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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf die drahtlose Kommunikation und präziser auf ein Verfahren zur
Herstellung einer Verbindung zwischen Endgeräten, die eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle
für kurze
Reichweiten und eine Schnittstelle zu einem zellularen Funkkommunikationsnetz enthalten.
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Die direkte schnelle drahtlose Kommunikation über kurze
Reichweiten wird normalerweise zwischen Endgeräten unterstützt, die mit einer geeigneten
Schnittstelle ausgestattet sind und sich für diese Art von Dienst angemeldet
haben. Es ist eine spezielle Netzinfrastruktur, zum Beispiel ein
Zugangspunkt nach IEEE 802.11 oder Hyperlan 2 erforderlich, um den
Verbindungsaufbau, sowie die Teilnehmerprofile zu steuern. Eine
solche Netzinfrastruktur ist wegen der lokalen Eigenschaften der
Kommunikation auf eine kleine. Anzahl von Endgeräten beschränkt. Sie kann bis zu einem
gewissen Grad mit Diensten einer Nebenstellenanlage verglichen werden,
die für
die an diese Nebenstellenanlage angeschlossenen Endgeräte reserviert
sind.
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Diese Lösung hat den Nachteil, dass
sie die Kommunikationsmöglichkeiten
zwischen den Endgeräten
einschränkt,
die bezüglich
der Hardware eine schnelle drahtlose Kommunikation über kurze
Reichweiten unterstützen,
aber logisch nicht beim selben Dienstanbieter registriert sind.
Dies ist insbesondere ein Nachteil für den Fall mobiler Endgeräte, die
mit einer Schnittstelle für
kurze Reichweiten ausgestattet sind, da sie nicht das Beste aus
ihrer Mobilität
machen können,
da es unwahrscheinlich ist, dass ein Mobilteilnehmer, der von seinem üblichen
Aufenthaltsort weg reist, einen anderen Mobilteilnehmer mit einer
Schnittstelle für
kurze Reichweiten trifft, der sich beim selben Dienstanbieter angemeldet
hat.
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Im Dokument US-A-5086394 werden ein Verfahren,
sowie das entsprechende Endgerät
und die Basisstation eines zellularen Kommunikationsnetzes zum Aufbau
von Verbindungen zwischen Endgeräten
offen gelegt. Die Endgeräte
werden mit einer Paging-Adresse identifiziert.
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Die Lokalisierungs-Information des
Endgeräte-Benutzers
wird im System gespeichert, so dass das System in der Lage ist,
eine Nachricht an ein Paar von Endgeräten zu senden, von denen erkannt wurde,
dass sie sich im möglichen
Kommunikationsbereich befinden, wobei die Endgeräte in der Lage sind, eine direkte
Kommunikation außerhalb
des zellularen Netzes aufzubauen.
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Im Dokument GB-A-2358765 wird ein
Endgerät
offen gelegt; das eine Hyperlan-2-Schnittstelle für die drahtlose
Kommunikation über
kurze Reichweiten und eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einem
zellularen UMTS-Funkkommunikationsnetz hat.
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Im Dokument US2001/0055976 A1 werden ein
Endgerät,
das sowohl eine drahtlose Schnittstelle für kurze Reichweiten, als auch
eine Schnittstelle zum Zellularfunksystem hat, sowie eine Basisstation, die
Registrierungs-Mittel enthält,
offen gelegt.
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Eine spezielle Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das eine Verbindung
zwischen Endgeräten,
die eine Schnittstelle für
die drahtlose Kommunikation über kurze
Reichweiten haben, ermöglicht,
ohne auf irgendeine spezielle Netzinfrastruktur angewiesen zu sein.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist die Bereitstellung eines Endgerätes, das eine Schnittstelle
für die
drahtlose Kommunikation über
kurze Reichweiten und eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einem
zellularen Funkkommunikationsnetz hat, sowie eine Basisstation eines
zellularen Funkkommunikationsnetzes bereitzustellen, die in der Lage
ist, ein solches Verfahren auszuführen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgaben und weitere, die unten
erscheinen, werden durch ein Verfahren zum Aufbau einer Verbindung
zwischen Endgeräten,
die eine Schnittstelle für
die drahtlose Kommunikation über kurze
Reichweiten und eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einem zellularen
Funkkommunikationsnetz gemäß Anspruch
1 haben, ein Endgerät
gemäß Anspruch
4 und eine Basisstation eines zellularen Funkkommunikationsnetzes
gemäß Anspruch
6 erreicht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Endgeräte-Kennung, die ein
Endgerät
im zellularen Funkkommunikationsnetz eindeutig kennzeichnet, in einer
Datenbank einer Einheit des zellularen Funkkommunikationsnetzes
zusammen mit einer Information über
den Standort des Endgerätes
gespeichert, sowie zusammen mit einer Kennung der drahtlosen Schnittstelle
für kurze
Entfernungen, die das Endgerät
unter allen Geräten,
die eine ähnliche
drahtlose Schnittstelle für
kurze Entfernungen unterstützen, eindeutig
kennzeichnet. Dann ist die Einheit des zellularen Funkkommunikationsnetzes
in der Lage, Datenbank-Abfragen durchzuführen, um mittels der Information über den
Standort des Endgerätes
festzustellen, ob zwei in der Datenbank registrierte Endgeräte sich
nahe genug beieinander befinden, um in der Lage zu sein, eine direkte
Kommunikation über
kurze Entfernungen aufzubauen. Ist dies der Fall, löst die Einheit
die Übertragung
einer Nachricht zu den beiden potentiellen Kommunikationspartnern
aus, welche die Kennungen der drahtlosen Schnittstellen zur Kommunikation über kurze
Entfernungen enthält.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
hat den Vorteil, dass es die Interaktion mit hohen Bitraten zwischen
Endgeräten
erlaubt, die mit einer Schnittstelle zur schnellen drahtlosen Kommunikation über kurze
Entfernungen und mit geringer Sendeleistung ausgestattet sind.
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Weitere vorteilhafte Eigenschaften
der Erfindung werden in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Eigenschaften und Vorteile
der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung einer
bevorzugten Ausführung,
die durch nicht einschränkende
Illustrationen gegeben wird, und aus den begleitenden Zeichnungen
deutlich, in denen:
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1 ein
System zeigt, welches das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
unterstützt;
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2 eine
Ausführung
des Verfahrens zeigt, wie es in einer Basisstation (2a) implementiert ist und wie es in einem
Endgerät
implementiert ist (2b);
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3 eine
Ausführung
eines Endgerätes gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 eine
Ausführung
einer Basisstation gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt
ein System, welches das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
unterstützt. Das
in 1 gezeigte vereinfachte
System umfasst drei Endgeräte 11, 12, 13,
die mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle für kurze
Reichweiten IT1 und einer Schnittstelle IT2 zur Kommunikation mit einem
zellularen Funkkommunikationsnetz 15 über eine Basisstation 14 ausgestattet
sind.
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Das zellulare Funkkommunikationsnetz 15 ist
vorzugsweise ein GSM-, EDGE/GPRS- oder UMTS-Funkkommunikationsnetz.
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Die drahtlose Schnittstelle für kurze
Reichweiten IT1 ermöglicht
es den Endgeräten 11, 12, 13, direkt
miteinander zu kommunizieren, wenn die Entfernung zwischen ihnen
kleiner als die Reichweite des von der Schnittstelle für kurze
Reichweiten IT1 ausgesendeten Signals ist. Die Schnittstelle für kurze Reichweiten
IT1 kann auf der Bluetooth-Technologie basieren. In einer bevorzugten
Ausführung
der Erfindung ermöglicht
die drahtlose Schnittstelle für
kurze Reichweiten IT1 die schnelle Kommunikation auf der Grundlage
der Spezifikation IEEE 802.11 oder Hyperlan 2. Endgerät 11, 12, 13 kann
ein Zellular-Mobiltelefon
sein, das mit einer zusätzlichen
Bluetooth-Schnittstelle
ausgestattet ist, oder ein Laptop mit Zugang zum Zellularfunksystem
und Zugang zum Wireless LAN.
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Jedes Endgerät 11, 12, 13 enthält eine
Kennung für
seine drahtlose Schnittstelle für
kurze Reichweiten IT1. Diese Kennung ist eindeutig und hat vorzugsweise
ein vordefiniertes Format, wie in der Spezifikation IEEE 802.11
definiert.
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Darüber hinaus hat jedes Endgerät 11, 12, 13 eine
zweite Kennung, um sich selbst im Zellular-Funkkommunikationssystem
(z. B. MSISDN oder TMSI) zu identifizieren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann Basisstation 14 Lokalisierungs-Informationen für die Endgeräte 11, 12, 13 beurteilen.
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Einerseits kann Lokalisierungs-Information von
den Endgeräten 11, 12, 13 selbst
zur Basisstation 14 geliefert werden, wobei jedes Endgerät ein Modul
zur Bewertung seines Standortes enthält. Dies kann der Fall sein,
wenn die Endgeräte 11, 12, 13 ein GPS-Modul
enthalten.
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Andererseits kann der Standort der
Endgeräte 11, 12, 13 durch
gut bekannte Triangulations-Verfahren bestimmt werden (z. B. TOA
(Time of Arrival)), wobei zu diesem Zweck mindestens drei Feststationen
die Entfernung zum Endgerät
berechnen und ein Triangulations-Verfahren anwenden sollten, um
die absolute Position des Endgerätes
zu erhalten).
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In einer anderen Ausführung der
vorliegenden Erfindung kann eine Einheit des zellularen Funkkommunikationsnetzes 15,
die sich von der Basisstation 14 unterscheidet, für die Feststellung
verantwortlich sein, ob eine direkte drahtlose Kommunikation über kurze
Reichweiten zwischen zwei Endgeräten aufgebaut
werden kann. Diese Einheit kann eine zentrale Einheit des zellularen
Funkkommunikationsnetzes (15) sein, zum Beispiel ein Serving
GPRS Support Node (SGSN) in GPRS/EDGE/UMTS. Im Folgenden wird die
Beschreibung mit einer Basisstation fortgesetzt. Es wird einem Fachmann
jedoch klar sein, dass eine andere Einheit des zellularen Funkkommunikationsnetzes 15 dieselbe
Rolle spielen kann.
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2 zeigt
eine Ausführung
des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie es in einer Basisstation (2a) implementiert ist und wie es in einem
Endgerät
implementiert ist (2b).
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden in der Basisstation 14 folgende Schritte ausgeführt.
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In Schritt 21a wird eine
Nachricht von einem Endgerät 11, 12, 13 empfangen.
Diese Nachricht umfasst eine Kennung des Endgerätes, mit der das Endgerät im zellularen
Funkkommunikationsnetz 15 eindeutig gekennzeichnet wird.
Diese Nachricht umfasst weiterhin eine Kennung der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle
für kurze
Reichweiten IT1 des Endgerätes.
Optional enthält
diese Nachricht Lokalisierungs-Information über die
Position des Endgerätes 11, 12, 13.
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In Schritt 22a speichert
Basisstation 14 die in der empfangenen Nachricht enthaltene
Information in einer Datenbank. Vorzugsweise enthält diese
Datenbank einen Eintrag pro Endgerät 11, 12, 13.
Die Datenbank umfasst mindestens ein Feld für eine Kennung des Endgerätes im zellularen
Funkkommunikationsnetz 15, ein Feld für eine Kennung der drahtlosen
Kommunikationsschnittstelle für
kurze Reichweiten IT1 und ein Feld für die Position des Endgerätes.
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Das Feld, das die Position des Endgerätes enthält, wird
entweder mit der Lokalisierungs-Information, die in der vom Endgerät empfangenen
Nachricht enthalten ist, ausgefüllt
oder es wird ausgefüllt, nachdem
die Basisstation eine Lokalisierungs-Prozedur des Endgerätes durchgeführt hat.
Dieses Feld sollte vorzugsweise in regelmäßigen Zeitabständen aktualisiert
werden, um Änderungen
der Position des Endgerätes
zu verfolgen, während
es sich bewegt. Wenn das Endgerät
für die Übertragung
seiner Position zur Basisstation 14 verantwortlich ist,
sollte es zu diesem Zweck die Nachrichten in regelmäßigen Zeitabständen wiederholen.
Wenn die Basisstation 14 für die Bestimmung der Position
des Endgerätes
verantwortlich ist, sollte sie die Lokalisierungs-Prozedur in regelmäßigen Zeitabständen wiederholen.
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Die Schritte 23a bis 26a müssen unabhängig von
den Schritten 21a und 22a wiederholt werden. Diese
Schritte ermöglichen
die Feststellung, ob eine direkte drahtlose Verbindung über kurze
Reichweiten zwischen zwei oder mehr der Endgeräte 11, 12, 13 aufgebaut
werden kann und lösen
den Aufbau einer solchen Verbindung aus, wenn die Bedingung erfüllt ist.
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Schritt 23a besteht aus
der Ermittlung der Entfernung zwischen Paaren von in einer Datenbank der
Basisstation 14 registrierten Endgeräten. Die Entfernung kann direkt
aus der absoluten Position beider Endgeräte gewonnen werden.
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Schritt 24a besteht aus
der Überprüfung, ob die
Entfernung zwischen Paaren von Endgeräten kleiner oder gleich einer
vordefinierten Entfernung ist. Diese vordefinierte Entfernung sollte
in Zusammenhang zum Typ der drahtlosen Schnittstelle für kurze
Reichweiten stehen. Zu diesem Zweck ist es vorzuziehen, dass die
Datenbank in Basisstation 14 auch ein Feld enthält, das
den Typ der drahtlosen Schnittstelle für kurze Reichweiten anzeigt,
die am registrierten Endgerät
zur Verfügung
steht . Die bevorzugte Entfernung steht in direktem Zusammenhang
zur Reichweite des Schnittstellen-Typs.
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Wenn die Entfernung zwischen den
beiden Endgeräten
größer als
die vordefinierte Entfernung ist, verzweigt das Verfahren zurück zu Schritt 23a.
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Andernfalls werden die Schritte 25a und 26a ausgeführt.
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Schritt 25a besteht aus
dem Senden einer Nachricht an den zuerst erkannten potentiellen
Kommunikationspartner. Diese Nachricht ist an das geeignete Endgerät adressiert,
wobei seine Kennung im zellularen Funkkommunikationsnetz 15 verwendet wird,
und umfasst die Kennung der drahtlosen Schnittstelle für kurze
Reichweiten des potentiellen Kommunikationspartners. Weitere Informationen, wie
z. B. ob das Endgerät
der Auslöser
der direkten drahtlosen Verbindung über kurze Reichweiten sein soll,
können
ebenfalls in der Nachricht enthalten sein.
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Schritt 26a besteht aus
dem Senden einer Nachricht zum zweiten erkannten potentiellen Kommunikationspartner.
Wie in Schritt 25a enthält
diese Nachricht die Kennung der drahtlosen Schnittstelle für kurze
Reichweiten des potentiellen Kommunikationspartners.
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Dann wird Schritt 23a wiederholt,
bis alle Paare von Endgeräten,
die in der Datenbank von Basisstation 14 registriert sind,
auf ihre Entfernung überprüft wurden.
Vorzugsweise wird, wenn alle Paare überprüft wurden, ein Zeitgeber gestartet,
und die Prozedur wird in Schritt 23a erneut gestartet,
wenn der Zeitgeber abgelaufen ist.
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2b zeigt
die Behandlung von Ereignissen in Endgerät 11, 12, 13.
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Schritt 21b besteht aus
der Übertragung
einer Nachricht zur Basisstation 14, die eine Kennung des
Endgerätes
im zellularen Funkkommunikationsnetz 15, eine Kennung der
drahtlosen Schnittstelle des Endgerätes und optional Lokalisierungs-Information
des Endgerätes
enthält.
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Schritt 22b besteht aus
der Einstellung eines Zeitgebers und verzweigt beim Ablaufen des
Zeitgebers zurück
zu Schritt 21b. Vorzugsweise wird dieser Schritt nur ausgeführt, wenn
Lokalisierungs-Information vom Endgerät selbst an die Basisstation 14 geliefert
werden muss.
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Schritt 23b bis 25b sollte
unabhängig
von Schritt 21b und Schritt 22b ausgeführt werden.
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Schritt 23b besteht aus
dem Empfang einer Nachricht, die von der Basisstation 14 gesendet
wurde, wie in Schritt 25a oder 26a beschrieben.
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Schritt 24b besteht aus
der Erzeugung einer Nachricht im Format der drahtlosen Schnittstelle
für kurze
Reichweiten, die an ein Endgerät
gerichtet ist, dessen Kennung der drahtlosen Schnittstelle für kurze
Reichweiten aus der Nachricht entnommen wurde, die in Schritt 23b empfangen
wurde. Diese Nachricht wird über
die drahtlose Schnittstelle für
kurze Reichweiten IT1 übertragen.
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Schritt 25b besteht aus
dem Warten auf eine Antwort vom potentiellen Kommunikationspartner
auf der drahtlosen Schnittstelle für kurze Reichweiten IT1 und
dem Aufbau einer direkten Kommunikation zwischen den beiden potentiellen
Kommunikationspartnern über
deren drahtlose Schnittstellen für
kurze Reichweiten IT1.
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In einer anderen Ausführung der
vorliegenden Erfindung kann ein Endgerät, das Informationen gemeinsam
nutzen will oder das nach einem Partner zur Kommunikation im direkten
Modus über
seine drahtlose Kommunikationsschnittstelle für kurze Reichweiten sucht,
die Basisstation 14 über
diese Anforderung informieren. Basisstation 14 ist dann
für die
Bestimmung der Position des anfordernden Endgerätes, sowie der Position von
potentiellen Kommunikationspartnern verantwortlich, dis sich in
einer Entfernung befinden, die kleiner als eine vordefinierte Entfernung
ist, die vom Typ der drahtlosen Schnittstelle für kurze Reichweiten abhängig ist.
Dann werden die Schritte 24a und 25a ausgeführt, wie
bereits oben beschrieben. Wenn mehrere Endgeräte als potentielle Kommunikationspartner
erkannt werden, kann eine Nachricht auf einem speziellen Kanal rundgesendet
werden, statt explizit an alle Endgeräte adressiert zu werden, die
als potentielle Kommunikationspartner erkannt wurden.
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Optional kann die Basisstation 14 geeignete Rechnungsstellungs-Strategien
für diesen
Dienst vorschreiben. Die Kosten sollten vorzugsweise von dem Endgerät getragen
werden, welches den Dienst anfordert.
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Das oben beschriebene Verfahren gilt
für stationäre oder
sich langsam bewegende Endgeräte 11, 12, 13,
wie in einer Firmen- oder SOHO-Umgebung. Es kann auch auf sich schnell
bewegende Endgeräte
angewendet werden. In diesem Fall müssen die das sich schnell bewegende
Endgerät
betreffenden Informationen (d. h. die Kennung des Endgerätes, die
Kennung der drahtlosen Schnittstelle für kurze Reichweiten, die zuletzt
registrierte Position) zwischen den verschiedenen Basisstationen
in deren Funkbereich sich das Endgerät bewegt, übertragen werden. Die Übertragung
der Information sollte vorzugsweise in die Basisstationswechsel-Prozedur
integriert sein. Eine Prozedur zur ungefähren Lokalisierung sollte ebenfalls
benutzt werden, um die Bewegung des Endgerätes schnell genug zu verfolgen.
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3 zeigt
eine Ausführung
eines Endgerätes
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Das Endgerät 30 besteht aus einem
ersten Teil 31 und einem zweiten Teil 32.
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Der erste Teil 31 enthält ein Sende-/Empfangs-Modul 311 zur
Kommunikation mit einer drahtlosen Schnittstelle für kurze
Reichweiten IT1 und ein Modul, das eine Kennung des drahtlosen Schnittstellenmoduls
für kurze
Reichweiten enthält.
Diese Kennung ist vorzugsweise eine Hardware-Adresse, wie z. B.
die Ethernet-Adresse der Wireless-LAN-Karte.
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Der zweite Teil 32 enthält ein Sende-/Empfangs-Modul
312 zur Kommunikation mit einem zellularen Funkkommunikationsnetz über eine
Funkschnittstelle IT2. Der zweite Teil 32 enthält weiterhin ein
Modul 322, das eine Kennung von Endgerät 30 im zellularen Funkkommunikationsnetz
enthält,
ein Lokalisierungs-Modul 323 zur
Ermittlung der Position von Endgerät 30 (Lokalisierungs-Modul 323 ist
optional) und ein Modul 324 für die Teilnahme am Aufbau einer
direkten Kommunikation über
die drahtlose Schnittstelle für
kurze Reichweiten IT1, wenn möglich.
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Modul 324 erzeugt eine Nachricht,
die über die
Funkschnittstelle IT2 zu übertragen
ist und Informationen von Modul 312, 322 und 323 enthält. Darüber hinaus
steuert Modul 324 das Modul 313 an, um eine Verbindung über die
drahtlose Schnittstelle für kurze
Reichweiten IT1 aufzubauen, wenn eine Nachricht von Modul 321 empfangen
wird, die eine Kennung für einen
potentiellen Kommunikationspartner über die drahtlose Schnittstelle
für kurze
Reichweiten IT1 enthält.
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4 zeigt
eine Ausführung
einer Basisstation gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die Basisstation 40 enthält ein Sende-Empfangs-Modul 41,
ein Modul 42 zur Verarbeitung von Nachrichten, die eine
Kennung einer drahtlosen Schnittstelle für kurze Reichweiten zusammen
mit einer Kennung eines Endgerätes
im zellularen Funkkommunikationsnetz, und falls verfügbar Lokalisierungs-Informationen des
Endgerätes
enthalten, eine Datenbank 43 zur Speicherung dieser Information
für jedes
Endgerät
und ein Modul 44 zur Ermittlung, ob eine direkte Kommunikation über kurze
Reichweiten mit einem potentiellen Kommunikationspartner möglich ist.