-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationsnetz gemäß dem Oberbegriff
des folgenden Anspruchs 1.
-
Sie
betrifft ein Kommunikationsnetz, in dem das Senden von Signalen
zwischen unterschiedlichen Knoten über einen Master oder eine
Basisstation erfolgt, welche die Erlaubnis zum Senden an die jeweiligen
mobilen Knoten oder Slave-Knoten in bestimmten Zeitschlitzen zuweisen,
und zwar innerhalb eines vorbestimmten geografischen Bereichs, zum Beispiel
innerhalb einer Firma, einer Fabrik, eines Krankenhauses usw., und
die mit ersten Funktionen, zum Beispiel in Form von Basisstation-
und/oder Masterfunktionen, und zweiten Funktionen, zum Beispiel
in Form von Kommunikationsfunktionen und/oder Slave-Funktionen,
arbeiten, die mittels fester und/oder beweglicher Knoten und/oder
mobiler Einheiten eingerichtet sind.
-
Eine
hinreichend etablierte Art und Weise, Drahtloskommunikation durchzuführen, ist,
eine Zelle mit einer Basisstation einzurichten, die innerhalb ihres
Bereichs eine Anzahl von Sende- und Empfangsstationen aufweist.
Diese kommunizieren miteinander über
die Basisstation, das heißt,
die Sendestation weist eine „Aufwärts-"Strecke zu der Basisstation
auf, und die Empfangsstation weist eine „Abwärts-"Strecke auf. Ein hinreichend bekanntes
System mit diesem Aufbau ist Bluetooth. Die Erfindung wird anhand
des Bluetooth-Beispiels beschrieben, kann jedoch auch in allen ähnlichen
Systemen implementiert werden.
-
Bluetooth
erlaubt, dass ein Master Dienste für bis zu sieben aktive Slaves
anbietet. Eine unbegrenzte Anzahl von Slaves kann in den Parkmodus versetzt
werden, und sie können
entweder von dem Master aktiviert werden oder sich selbst aktivieren. Ein
Master kann eine sehr begrenzte Reichweite haben. Üblicherweise
handelt es sich um eine Begrenzung auf ungefähr 10 m, technisch kann jedoch
eine erheblich größere Reichweite
erreicht werden. Bluetooth bietet standardisierte Profile, die in
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, zum Beispiel sind K1
bis 6 und K9 relevant.
-
Es
ist wünschenswert,
in der Lage zu sein, Bluetooth-Standard-Einheiten wie Headsets,
PCs, Mobiltelefone usw. verwenden zu können, um Dienste von verschiedenen
Quellen, zum Beispiel Firmen, innerhalb ihres geografischen Bereichs,
zum Beispiel inner halb eines Kaufhauses, einer Tankstelle usw., anzubieten.
Ein Problem ist, dass in dem Bereich viele Kunden vorhanden sind
und dass jeder Knoten in dem Firmennetz nur höchstens sieben Kunden gleichzeitig
handhaben kann. Das bedeutet, dass es notwendig ist, über viele
Master in dem Bereich zu verfügen,
und da diese den Frequenzbereich unabhängig voneinander nutzen, liegt
eine ineffiziente Nutzung der lokalen Bandbreite vor. Zusätzlich müssen die
Kunden, das heißt
die Bluetooth-Slaves, häufig
auf neue Master umsynchronisieren.
-
Es
wird auf den Artikel von Silventoinen et al. (XP002139156) verwiesen,
der eine Lösung
zeigt, die im Gegensatz zu dem Erfindungsgegenstand steht.
-
Lösung
-
Die
Erfindung ist gekennzeichnet durch die im Kennzeichnungsteil des
folgenden Anspruchs 1 genannten Strukturen.
-
Die
Firma kann ein Bluetooth-Netz auf die übliche Art und Weise anordnen
und richtet sich in dem Piconetz selbst als Master ein. Dadurch
wird für die
mit dem Piconetz verbundenen Slaves volle Kontrolle über die
Bandbreitennutzung erhalten. Durch zeit- und frequenzbezogene Synchronisierung
sämtlicher
zu dem Firmenknoten innerhalb des Bereichs gehörenden Master-Knoten können diese
von sämtlichen
Slaves innerhalb des Bereichs offenkundig als ein und derselbe Master
betrachtet werden.
-
Auslegung des Firmensystems
-
Die
Firmenknoten unterscheiden sich von der Bluetooth-Spezifikation
dadurch, dass sie auf ein und denselben Takt synchronisiert sind,
das heißt,
jeder Knoten in der Firma bezieht sich auf ein und dieselbe Bluetooth-Zeit.
Zusätzlich
ist ihr Frequenzsprung synchronisiert. Alle verwenden die gleiche Frequenz
und ändern
Frequenzen simultan, und sie verwenden die gleiche BD_ADDRESS. Auf
diese Weise nehmen die Bluetooth-Knoten, die zu den Kunden gehören, die
zu einem beliebigen Zeitpunkt mit dem Firmennetz verbunden sind,
wahr, dass sie mit ein und demselben Bluetooth-Master interagieren,
unabhängig
davon, welcher Firmenknoten innerhalb ihrer Reichweite liegt.
-
An
jedem Knoten in dem Firmensystem gibt es ein Gateway zu einem gemeinsamen
Netz für
die Firma, das kabelbasiert oder drahtlos sein kann. Bei der Drahtlosversion können während der
Planung des Bluetooth-Plans der Knoten bestimmte Zeitschlitze zur
Kommunikation zwischen benachbarten Firmenknoten reserviert werden.
Durch das gemeinsame Firmennetz können die Knoten Mitteilungen
miteinander und/oder mit einem zentralen Knoten austauschen, der
zu der Firma mit Datenbank und Verbindung zu anderen öffentlichen
Netzen wie beispielsweise dem Internet, dem öffentlichen Telefonnetz usw.
gehört.
-
Die
Firmenknoten sind bevorzugt dauerhaft installiert, und ihr geografischer
Ort ist so gewählt, dass
er für
ihre Antennenanordnung geeignet ist oder umgekehrt, sodass ein geeignetes
Bereichsmuster und Überlappungsmuster
zwischen ihnen erhalten wird, und die Zeitschlitze sind so geplant,
dass die verfügbare
Bandbreite im Hinblick auf Qualität und Verfügbarkeit eine optimale Anzahl
von Kundenknoten oder Slaves in dem System bedient. Da die Firmenknoten
miteinander synchronisiert sind, nimmt das Firmennetz einen minimalen
Teil der verfügbaren Bandbreite
in Anspruch. Das Konzept kann so weiterentwickelt werden, dass die
Firma über
mehrere parallele Netze verfügen
kann, die miteinander so koordiniert sind, dass Kollisionen zwischen
ihnen nicht auftreten. Auf diese Weise wird der maximale Raum für andere
Bluetooth-Knoten innerhalb des Bereichs geschaffen.
-
Synchronisierung
-
Die
Kundenknoten synchronisieren sich selbst auf das Firmennetz, bevorzugt
an speziellen Synchronisierungsknoten, jedoch kann dies alternativ
an jedem beliebigen Firmenknoten erfolgen. Das Synchronisierungsverfahren
unterscheidet sich nicht von dem Bluetooth-Standard. In Verbindung
mit der Synchronisierung werden entsprechende Informationen zur
Bereitstellung weiterer Dienste in dem System ausgetauscht, zum
Beispiel Name, Kontonummer, Kundenprofil usw., und in der zentralen
Datenbank aktualisiert. Die zentrale Einheit kann mit einem GPS-Knoten
verbunden sein und kann dadurch auf GPS-Zeit synchronisiert werden, wodurch
die Bluetooth-Zeit der Firma auf GPS-Zeit synchronisiert werden
kann. Kundenknoten, die auf GPS-Zeit synchronisiert sind und die
Fähigkeit
aufweisen, ihre Bluetooth-Zeit auf diese zu synchronisieren, können dadurch über Software/Daten,
die an sie gesendet werden, auf die Firmenknoten synchronisiert
werden, ohne sich selbst über
den Synchronisierungsknoten zu synchronisieren, oder sie werden,
nach dem sie sich einmal auf herkömmliche
Art synchronisiert haben, alternativ anschließend dauerhaft über die GPS-Zeit
synchronisiert.
-
Betrieb
-
Da
sämtliche
Firmenknoten in der Lage sind, miteinander und mit dem zentralen
Knoten zu kommunizieren, können
die aktiven Firmenknoten auf eine geeignete Art und Weise bedient
werden. Die unterschiedlichen Firmenknoten sind so geplant, dass
sie bestimmte ausschließliche
Zeitschlitze in dem Bereich, den sie abdecken, aufweisen. Außerhalb
des Bereichs, den sie abdecken, können die gleichen Zeitschlitze
anderen Firmenknoten zugewiesen sein. In Überlappungsbereichen kann ein Zeitschlitz,
der einem Firmenknoten zugewiesen ist, von den anderen Firmenknoten
empfangen werden. Durch Messen der Signalstärke (RSSI) kann ein benachbarter
Knoten in der Lage sein, einen Kundenknoten von einem benachbarten
Firmenknoten zu übernehmen.
Dafür gibt
es mehrere mehr oder weniger hoch entwickelte Lösungen. Die einfachste kann sein,
zu übernehmen,
wenn die Signalstärke
einen vorprogrammierten Schwellenwert überschreitet. Eine weitere
kann sein, dass während
einer Übergangsphase
zwei (oder mehr) Firmenknoten dem Kundenknoten einen Zeitschlitz
zuweisen, der zu dem jeweiligen Firmenknoten gehört. Die Information von dem
Kundenknoten kann von dem Firmenknoten verwendet werden, der diese
aktuell benötigt,
da alle empfangen können.
Entsprechend der Bluetooth-Spezifikation können die Modi Sniff, Hold und Park
verwendet werden, um die verfügbare
Bandbreite auf optimale Weise zu nutzen. Bakensignal, Bakenzugangsfenster
usw. können
innerhalb der gesamten Firma synchronisiert werden, und Kundenknoten
können
dadurch Aufmerksamkeit auf sich ziehen, wenn der Kunde auf das Firmensystem
zugreifen muss.
-
Szenario
-
Der
Kunde fährt
innerhalb der Reichweite eines Synchronisierungsknotens in dem Firmensystem.
Der BT-Knoten des Kunden wird auf das Firmennetz synchronisiert,
und der Kunde wird gefragt, woran er interessiert ist. Der Kunde
antwortet zum Beispiel „Schuhe". Das Firmensystem
gibt eine Liste aller Orte aus, die innerhalb des Systems Schuhe verkaufen
und um welche Art von Schuhen es sich dabei handelt. Der Kunde wählt einen
der Vorschläge aus,
und das Firmensystem informiert ihn über den nächsten verfüg baren Parkplatz. Der Kunde
kann entweder über
sein eigenes Navigationssystem unter Verwendung von GPS-Koordinaten
geleitet werden oder, indem die jeweiligen auf dem Weg liegenden Firmenknoten
eine entsprechende Wegbeschreibung geben. Nachdem der Kunde geparkt
hat, sendet der nächste
Firmenknoten die Information zu dem Parkplatz des Wagens an den
zentralen Knoten, der diesen im Speicher speichert. Der Kunde verlässt nun
den Wagen, und der BT-Knoten des Wagens liefert die erforderlichen
Informationen an den BT-Knoten des Fahrers und den des Beifahrers
und Informationen darüber,
welche diese sind, an das Firmensystem. Der Fahrer- und der Beifahrerknoten
verbinden sich mit dem Firmensystem. Die Informationen werden in
dem zentralen System gespeichert. Während sich die Kunden in dem
Firmensystem bewegen, wird dies aktualisiert, und ein Firmenknoten
ist aktiv, während
benachbarte Knoten die Kommunikation überwachen und bereit sind,
den jeweiligen Knoten zu übernehmen.
Die Kundenknoten können
von dem Firmensystem in den Parkmodus überführt werden, wenn dies angebracht
ist. Die Kundenknoten können selbst
ebenfalls anfordern, in den Parkmodus überführt zu werden. PM_ADDR kann
verwendet werden, und auf diese Weise kann die Firma die Knoten
in regelmäßigen Abständen wecken.
Mehrere Kundenknoten weisen gleiche PM_ADDR auf, aber da sie in den
meisten Fällen
in Kontakt mit unterschiedlichen Firmenknoten stehen, kollidieren
sie nicht. Mit einer PM_ADDR erhält
das Firmensystem Informationen darüber, wo eine Mehrzahl von Kundenknoten
in dem System zu finden ist. BD_ADDR kann stets verwendet werden,
wenn eine Notwendigkeit besteht, einen bestimmten Kundenknoten zu
wecken. Das Firmensystem kann wählen,
welche Firmenknoten den Befehl senden sollen. Dabei kann es sich
um einen, mehrere oder um sämtliche
Firmenknoten handeln. Wenn mehrere den Befehl geben, erfolgt dies
bevorzugt simultan. Mit Kenntnis der aktuellsten Kundenposition
können
zu diesem Zweck geeignet positionierte Firmenknoten verwendet werden.
-
Die
Beispielfamilie ist nun in dem Schuhgeschäft angekommen. Dies ist der
Ort einer Anzahl von Firmenknoten. Diese können wiederum über Funk,
Infrarot oder Kabel mit einem oder mehreren Schuhgeschäftknoten
verbunden sein, die lokal dem zentralen Knoten entsprechen. Diese
lokalen zentralen Knoten sind mit dem Firmensystem verbunden. Der
lokale Knoten deckt geeigneterweise einen geografischen Bereich
so ab, dass er bis zu sechs oder sieben Kunden bedienen kann. Der
Kunde sieht einen Schuh, an dem er interessiert ist, und liest dessen
Kennung. (In einer Weiterentwicklung des Konzepts kann die Information
eingescannt, über
ein elektronisches Etikett eingegeben werden usw.) Er fragt das
System, ob er in Größe 45 verfügbar ist. Das
System prüft,
ob dies der Fall ist und informiert ihn über das Ergebnis. Wenn die
Schuhe verfügbar sind,
fragt das System den Kunden, ob er ein Paar anprobieren möchte. Wenn
er dies bejaht, informiert das System den nächsten Verkäufer (der auch mit dem Firmensystem
verbunden ist) über
den Wunsch und darüber,
wo der Kunde sich befindet. Der Kunde probiert die Schuhe an und
sie gefallen ihm. Der Kunde informiert das System darüber, dass
er das Paar kaufen möchte.
Das System informiert ihn über
den Preis und darüber,
welches Konto belastet werden soll und bittet den Kunden um eine
Bestätigung.
Der Kunde gibt eine Bestätigung
und das Firmensystem realisiert die Transaktion. Wenn die Schuhe
eine Diebstahlsicherung aufweisen, wird diese auf geeignete Weise
deaktiviert. Der Kunde nimmt die Schuhe und geht.
-
Nun
waren der Mann und die Frau für
kurze Zeit voneinander getrennt. Der Mann fragt das System, an welchem
Ort sich seine Frau, oder genauer gesagt, der Kundenknoten seiner
Frau, befindet. Das System prüft über den
zentralen Knoten, wo sie zuletzt Kontakt hergestellt hat. Wenn ihr
Knoten in dem System aktiv ist oder kürzlich aktiv war, dann werden Informationen über den
Ort bereitgestellt. Diese Angabe kann sich auf ein geografisches
Bezugssystem beziehen oder ein beschreibender Text sein, zum Beispiel „in der
Strumpfwarenabteilung des Damenbekleidungsgeschäfts ,Damex'".
Das Firmensystem kann eine Wegbeschreibung zu seiner Frau bieten oder
dieser alternativ eine Mitteilung zukommen lassen oder eine Sprachverbindung
einrichten.
-
In
einer Weiterentwicklung des Konzepts können alle Informationen zwischen
dem Kunden und dem Firmensystem per Sprache ausgeführt werden.
Für den
Kunden ist es so, als unterhielte er sich mit einer Person, welche
die Firma vertritt. In dem Firmensystem kann die Sprachverarbeitung
auf mehreren unterschiedlichen Ebenen erfolgen, lokal in dem nächsten Firmenknoten,
in dem lokalen zentralen Knoten, mit dem der nächste Firmenknoten verbunden
ist, oder in dem zentralen Knoten oder in einem noch höheren System,
je nachdem, was technisch am geeignetsten ist.
-
Was
das System der betreffenden Firma im Hinblick auf Kundeninformationen
bieten kann, sollte offensichtlich sein und wird hier nicht weiter
behandelt.
-
Das
Konzept der Erfindung kann für
andere Bereiche und Arten von Diensten weiter entwickelt werden,
zum Beispiel Kommunikation in der medizinischen Pflege, Ausbildung,
Fabrik usw.
-
Eine
Anordnung und eine Vorrichtung, welche die wesentlichen Kennzeichen
der Erfindung aufweisen, werden im Anschluss unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei:
-
1 schematisch
in Übersichtsform
ein innerhalb eines geografischen Bereichs angeordnetes Kommunikationssystem
zeigt, mit Einheiten, die Basisstationsfunktionen ausführen oder
als Master und mobile Einheiten agieren, die das betreffende Netz nutzen
sollen,
-
2 schematisch
in Übersichtsform
eine Ausführungsform
zeigt, die sich von der in 1 gezeigten
unterscheidet, und
-
3 eine
Prinzipansicht und eine Tabelle des Sprungbetriebs zeigt.
-
In 1 ist
eine Anzahl von Firmenknoten mit 1, 2, 3, 4 und 5 bezeichnet.
Die Knoten sind mit einem Firmennetz 6 verbunden, mit dem
auch eine Anzahl von Synchronisierungsknoten 7 verbunden ist.
Die Firma verfügt über einen
zentralen Knoten 8 mit einer oder mehreren Datenbanken 9.
Das Firmennetz kann über
den zentralen Knoten mit einem externen Netz 10 verbunden
sein, das aus einem Daten- und/oder Telekommunikationsnetz bestehen kann,
zum Beispiel dem öffentlichen
Daten- und/oder Telekommunikationsnetz. Ein Taktsynchronisierungsknoten
ist ebenfalls mit dem zentralen Knoten verbunden. Der Taktsynchronisierungsknoten
kann von der sogenannten GPS-Funktion 12 beeinflusst werden
und die GPS-Zeit auf eine bekannte Weise über eine Drahtlosverknüpfung 13 erhalten.
Der betreffende geografische Bereich, der aus einer Firma, einem
Krankenhaus, einer Fabrik usw. bestehen kann, wurde grundsätzlich mit 14 bezeichnet.
Mobile Einheiten oder Kundenknoten, die in das geografische System 14 eindringen,
wurden in 1 mit 15, 16, 17 bezeichnet.
Die betreffenden eindringenden Kundenknoten können mittels eines Synchronisierungsknotens
synchronisiert werden, vergleiche die mobile Einheit oder Kun denknoten 17,
von der/dem angenommen wird, dass sie/er zeitlich mit dem Synchronisierungsknoten 7 in 1 synchronisiert
wird. Es ist auch möglich,
die Taktsynchronisierungsfunktion in anderem (anderen) Firmenknoten
zu implementieren. Die Kundenknoten kommunizieren mit den Firmen-/Synchronisierungsknoten über Drahtlosverbindungen 18, 19, 20.
Die Verbindungs- und Unterbrechungsfunktionen können durch Tasten gesteuert
werden und/oder auf eine bekannte Weise sprachgesteuert sein. Somit
kann gemäß oben Stehendem
sämtlicher
Austausch von Informationen zwischen dem Kunden und dem Firmensystem
mittels Sprachkommunikation ausgeführt werden, wobei es für den Kunden
oder die Kundin so ist, als unterhielte er oder sie sich mit einer
Person, welche die Firma repräsentiert.
Die Sprachverarbeitung kann gemäß oben Stehendem
auf mehreren unterschiedlichen Ebenen erfolgen.
-
Die
in 2 gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen
der im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Ausführungsform.
Der Unterschied ist, dass 2 einen
Fall umfasst, bei dem ein mit dem Firmennetz 6 verbundener
Firmenknoten 21 wiederum als eine höhere Einheit in Bezug auf eine Anzahl
von Firmen-Nebenknoten 22, 23, 24 und 25 agiert.
In diesem Fall weist der Firmenknoten 21 eine lokale Datenbank 26 auf.
Auf diese Weise kann das System zum Beispiel eine Anzahl geografischer
Nebenbereiche bedienen, die innerhalb eines geografischen Gesamtbereichs
angeordnet sind. Zwischen den Einheiten in diesem System kann reine
Datenkommunikation und/oder Telekommunikation erfolgen, jedoch können in
dieser Ausführungsform
des Systems zum Beispiel Überwachungs-
und/oder Steuerdaten alternativ oder zusätzlich sowohl als Signale als
auch als Sprachbefehle für
Prozesse, zur Ausführung
von Befehlen usw. ausgetauscht werden.
-
3 zeigt,
dass eine Sprungplananordnung 27 mit den in System 28 dargestellten
Regeln, Standard, Bluetooth versehen werden kann. Der Sprungplan
arbeitet mit einem Zeitaspekt 29. Die Anordnung 30 zeigt,
dass die durch Figuren oder Bezugszeichen (3, 5, 67, 13)
dargestellten unterschiedlichen Frequenzen für die unterschiedlichen Knoten (Firmenknoten),
bezeichnet mit 1 bis n, in den koordinierten Zeitschlitzen 30a, 30b, 30c und 30d gleichzeitig
verschoben werden.
-
Übersetzung der Zeichnungen
-
1 und 2
-
- Public network – Öffentliches
Netz
- Data base – Datenbank
- Clock synchronization node – Taktsynchronisierungsknoten
- Company Central Node – Zentraler
Firmenknoten
- Company network – Firmennetz
- Company nodes – Firmenknoten
- Customer nodes – Kundenknoten
- Synchronization node – Synchronisierungsknoten
- Customer node – Kundenknoten
- Company sub network nodes – Firmen-Teilnetzknoten
- Local data base – Lokale
Datenbank
-
3
-
- Rules Standard Bluetooth – Regeln Standard Bluetooth
- Hop scheme – Sprungplan