multiplexer/Demultiplexer (3) verbunden ist.
Anlage nach Anspruch 2, in welcher das Satellitensystem (4) eingerichtet ist, um eine von 128 bis 512 Kbit/s variable Dauerverbindung mit einer erdgebundenen "VSAT"-Station herzustellen.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die Steuerstation (2) eingerichtet ist, eine erste Konzentration von Leitungen sicherzustellen und eine Anordnung von Sendern-Empfängern zu steuern, die von mindestens einem Übertragungsmodul (BTS) verwaltet werden, das den Dienst von Funkübertragungen hat, wobei die Sender-Empfänger mit Antennen (6) oder Strahlungsdrähten verbunden sind, die die Funkverbindung mit auf dem Schiff vorhandenen Mobiltelefonen (5) erlauben.
Anlage nach Anspruch 4, in welcher mehrere Übertragungsmodule mit der Steuerstation (2) verbunden sein können.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die Steuerstation (2) eingerichtet ist, die Befehle zur Steuerung der Leistung und der Verwaltung des Übergangs des Mobiltelefons (5) von einer Zelle in eine andere Zelle bereitzustellen.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anlage geeignet ist, um die Übertragung von Daten sicherzustellen.
Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anlage geeignet ist, um die Videoübertragung in Echtzeit oder Nichtechtzeit sicherzustellen.
Satellitenverbindungsanlage (3', 9, 13), die vorgesehen ist, um auf dem Land aufgestellt zu werden, mit einer Schnittstelle (9), die in der Lage ist, über ein Satellitensystem (10, 12) eine Verbindung zwischen einem erdgebundenen Fernmeldenetz (11) und einer Satellitenverbindungsanlage an Bord eines Schiffes herzustellen, wobei die Anlage dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Multiplexer/Demultiplexer (3') aufweist, der die Kompression und die Dekompression von Signalen zwischen der Schnittstelle (9) und dem Satellitensystem (10, 12) sicherstellt.
Anlage nach Anspruch 9, mit einem Betriebsverwaltungsmodul (13), das in der Lage ist, die Schnittstelle (9) zu steuern.
Anlage nach Anspruch 10, in welcher das Betriebsverwaltungsmodul (13) in der Lage ist, mehrere Schnittstellen (9) sowie daran angeschlossene Elemente wie Steuerstation und Übertragungsmodul zu verwalten.
Anlage nach einem der Ansprüche 10 oder 11, in welcher das Betriebsverwaltungsmodul (13) Werkzeuge zur Netzverwaltung, zur Verwaltung von Alarmen und Vorfällen, der Leistungsmaßnahmen, einer Datenbank von Teilnehmern und der Versendung von Nachrichten aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, in welcher das Satellitensystem (10, 12) einen Sender-Empfänger (12) aufweist, der mit einem mit der Schnittstelle (9) verbundenen Modem des Typs "VSAT" ausgestattet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13, in welcher die Schnittstelle (9) so konfiguriert ist, um die Herstellung von Kommunikationsverbindungen zwischen einem Mobiltelefon (5) und einem geschalteten Fernsprechnetz (RTC), die Übertragung von Informationen über eine Standleitung und gegebenenfalls die Steuerung des Zonenwechsels während einer Kommunikationsverbindung zu verwalten.
Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Anlage geeignet ist, die Übertragung von Daten sicherzustellen.
Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Anlage geeignet ist, die Videoübertragung in Echtzeit oder Nichtechtzeit sicherzustellen.