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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Konzept für eine konvergierte
fest-mobile Infrastruktur, in welcher lokale drahtlose Netzwerke
verwendet werden, um Zugriff zu einem anderen Netzwerk zu ermöglichen.
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Hintergrund der Erfindung
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Breitband-Dienste
wurden in den vergangenen Jahren zunehmend verwendet und die Verwendung
von Breitband-Diensten wird in den kommenden Jahren anwachsen. Eine
der Entwicklung bezüglich
Breitband-Diensten ist, dass drahtlose Techniken zusätzlich zu
Breitband-Diensten verwendet werden, um die Flexibilität für den Benutzer
zu ermöglichen. Dies
kann erreicht werden, wenn ein lokaler drahtloser Zugangspunkt mit
einem Breitband-Netzwerk verbunden wird, was für Benutzer in der Möglichkeit resultiert,
mobile Vorrichtungen (oder Vorrichtungen, die erweitert wurden,
um mobile Vorrichtungen zu werden) zum Zugang über den Zugangspunkt zu verwenden.
Ein Beispiel von dem ist das WiFi-Konzept, bei welchem ein Laptop
mit einer drahtlosen Netzwerk-Schnittstellen-Karte ausgestattet ist, über welche
der Laptop in der Lage ist, mit dem drahtlosen Zugangspunkt zu kommunizieren
(drahtloses LAN (W-LAN)). In dieser Weise hat der Benutzer Breitband-Internet
verfügbar,
weil der drahtlose Zugangspunkt über
eine Breitband-Verbindung
zum Internet verbunden ist. Allgemein kann ein Benutzer seine mobile
Vorrichtung innerhalb eines Radius von ungefähr 50 m um den Zugangspunkt
benutzen.
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Dieses
Konzept kann verwendet werden, um ein drahtloses Heim-Netzwerk zu schaffen,
in welchem Fall ein Benutzer einen drahtlosen Zugangspunkt benötigt, der
in oder nahe des Heims platziert ist. Der drahtlose Zugangspunkt
wird dann zu einem Festnetz verbunden. Beispielsweise ist diese
Verbindung eine Breitband-Verbindung zum Internet. Ein Laptop oder
jede andere Vorrichtung, die mit einer Netzwerk-Schnittstellen-Karte
zur Kommunikation mit den drahtlosen Zugangspunkten ausgestattet
ist, kann durch den Benutzer verwendet werden, um auf das Festnetz
zuzugreifen, zu welchem der drahtlose Zugangspunkt verbunden ist.
Mit anderen Worten gibt es demgemäss ein solches Konzept für ein lokales
drahtloses Netzwerk, das nicht auf eine oder weitere spezifische
physische Orte in dem Haus limitiert ist. Der Benutzer kann mit
diesem Konzept seine Vorrichtung an jedem physischen Ort in oder
nahe dem Haus verwenden, so lange es innerhalb des Bereichs des
drahtlosen Zugangspunktes ist.
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Der
Nachteil des Standes der Technik ist jedoch, dass in diesem Konzept
das lokale drahtlose Netzwerk nur durch den Benutzer nutzbringend
verwendet werden kann, der im Haus lebt, in welchem das lokale drahtlose
Netzwerk vorhanden ist. Mit anderen Worten ist die Verwendung eines
drahtlosen Zugangspunktes nur privat.
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WO 2004/012374 offenbart
ein Verfahren, welches ein drahtloses entferntes Endgerät in die Lage
versetzt, auf ein universales mobiles Telekommunikations-System
durch ein drahtloses lokales Netzwerk zuzugreifen, wobei UMTS-Dienste
von einem UMTS-Transceiver
zu einem Format-Umwandler übermittelt
werden, und wobei die Format-Umwandlung das Format der erhaltenen
Nachricht vor Übermittlung
zum drahtlosen entfernten Endgerät, welches
im W-LAN Modus operiert, zum W-LAN Format ändert.
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US 2001/039186 offenbart
Telekommunikations-Ausrüstung
zur Be reitstellung von lokalen Telefonanrufen zwischen GSM-Mobil-Telefonen eines privaten
Netzwerkes auf der einen Seite und einem öffentlichen GSM Mobil-Telefon-Netzwerkes
auf der anderen Seite. Die Ausrüstung
beinhaltet Verbindungsmittel zum öffentlichen Netzwerk und Verbindungsmittel
zu jedem mobilen Telefon des privaten Netzwerkes.
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WO 98/19474 offenbart ein
Telekommunikations-System, das Mikrozellen aufweist. Mikrozellen werden
in einem zellulären
System als kosteneffektive Lösung
für Cold-Spot-Abdeckung
und Hot-Spot-Abdeckung
angesehen. Der Radius einer Mikrozelle ist typischerweise weniger
als 200 Meter.
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WO 00/28752 offenbart ein
Kommunikations-System, das durch ein privates Netzwerk, das ein
privates drahtloses Netzwerk beinhaltet, gebildet wird. Das Kommunikations-System
beinhaltet ein öffentliches
drahtloses Netzwerk, das ein öffentliches drahtloses
Protokoll, wie GSM, verwendet, und beinhaltet öffentliche Netzwerke, die ein
drahtgebundenes Protokoll, wie IP, verwenden. Das private Netzwerk
beinhaltet auch ein lokales Netzwerk (LAN) und das private Netzwerk
ist mit den öffentlichen
Netzwerken unter Verwendung eines drahtgebundenen Paket-Protokolls
verbunden. Die öffentlichen
und privaten drahtlosen Netzwerke funktionieren mit dem gleichen öffentlichen
drahtlosen Protokoll, wie GSM, und das private drahtlose Netzwerk
funktioniert zusätzlich
mit einem drahtgebundenen Paket-Protokoll. Das Kommunikations-System
erlaubt Benutzern, unter Verwendung von üblichen mobilen Stationen sowohl
im öffentlichen,
als auch im privaten drahtlosen Netzwerk, frei zu operieren, während hohe
private Netzwerk-Daten-Raten
erreicht werden.
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Aufgabe der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik
zu überwinden
und ein effizientes Konzept zur Ermöglichung von Zugang zu einem
Netzwerk über
ein lokales drahtloses Netzwerk zu erreichen.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
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In
einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Netzwerk offenbart, das
eine öffentliche
Verwendung eines privat verwendeten lokalen drahtlosen Netzwerkes
für den
Zugang eines Netzwerkes unter Verwendung einer Vorrichtung ermöglicht.
Das lokale drahtlose Netzwerk kann ein drahtloser Zugangspunkt,
der in einem Haus oder einem Geschäftsgebäude vorhanden ist, umfassen.
Falls es in einem Haus ist, wird das drahtlose lokale Netzwerk durch die
Bewohner des Hauses für
Zugang zu einem Festnetz oder das Internet verwendet. Falls es in
einem Geschäftsgebäude ist,
wird das drahtlose lokale Netzwerk für den gleichen Zweck verwendet,
aber die Benutzer bilden eine geschlossene Benutzergruppe, welche
sich auf die Zwecke des Geschäftsgebäudes bezieht
(beispielsweise die Mitarbeiter einer Firma, die im Geschäftsgebäude eingemietet
ist). Die Kommunikation zwischen einer Benutzer-Vorrichtung und einem drahtlosen Zugangspunkt
kann über
UMTS sein. Die Benutzer-Vorrichtung kann jede Art von Kommunikations-Endgerät sein,
wie eine mobile Vorrichtung oder eine Vorrichtung, die mit einer drahtlosen
Schnittstellen-Karte ausgestattet ist. Der drahtlose Zugangspunkt
kann zu einem Festnetz über
eine Netzwerk-Zugangs-Vorrichtung, wie ein ADSL-Modem, verbunden
sein. Das Festnetz, mit welchem der drahtlose Zugangspunkt verbunden
ist, kann jede Art von Netzwerk sein, wie ein Breitband-Netzwerk oder das
Internet. Auch sind Kombinationen möglich, beispielsweise kann
das Festnetz ein Breitband-Zugangs-Netzwerk und das Internet umfassen.
Im Falle des Breitband-Netzwerkes gibt es oft einen Konzentrations-Punkt,
wie ein DSLAM, welcher physisch ausserhalb der Grenzen des Hauses
oder des Geschäftsgebäudes ist.
Auch kann das Kommunikations-Protokoll zwischen dem drahtlosen Zugangspunkt
und dem Festnetz jede Art von Kommunikations-Protokoll sein, wie
ADSL, ISDN, SDSL, VDSL und FTTH.
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Wenn
ein drahtloser Zugangspunkt für öffentliche
Verwendung zugänglich
gemacht wurde, ist es für
einen Benutzer möglich,
eine höhere
Bandbreite verfügbar
zu haben, als beispielsweise im Falle der Verwendung des öffentlichen
mobilen Netzwerkes. Der Benutzer kann das lokale drahtlose Netzwerk verwenden,
wenn die Vorrichtung des Benutzers mit einer Schnittstelle ausgestattet
ist, die geeignet ist, mit drahtlosen Zugangspunkten zu kommunizieren (z.
B. GSM, GPRS, UMTS), und der drahtlose Zugangspunkt vorbereitet
ist, um nicht nur die Benutzer-Vorrichtung, die für private
Verwendung verwendet wird, sondern auch Benutzer-Vorrichtungen von anderen Benutzern
zu pflegen.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Anzahl
von lokalen drahtlosen Netzwerken zusätzlich zur Infrastruktur eines öffentlichen
mobilen Netzwerkes, wie UMTS, verwendet werden können. In einem geographischen
Gebiet könnte
eine UMTS-Basis-Station nur einen Teil des Gebietes abdecken, während lokale
drahtlose Netzwerke andere Teile des Gebiets abdecken könnten. Dies
könnte
ein Vorteil für
den Betreiber des mobilen Netzwerkes sein, da weniger Investitionen
in zelluläre
mobile Infrastruktur benötigt
werden. Ein Vorteil für den
Benutzer ist, dass ein Optimum bezüglich der Mobilität des Benutzers
und der Bandbreite, die für den
Benutzer nutzbar ist, erreicht wird. Mit einer festen Verbindung
hat ein Benutzer ein Optimum an Bandbreite (beispielsweise mehrere
Mbit/s im Falle von xDSL), aber nur einen kleinen Aktions-Radius. Mit
einer mobilen Verbindung hat der Benutzer ein Optimum an Mobilität, aber
eine limitierte Bandbreite (beispielsweise bis 128 kbps im Falle
von GPRS). Be züglich
der Mobilität
des Benutzers gibt es auch ein Optimum, weil der Zugang auf drahtlosen
Techniken basiert.
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Der
drahtlose Zugangspunkt und die Benutzer-Vorrichtungen sollten das
gleiche Kommunikations-Protokoll unterstützen. Es kann auch sein, dass die
Benutzer-Vorrichtung verschiedene Kommunikations-Protokolle unterstützt. Die
Benutzer-Vorrichtung ist dann in der Lage, zwischen unterschiedlichen Kommunikations-Protokollen umzuschalten
(z. B. Doppel-, Dreifach- oder Vierfach-Modus-Vorrichtungen), wie GSM, UMTS,
WLAN oder Bluetooth. Der drahtlose Zugangspunkt übernimmt die Umwandlung zwischen
dem drahtlosen Kommunikations-Protokoll und dem Kommunikations-Protokoll, das bezüglich dem
Festnetz verwendet wird, mit welchem der lokale drahtlose Zugangspunkt
verbunden ist.
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Gemäss der Erfindung
kann der Besitzer eines lokalen drahtlosen Netzwerkes ein Mini-Telekom-Betreiber
werden, der Zugang für
Benutzer zu einem Netzwerk bereitstellt, das durch einen Telekom-Betreiber betrieben
wird. Solch ein Mini-Telco könnte
beispielsweise eine Nachricht zu einem Benutzer in der Nähe des lokalen
drahtlosen Netzwerkes senden, die ein Angebot bezüglich der
Anrufgebühren
beinhaltet. Es könnte
dann für
den Benutzer attraktiv sein, das lokale drahtlose Netzwerk zu verwenden,
das mit dem Festnetz verbunden ist, anstelle der Verwendung des öffentlichen
mobilen Netzwerkes. Die zum Benutzer gesendete Nachricht sollte auch
bestimmte Instruktionen für
den Benutzer beinhalten, um den Benutzer zu informieren, wie Zugang zum
drahtlosen Zugangspunkt erhalten wird.
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Ein
Resultat dieses Ansatzes kann sein, dass ein Anstieg der Menge des
Verkehrs über
das lokale drahtlose Netzwerk vorhanden sein wird und eine Abnahme
der Menge des Verkehrs über
das öffentliche
mobile Netzwerk. Für
einen spezifischen Mini-Telco könnte
dies heissen, dass die Verbindung zum Festnetz intensiver genutzt
wird, was in besseren Benützungs-Quoten,
die durch den Telekom-Betreiber, der das Festnetz betreibt, bezahlt
werden müssen.
So kann eine Beziehung zwischen dem Umsatz des Mini-Telcos und den Kosten
für den
Mini-Telco zur Verwendung der Zugangs-Vorrichtung zum Zugang des
Netzwerkes, das durch den Telekom-Betreiber betrieben wird, existieren.
In diesem Konzept kann es auch möglich
sein, dass ein drahtloser Zugangspunkt im Besitz des Mini-Telcos
ist, aber es ist auch möglich,
dass der Telekom-Betreiber
des Festnetzes diesen besitzt. Im letzteren Fall zahlt der Mini-Telco
eine Mietgebühr
zur Verwendung des drahtlosen Zugangspunktes.
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Der
Mini-Telco könnte
auch Unterstützungs-Einrichtungen
zur Bedienung der Zugangs-Einrichtung verfügbar haben. Beispielsweise könnte ein
Software-Werkzeug für
Abrechnungs-Zwecke und für
die Generierung und Übermittlung
von Instruktionen für
Benutzer verfügbar sein.
Für Zugangs-Steuerung
könnten
auch Einrichtungen für
den Mini-Telco verfügbar
sein. Beispielsweise könnte
nur Zugang zum drahtlosen Zugangspunkt für eine geschlossene Benutzer-Gruppe, wie Benutzer,
die mit einem Benutzer-Namen und einem Passwort ausgestattet sind,
vorhanden sein. Es ist auch möglich,
dass der Mini-Telco nicht nur Zugangs-Dienstleistungen zu Benutzern,
aber auch Dienstleistungen, wie Inhalts-Dienstleistungen, bereitstellt.
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Es
gibt keine Limitierung bezüglich
der Dienstleistung, die verwendet oder auf die unter Verwendung
des Konzeptes gemäss
der Erfindung zugegriffen werden kann. Die Dienstleistungen können beispielsweise
Sprach-Dienstleistungen, Daten-Dienstleistungen, Inhalts-Dienstleistungen
oder Transaktions-Dienstleistungen sein. Auch sind alle Arten von
integrierten Dienstleistungen, wie Video/Audio-Dienstleistungen,
bezüglich
dieser Erfindung nicht ausgeschlossen.
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Ein
Vorteil für
den Betreiber des Festnetzes ist, dass es eine alternative Weise
gibt, um auf das Festnetz zuzugreifen, welche in einer grösseren Benutzung
des Festnetzes resultieren könnte.
Ein Vorteil für
einen Betreiber eines mobilen Netzwerkes ist, dass, wenn eine Anzahl
von Mini-Betreibern vorhanden ist, ein kleinerer Grad der Penetration
der Basis-Station benötigt
wird, um die gleiche Abdeckung eines mobilen Netzwerkes zu erhalten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungs-Figur
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Die
vorhergehenden Aspekte und viele andere Vorteile dieser Erfindung
werden mit Bezug zu der folgenden detaillierten Beschreibung klarer,
wenn diese zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet
werden, wobei:
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1 ein
Blockdiagramm zeigt, das das Konzept eines privat verwendeten lokalen
drahtlosen Netzwerkes darstellt.
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2 ein
Blockdiagramm zeigt, das das Konzept der öffentlichen Zugänglichkeit
eines lokalen drahtlosen Netzwerkes darstellt.
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3 ein
Blockdiagramm zeigt, das das Konzept der Verwendung eines lokalen
drahtlosen Netzwerkes zusätzlich
zur Infrastruktur eines öffentlichen
Netzwerkes zeigt illustriert, darstellt.
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Beispielhafte Ausführungsbeispiele
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Für den Zweck
der Lehre der Erfindung werden im Folgenden bevorzugte Ausführungsbeispiele des
Verfahrens und der Vorrichtungen beschrieben. Es wird dem Fachmann
klar sein, dass andere Alternativen und äquivalente Ausführungsbeispiele
der Erfindung erhalten und auf die Praxis angewandt werden können, ohne
vom richtigen Zweck der Erfindung abzuweichen, wobei der Rahmen
der Erfindung nur durch die nachfolgenden Ansprüche, wie letztendlich erteilt,
limitiert ist.
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Das
Konzept gemäss
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
die Verwendung eines lokalen drahtlosen Zugangspunktes zum Zugang
eines anderen Netzwerkes, wie ein Festnetz.
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1 zeigt
eine lokale Umgebung, wie ein Haus, wo ein drahtloser Zugangspunkt
(2) verfügbar ist,
der mit einer anderen Netzwerk-Zugangs-Vorrichtung (3)
verbunden ist. Die Netzwerk-Zugangs-Vorrichtung
kann ein Modem sein, wie ein ADSL-Modem. Oftmals gibt es einen Konzentrations-Punkt
(4), wie ein DSLAM im Falle einer Breitband-Verbindung. Ein
Netzwerk (5) kann ein Festnetz sein, wie ein Sprach-Netzwerk
(PSTN), ein Daten-Netzwerk
oder das Internet. Netzwerk (5) kann auch ein mobiles Netzwerk
sein, das durch einen Telekom-Betreiber betrieben wird. Es kann
auch der Fall vorliegen, dass mehr als ein Betreiber, der das Netzwerk
(5) betreibt, vorhanden ist. Benutzer können auf das Festnetz (5) und
die Dienstleistungen über
eine Benutzer-Vorrichtung (1), wie ein Laptop oder ein
Telefon, zugreifen. Die Domäne,
die mit einer gestrichelten Linie gezeigt wird, ist das Gebiet,
welches durch den drahtlosen Zugangspunkt (2) abgedeckt
ist und muss nicht notwendigerweise den Grenzen des Hauses oder
des Gebäudes
entsprechen, weil es der Fall sein kann, dass auch ausserhalb, aber
nahe dem Haus oder dem Gebäude,
eine Abdeckung durch den drahtlosen Zugangspunkt (2) vorhanden
ist.
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2 zeigt
eine Situation, wo ein Zugangs-Endgerät (6) Zugang zum drahtlosen
Zugangspunkt (2) hat. Das Zugangs-Endgerät (6)
ist eine Vorrichtung, die auch für
Zugang zum öffentlichen
Netzwerk, wie ein mobiles Netzwerk, verwendet werden kann. Anstelle
der Verwendung des Zugangs-Endgerätes (6) für den Zugang
zu einem öffentlichen
Netzwerk, kann das Zugangs-Endgerät (6) verwen det werden,
um mit dem drahtlosen Zugangspunkt (2) zu kommunizieren
und demnach auf das Netzwerk (5) zuzugreifen. Netzwerk
(5) könnte
das gleiche Netzwerk sein, auf das andererseits unter Verwendung
des Zugangs-Endgerätes
(6) direkt zugegriffen wird. Das Zugangs-Endgerät (6)
kann multiple Kommunikations-Protokolle unterstützen. Diese Arten von Vorrichtungen
werden oft Doppel-, Dreifach- oder Vierfach-Modus-Vorrichtungen
genannt. Durch das Zugangs-Endgerät (6) unterstützte Protokolle
können
Protokolle, wie GMS, UTMS, sein. Ein Ausführungsbeispiel betrifft ein
Zugangs-Endgerät (6),
das GPRS und UMTS unterstützt.
Der drahtlose lokale Zugang-Punkt (2) übernimmt weiterhin die Umwandlung
zwischen dem drahtlosen Kommunikations-Protokoll, das zwischen Zugangs-Vorrichtung (6)
und dem drahtlosen Zugangspunkt (2) verwendet wird, und
dem Kommunikations-Protokoll, das in Bezug zum Netzwerk (5),
mit welchem der lokale drahtlose Zugangspunkt (2) verbunden
ist, verwendet wird. Der drahtlose Zugangspunkt (2) und
das Zugangs-Endgerät
(6) unterstützen
das gleiche Kommunikations-Protokoll, um Kommunikation zu ermöglichen.
Das Zugangs-Endgerät (6)
kann durch einen Benutzer verwendet werden, der in der Nähe des drahtlosen
Zugangspunktes (2) ist. Es könnte ein Mechanismus zur Detektion
eines in der Nähe
liegenden drahtlosen Zugangspunktes durch das Zugangs-Endgerät (6)
vorhanden sein. Es könnte
auch ein Mechanismus zur Information eines Benutzers eines Zugangs-Endgerätes (6)
vorhanden sein, dass ein drahtloser Zugangspunkt (2) in
der Nähe
ist. Zusätzlich
zu dieser Information könnten
auch Informationen bereitgestellt werden, die den Benutzer des Zugangs-Endgerätes (6)
informieren, wie der drahtlose Zugangspunkt (2) verwendet
werden soll. Die Benutzer-Vorrichtung
(1) und das Zugangs-Endgerät (6) kann oder kann
nicht in der Lage sein, um simultan mit dem drahtlosen Zugangspunkt
(2) zu kommunizieren. Dies hängt von der Implementierung
der Konfiguration ab.
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3 zeigt
ein Blockdiagramm, das die Verwendung eines lokalen drahtlosen Netzwerkes
zusätzlich
zur Infrastruktur eines öffentlichen
Netzwerkes darstellt. In zwei geographischen Gebieten gibt es nur
eine Basis-Station (8), die das Gebiet abdeckt. Ein geographisches
Gebiet wird als eine Zelle (9) in der Figur dargestellt.
Im Allgemeinen ist die Basis-Station (8) oftmals mit einer
festen Infrastruktur verbunden, obwohl drahtloser Zugang über diese
Basis-Station (8) für
Benutzer, die eine drahtlose Vorrichtung verwenden, bereitgestellt
ist. In einer anderen Zelle (9) gibt es zusätzlich zur
Basis-Station (8) (beispielsweise eine UMTS-Basis-Station)
eine Mini-Zelle (7). Die Mini-Zelle (7) umfasst
einen drahtlosen Zugangspunkt (2) und kann auch eine Netzwerk-Vorrichtung
(3) für
die Verbindung mit der festen Infrastruktur eines Netzwerkes umfassen.
Eine Mini-Zelle kann durch einen Mini-Telco betrieben werden. Falls
eine Mini-Zelle (7) das gleiche Kommunikations-Protokoll
unterstützt,
das durch die Basis-Station (8) unterstützt wird, z. B. UMTS, dann kann
die Mini-Zelle (7)
komplementär
zur Basis-Station (8) verwendet werden. Die Basis-Station
(8) sollte dann nicht das gesamte Gebiet der Zelle abdecken,
was in einer Anzahl von Vorteilen resultiert. Beispielsweise könnte die
Basis-Station (8) in einer Zelle (9) mit weniger
leistungsstarker Ausrüstung ausgestaltet
sein, was kosten-effektiv ist. Es könnten auch mehr als eine Mini-Zelle
(7) zusätzlich
zur Basis-Station (8) vorhanden sein, wie in 3 gezeigt. Ein
Vorteil für
einen Benutzer ist, dass ein Optimum bezüglich der Mobilität dieses
Benutzers und der für den
Benutzer verfügbaren
Bandbreite erreicht wird. Weitergabe-Techniken könnten bezüglich unterschiedlichen Mini-Zellen
(7) verwendet werden, um eine optimale Flexibilität für den Benutzer
zu erzielen.