DE60213569T2 - Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon wie auch ein Mobiltelefon und ein Audiosystem dafür - Google Patents

Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon wie auch ein Mobiltelefon und ein Audiosystem dafür Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon gemäß der Präambel von Anspruch 1, sowie ein Mobiltelefon gemäß der Präambel von Anspruch 5 und ein Audiosystem dafür gemäß der Präambel von Anspruch 6.
  • Eine steigende Anzahl von Autobesitzern hat ein Mobiltelefon. Um beim Fahren ein Mobiltelefon oder ein mobiles Endgerät sicher benutzen zu können, wird der Freisprechbetrieb des Mobiltelefons empfohlen. In vielen Ländern sind ein Lautsprecher oder eine Freisprecheinrichtung für die Benutzung eines Mobiltelefons durch einen Autofahrer vorgeschrieben. Ein Problem bei der Benutzung des Mobiltelefons entfernt vom menschlichen Ohr in einem Auto sind die Umgebungsgeräusche, die es schwierig machen, einen Kommunikationspartner zu verstehen, sogar wenn das Mobiltelefon auf maximale Lautstärke geschaltet wird. Um dieses Problem zu lösen, sind Auto-Ausstattungen nach dem bisherigen Stand der Technik bekannt, die elektrisch oder per Funk mit dem Mobiltelefon verbunden werden können, um das Audiosignal des Mobiltelefons zu verstärken und es über ein entsprechendes Akustiksystem zu verteilen. In EP 0920170 wird ein Freisprech-Adapter-System offen gelegt, das intern eine FM- oder AM-Trägerfrequenz für die Übertragung zwischen dem Mobiltelefon und dem Audiosystem benutzt.
  • Um ein vorhandenes Autoradio, das einen RDS-(Radio Data System)-Empfänger enthält, mit einem Mobiltelefon zu koppeln, beschreibt EP 1047249 ein System für die Freisprech-Kommunikation in einem Auto mit einem Mobiltelefon, das einen FM-(Frequenzmodulations)-Sender umfasst und einen RDS-Sender enthält. Wenn ein Anruf an das Mobiltelefon eintrifft, sendet das Mobiltelefon eine RDS-Information an das Radio, um das Radio davon zu benachrichtigen, dass es FM-modulierte Informationen einer bestimmten Trägerfrequenz vom Mobiltelefon empfangen muss. Der FM-Empfänger des Autoradios schaltet dann auf die angegebene Frequenz, und der Audio-Ausgang des Autoradios wird auf den FM-Empfänger geschaltet, um die empfangenen Informationen an die angeschlossenen Lautsprecher weiterzugeben.
  • Bei diesem System muss mindestens eine mehr oder weniger immer freie Frequenz, d.h. ein unbenutztes Frequenzband oder ein Frequenz-Kanal, vorher bekannt sein, um ihn für die Verbreitung der FM-Signale durch das Mobiltelefon zu benutzen. In vielen Regionen der Welt sind unbenutzte Frequenzen jedoch recht selten. Darüber hinaus ist in Ländern mit einer dichten Verteilung von Radiosendern und einer komplizierten Topologie (Berge) die Verteilung von unbenutzten Frequenzen abhängig von der Empfangssituation unterschiedlicher Radiosender am Ort der Empfänger. Somit können sich für ein fahrendes Auto die verfügbaren freien Frequenzen, d.h. die unbenutzten oder nicht belegten Frequenzen, recht oft ändern.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Endgerät und ein Kommunikationssystem im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen System vorzuschlagen, das eine kontinuierliche Verbreitung der Funksignale über sich dynamisch ändernde unbenutzte Frequenzkanäle erlaubt.
  • Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung durch ein Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon gemäß den Lehren des Anspruchs 1, ein Endgerät gemäß den Lehren des Anspruchs 5 und ein Audiosystem gemäß den Lehren von Anspruch 6 erreicht.
  • Das Grundprinzip der Erfindung ist, dass in einem Freisprechkommunikationssystem, das ein Mobiltelefon und ein Audiosystem enthält und mit einem Radiosender bzw. einem Radioempfänger ausgestattet ist, unbenutzte Frequenzkanäle kontinuierlich bestimmt werden, d.h. durch Ausführung von regelmäßigen Frequenzabtastungen. Das Mobiltelefon und das Audiosystem übermitteln eine Auswahl eines freien Frequenzkanals und synchronisieren sich beide auf die gewählte freie Frequenz.
  • Weitere Entwicklungen der Erfindung können aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung entnommen werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung weiter erläutert, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
  • 1 schematisch eine beispielhafte Ausführung eines Freisprechkommunikationssystems für Mobiltelefon gemäß der Erfindung zeigt,
  • 2 schematisch eine weitere beispielhafte Ausführung des Freisprechkommunikationssystems für Mobiltelefon gemäß 1 zeigt, und
  • 3 ein Basisband-Spektrum eines Standard-FM-Sendesignals mit Stereo- und Zwischenträger-Signalen zeigt.
  • 1 zeigt schematisch ein Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon CS, das ein Audiosystem AU und ein Mobiltelefon MT enthält. Die Unterteilung in Funktionsblöcke, die im Folgenden erklärt wird, ist prinzipiell gezeigt und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Insbesondere sind hier keine Vorverstärker oder Abschwächer gezeigt, die zur Anpassung der Signalleistung erforderlich sein könnten. Die gezeigten Funktionsblöcke können als einzelne physikalische Einrichtungen oder als logische Blöcke realisiert werden, d.h. als Programmmodul innerhalb einer durch einen Mikroprozessor gesteuerten physikalischen Einrichtung, d.h. im Mobiltelefon MT oder im Audiosystem AU. Die Blöcke können kombiniert oder weiter in Unterblöcke unterteilt werden, oder Funktionen eines Blocks können in einen anderen Block verschoben werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
  • Das Audiosystem AU enthält eine FM-Empfangsantenne A2, einen FM-(FM = Frequenzmodulation)-Empfänger TR und einen RDS-Decoder RD, einen Audioverstärker AMP und ein Display DIS. Die FM-Empfangsantenne A2 ist mit den Eingängen des FM-Empfängers TR und des RDS-Decoders RD verbunden. Der Ausgang des RDS-Decoders RD ist mit dem Eingang des Displays DIS verbunden. Der Ausgang des FM-Empfängers TR ist mit dem Eingang des Verstärkers AMP verbunden, dessen Ausgang mit einem Lautsprecher LS verbunden ist, hier als Beispiel als externe Vorrichtung gezeigt.
  • Das Mobiltelefon MT zeigt eine GSM-Antenne B, eine FM-Sendeantenne A1, einen GSM-Empfänger GSM, einen FM-Signal-Generator RS, einen RDS-Codierer RE, einen Frequenz-Scanner FRS, einen FM-Sender SD und einen Signal-Addierer AD. Die GSM-Antenne B ist mit dem Eingang des GSM-Empfängers GSM verbunden. Der Ausgang des GSM-Empfängers ist mit dem Eingang des FM-Signalgenerators RS verbunden. Der Ausgang des Frequenz-Scanners FRS ist mit dem RDS-Codierer RE verbunden. Die Ausgänge des FM-Signalgenerators RS und des RDS-Codierers RE sind mit dem Signal-Addierer AD verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang des FM-Senders SD verbunden ist. Der Ausgang des FM-Senders SD ist mit der FM-Sendeantenne A1 verbunden.
  • Im Folgenden wird grob der Fluss der logischen Information/der Signalfluss erklärt:
    Ein GSM-Signal 1 wird an der GSM-Antenne B empfangen und zum GSM-Empfänger GSM weitergeleitet. Der GSM-Empfänger decodiert die GSM-Daten 1 und gibt die entsprechenden decodierten GSM-Daten 2 an den FM-Signalgenerator RS weiter. Der Signalgenerator erzeugt ein moduliertes Basisband-FM-Signal 3 entsprechend 3, wie später noch erklärt wird. Der Frequenz-Scanner FRS tastet regelmäßig das FM-Frequenzband, d.h. das Frequenzband zwischen 87 MHz und 107 MHz, nach freien Frequenzkanälen ab. Wenn ein freier Kanal erkannt wird, wird der erkannte freie Kanal, oder wenn mehr als ein freier Kanal erkannt wird, wird ein ausgewählter der erkannten freien Frequenzkanäle als Information 4 über die freie Frequenz oder den freien Kanal zum RDS-Codierer RE gemeldet. Der RDS-Codierer codiert die Frequenz- oder Kanal-Information und erzeugt ein entsprechendes RDS-Signal 5, das auf den RDS-Zwischenträger mit 57 kHz moduliert wird. Das RDS-Signal 5 und das FM-Signal 3 werden vom Signal-Addierer AD kombiniert, und ein entsprechendes kombiniertes Signal 6 wird an den FM-Sender SD angelegt. Der FM-Sender verschiebt das Spektrum des kombinierten Signals 6 in den gewählten freien Frequenzkanal und erzeugt ein FM-Signal 7, das per Funk mit einer Frequenz gesendet wird, die der Sendeantenne A1 entspricht. Dieses Signal wird von der Empfangsantenne A2 empfangen und an den FM-Empfänger TR und den RDS-Decoder RD angelegt. Indem er das RDS-Signal, das Teil des FM-Signals 7 ist, decodiert, gewinnt der RDS-Decoder RD die Kanal-Information 4 zurück, die vom Frequenz-Scanner FRS erzeugt wurde. Diese Kanal-Information und/oder weitere Informationen, die im RDS-Signal enthalten sind, können als Anzeige-Daten 9 an das Display DIS angelegt werden. Auf der Grundlage der Kanal-Information wird der Empfänger TR durch die Benachrichtigungs-Information 8 angewiesen, auf die entsprechende Frequenz umzuschalten, um das empfangene FM-Signal 7 zu demodulieren. Das demodulierte FM-Signal 10 wird an den Verstärker AMP angelegt, der entsprechende Audio-Daten an den Lautsprecher LS ausgibt.
  • Die oben angegebene Lösung erfordert keine Änderung vorhandener Autoradios, die in der Lage sind, RDS-Information zu empfangen, um als ein Audiosystem AU zu dienen. Vorhandene Mobiltelefone können leicht geändert werden, um als Mobiltelefon MT zu dienen, indem als Zubehör eine Radiosender-Karte hinzugefügt wird, bei der dieselbe Verdrahtung verwendet wird, wie bei den bereits vorhandenen Radioempfänger-Karten für Mobiltelefone.
  • Wenn das Mobiltelefon MT einen Anruf empfängt, wird zuerst ein RDS-Code mit der Bezeichnung TA (Traffic Announcement, Verkehrs-Ankündigung) zum Audiosystem AU gesendet, um automatisch auf das Radio zu schalten (wenn nicht bereits auf das Radio geschaltet ist). Derselbe Code TA wird dazu benutzt, die Benachrichtigungs-Information 8 zu übertragen, um das Radio anzuweisen, eine gewählte Frequenz einzuschalten, d. h. eine Frequenz, die vom Frequenz-Scanner FRS gewählt wurde. Nun wird der Klingelton über das FM-Radio zum Lautsprecher LS gesendet. Darüber hinaus kann die RDS-Information zusätzliche Informationen enthalten, z.B. den Namen des GSM-Anrufers oder die Rufnummer, die auf dem Display DIS angezeigt werden können. Die GSM-Kommunikation wird dann (wenn der Angerufene annimmt) zwischen dem Mobiltelefon MT und dem Audiosystem AU auf der gewählten FM-Frequenz übertragen. Wenn sich beim Fahren die freien Frequenzen ändern, d.h. wenn auf der gerade benutzten Frequenz eine Belegung erkannt wird, wählt der Frequenz-Scanner FRS eine neue Frequenz und bewirkt das Senden einer RDS-Information an die Audio-Einheit AU, um (innerhalb einer bestimmten, z.B. vorher festgelegten Zeit) auf die gewählte Frequenz umzuschalten. Die Sendefrequenz zwischen dem Mobiltelefon MT und dem Audiosystem wird auf die gewählte Frequenz oder den gewählten Kanal umgeschaltet.
  • Alternativ zur Anzeige von RDS-Informationen werden die Informationen in Audio-Informationen umgewandelt. In diesem Fall sind im Audiosystem Umwandlungs-Mittel enthalten, um RDS-Informationen, die vom Mobiltelefon MT, MT' empfangen wurden, in Sprachinformationen umzuwandeln, die an den Verstärker AMP angelegt werden.
  • Alternativ zur Abtastung der Frequenzen im Mobiltelefon MT wird die Frequenzabtastung im Audiosystem AU durchgeführt, das das Mobiltelefon MT über die gewählte freie Frequenz informiert.
  • Alternativ zur Funkübertragung zwischen dem Audiosystem AU und dem Mobiltelefon MT wird die Kommunikation über ein Antennenkabel durchgeführt. In diesem Fall können zusätzlich leicht Informationen mit einem firmeneigenen Code übertragen werden. So kann die Information über freie Kanäle vom Radio zum Mobiltelefon oder umgekehrt über firmeneigene Protokolle gesendet werden.
  • Ein Mobiltelefon MT kann zusammen mit Audiosystemen unterschiedlicher Autos verwendet werden. Es bietet ein Verfahren, einen Identifizierungscode, d.h. den Authentifizierungs-Code des GSM SIM (Subscriber Information Module) an das Audiosystem AU zu senden, der den entsprechenden Benutzer identifizieren kann. Auf diese Weise kann eine einfache Diebstahlsicherung realisiert werden: Ohne korrekte Identifizierungsdaten bleibt das Autoradio ausgeschaltet.
  • 2 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführung des oben beschriebenen Freisprechkommunikationssystems für Mobiltelefon, das einen hohen Grad an Vertraulichkeit für die Kommunikation zwischen dem Mobiltelefon MT und dem Audiosystem AU ermöglicht. 2 zeigt zusätzlich zu 1 ein modifiziertes Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon CS' mit einem kleinen Decodierer DEC, der an den Antennenstecker des Audiosystems AU angeschlossen ist. Eine entsprechende Codierungs-Vorrichtung COD ist zwischen dem FM-Sender SD und der FM-Sendeantenne A1 eines modifizierten Mobiltelefons MT' eingefügt. Zwischen dem modifizierten Mobiltelefon MT' und dem Audiosystem AU wird ein codiertes FM-Signal 7' übertragen. Wenn dieses FM-Signal von anderen FM-Empfängern abgehört wird, z.B. durch Autoradios von in der Nähe befindlichen Autos, kann die in diesem Signal 7' übertragene Information nicht decodiert werden, ohne den entsprechenden Codierungs-Schlüssel zu kennen.
  • Heute stehen CSM-Endgeräte zur Verfügung, die mit MP3-Playern ausgestattet sind. Die vorgeschlagene Lösung kann dazu verwendet werden, MP3-Dateien vom Mobiltelefon MT oder MT' über das Audiosystem des Autoradios wiederzugeben, wobei der Basisdienst (GSM-Fernsprechen) weiterhin zur Verfügung steht.
  • Wenn in einem entsprechenden GSM-System Lokalisierungsdienste zur Verfügung stehen, ermöglicht es die vorgeschlagene Lösung, die zugehörigen Informationen auf dem Display des Autoradios anzuzeigen.
  • Das RDS-System ist ein standardisiertes, wohlbekanntes System in Europa, um Daten zusammen mit frequenzmodulierter (FM) Sprachinformation zu übertragen. Das RDS benutzt einen eigenen Zwischenträger von 57 kHz im Basisband.
  • In 3 wird ein wohlbekanntes Spektrum eines FM-Basisband-Signals gezeigt, das ein RDS-Signal-Spektrum enthält. Ein erstes Band Mono, das ein Signal des linken Kanals und ein Signal des rechten Kanals (L + R) überträgt, überdeckt den Bereich zwischen 20 Hz und 15 kHz, und ein zweites Band Stereo (mit beiden Seitenbändern), das das Signal des linken Kanals minus dem Signal des rechten Kanals (L – R) überträgt, überdeckt den Bereich zwischen 23 kHz und 53 kHz. Ein Pilotton-Träger bei 19 kHz dient zur Decodierung und zur Bereitstellung eines Stereo-Differenzsignals um einen Zwischenträger bei 57 kHz, der dazu benutzt wird, in einem Empfänger den linken und den rechten Kanal zu trennen. Weiterhin sind +/– 2,4 kHz um einen RDS-Zwischenträger bei 57 kHz die linken und rechten Teile eines RDS-Datensignals gezeigt (die eine geringe Energie um die Zwischenträger-Frequenz von 57 kHz aufweisen). Das RDS-Signal wird im Empfänger decodiert, z.B. um Anzeige-Information oder Steuerungs-Information zu liefern, wie bei den Figuren 1 und 2 erklärt.
  • Anstelle der FM-Modulation können andere Arten von Signal-Modulationen zur Übertragung der Signale zwischen dem Mobiltelefon MT und dem Audiosystem verwendet werden. Anstelle der RDS-codierten Information können andere Arten von Datensignalen zwischen dem Mobiltelefon MT und dem Audiosystem gesendet werden.

Claims (5)

  1. Ein Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon (CS, CS'), das ein Audiosystem (AU) und ein Mobiltelefon (MT, MT'), letzteres zum Empfang von Informationen über eine Telefonverbindung, mit einem Radiosender (RS, SD) zum Senden der Informationen über einen ausgewählten Frequenzkanal zum Audiosystem (AU), enthält, wobei das Audiosystem (AU) mit einem Rundfunk-Radioempfänger (TR) und mit einem Audioverstärker (AMP) ausgestattet ist, um die Audio-Ausgabe der auf dem gewählten Frequenzkanal empfangenen Information durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon (CS, CS') weiterhin Bestimmungs-Mittel, um kontinuierlich einen unbenutzten Frequenzkanal zu bestimmen, indem regelmäßige Frequenzabtastungen durchgeführt werden, Kommunikations-Mittel (IS, RD) zur Übermittlung der Information (4, 8) der bestimmten unbenutzten Frequenz im Kommunikationssystem (CS, CS') und Schalt-Mittel zum Umschalten des Radiosenders (SD) und des Radioempfängers (TR) auf den bestimmten Frequenzkanal enthält.
  2. Ein Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon (CS') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Codierungs-Mittel enthalten sind, um die zum Audiosystem (AU) zu sendende Information zu ändern, und Decodier-Mittel enthalten sind, um die Änderung vor einer Audio-Ausgabe zu beseitigen.
  3. Ein Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon (CS, CS') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Identifizierungs-Mittel im Audiosystem (AU) für eine Identifizierung des Mobiltelefons (MT, MT') und Verriegelungs- Mittel für eine elektrische Verriegelung des Audiosystems (AU) abhängig vom Identifizierungs-Ergebnis enthalten sind.
  4. Ein Freisprechkommunikationssystem für Mobiltelefon (CS, CS') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Umwandlungs-Mittel enthalten sind, um die vom Mobiltelefon (MT, MT') empfangene Signalisierungs-Information in Sprachinformation für die Audio-Verteilung des Audiosystems (AU) umzuwandeln.
  5. Ein Mobiltelefon (MT, MT') zum Empfang von Telefon-Informationen über eine Telefonverbindung, das einen Radiosender (RS, SD) hat, um die Telefon-Informationen, nachdem sie angepasst wurden, über einen gewählten Frequenzkanal weiterzuleiten, um von einem Audiosystem (AU) empfangen zu werden, das mit einem Rundfunk-Radioempfänger (TR) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobiltelefon (MT, MT') Auswahl-Mittel (FRD, FRS) enthält, um kontinuierlich einen unbenutzten Frequenzkanal zu bestimmen, indem regelmäßige Frequenzabtastungen durchgeführt werden, und Erzeugungs-Mittel (RE), um eine entsprechende Information über freie Kanäle zu erzeugen, die von dem Audiosystem (AU) zu empfangen sind.
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