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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Funkkommunikation.
Genauer gesagt bezieht sie sich auf ein System zur Übertragung von
digitalen Signalen zwischen zwei Ausrüstungen eines Funkkommunikationsnetzes.
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Bekanntermaßen transportieren
die Telekommunikationsnetze wie z. B. die Telefonfestnetze RNIS
(diensteintegrierendes digitales Netz) oder die mobilen Telefonnetze
vom Typ GSM und PCS (auf Englisch „Personal Communication System") digitale Signale
gemäß einem
digitalen Übertragungsprotokoll.
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Die
digitalen Verbindungen dieser Netze, beispielsweise vom Typ MIC
(Pulscodemodulation), transportieren unabhängig und in Paketform jedes
digitale Signal, das gleichzeitig mit der Verarbeitung eines Rufs
verknüpfte
Signalisierungsinformationen enthält und Informationen vom Typ
Sprache und/oder Daten.
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Derartige
digitale Verbindungen werden beispielsweise auf der Ebene einer
Schnittstelle zwischen zwei Ausrüstungen
verwendet, um deren Zusammenwirken zu gewährleisten. Ein bekanntes Beispiel
ist die Schnittstelle mit der Bezeichnung A, die bei den Netzen
vom Typ GSM und PCS eine Vermittlungsstelle eines mobilen Dienstes
(MSC) und einen Basisstationcontroller (BSC) verbindet. Diese Schnittstelle
A basiert auf dem System der Signalisierung per Zeichengabeleitung, üblicherweise
als SS7 bezeichnet. Es gibt noch zahlreiche Gebiete, die keine digitalen
Verbindungen enthalten, hauptsächlich weil
letztere spezifische und teure Übertragungsinfrastrukturen
erfordern und ausgeklügelte
Software für
die Signalverwaltung.
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Der
wirtschaftliche Faktor bremst also insbesondere die Expansion der
Netze, wie z. B. der GSM- und PCS-Netze. Als Beispiel: im Falle
einer Schnittstelle A sind die Implantation eines Basisstationcontrollers
BSC ebenso wie die Anpassung einer Vermittlungsstelle für herkömmliche
Telefonie (beispielsweise leitungsgebunden) an die GSM- und PCS-Netze nicht
kostspielig. Hingegen ist die Einrichtung der digitalen Verbindung,
welche das digitale Protokoll hin zur MSC unterstützt, teuer.
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Der
Artikel HEINZ M: "SS7-GATEWAYS" FUNKSCHAU, FRANZIS-VERLAG
K. G. MÜNCHEN,
DE, Band 72, Nummer 3, 22. Januar 1999 (199-01-22), Seite 68–70, XP00083879,
ISSN: 0016-2841 beschreibt Gateways für den Austausch der Signalisierungssignale
zwischen einem analogen Telefonienetz, das das System SS7 verwendet,
und einem Telekommunikationsnetz mit Paketvermittlung, das das Internet-Protokoll verwendet.
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Dokument
EP 0 462 728 beschreibt
ein Funkkommunikationsnetz, das einen Basisstationcontroller einschließt, der
mit einer Mobilvermittlungsstelle über ein analoges Telefonnetz
kommunizieren kann, wenn ein Mobiltelefon eine Verbindung mit einem
festen Gerät
aufbaut, das zum analogen Telefonnetz gehört, und in der Region gelegen,
wo diese Mobilvermittlungsstelle liegt. Dieser Basisstationcontroller
beinhaltet einen Codewandler für
Signalisierungssignale, um die Kompatibilität mit dem Signalisierungssystem
CCITT Nr. 7 zu gewährleisten.
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Zwecks
Ermöglichung
der Errichtung von Funkkommunikationsnetzen in den Gebieten, wo
das Telefonnetz ein analoges Netz ist, hat die vorliegende Erfindung
den Zweck, ein zuverlässiges Übertragungssystem
zwischen zwei Ausrüstungen
eines Funkkommunikationsnetzes herzustellen: zwischen einer Basisstation
und einem Basisstationcontroller und/oder zwischen einem Basisstationcontroller
und einer Mobilvermittlungsstelle. Diese digitalen Signale enthalten
so genannte Signalisierungsinformationen und Informationen vom Typ
Sprache und/oder Daten. Diese Signalisierungsinformationen enthalten
so genannte Verwaltungsinformationen und so genannte Informationen
in Sachen zuverlässig
gestaltete Übertragung.
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Hierfür schlägt die vorliegende
Erfindung ein System zur Übertragung
von digitalen Signalen gemäß dem digitalen Übertragungsprotokoll
der Schnittstelle A vor, zwischen zwei Ausrüstungen eines Funkkommunikationsnetzes
vom Typ GSM oder PCS, wobei eine erste dieser Ausrüstungen
eine oder mehrere Basisstation(en) und ein Basisstationcontroller
sind, und eine zweite dieser Ausrüstungen eine Mobilvermittlungsstelle
ist; diese digitalen Signale enthalten so genannte Signalisierungsinformationen
und Informationen des Typs Sprache und/oder Daten, wobei diese Signalisierungsinformationen
so genannte Verwaltungsinformationen und so genannte Informationen
in Sachen zuverlässig
gestaltete Übertragung
enthalten; diese Ausrüstungen sind
untereinander durch mindestens eine analoge Verbindung verbunden,
die mehrere Übertragungsstromkreise
eines analogen Kommunikationsnetzes einschließt; dieses System beinhaltet:
- – Mittel
zur Digital-Analog-Umsetzung, die die Umsetzung dieser Informationen
vom Typ Sprache und/oder Daten gewährleisten, um Informationen
des Typs Sprache und/oder Daten in analoger Form und mit einer Bandbreite
zu erhalten, die mit dieser analogen Verbindung kompatibel ist, und
Mittel zum Senden analoger Informationen durch eine der Schaltungen
dieser analogen Verbindung;
- – Mittel
zum Empfangen analoger Informationen ausgehend von dieser analogen
Verbindung und Mittel zur Analog-Digital-Umsetzung für das Empfangen
dieser Signale ausgehend von dieser analogen Verbindung;
wobei
dieses System dadurch gekennzeichnet ist, dass es außerdem für das Senden
dieser Signale auf dieser analogen Verbindung, folgendes einschließt:
- – Mittel
zum Trennen dieser Signalisierungsinformationen und dieser Informationen
vom Typ Sprache und/oder Daten, die geeignet sind, letztere an diese
Mittel zur Digital-Analog-Umsetzung
zu liefern, damit sie in analoge Form umgewandelt werden;
- – Mittel
zum Extrahieren, die geeignet sind, Verwaltungsinformationen auf
der Grundlage der Signalisierungsinformationen zu extrahieren, welche
durch diese Mittel zur Trennung getrennt wurden,
- – Mittel
zur Umcodierung, die geeignet sind, diese Verwaltungsinformationen
gemäß einem
anderen digitalen Protokoll vom Typ IP umzucodieren,
- – und
Mittel, um umcodierte Verwaltungsinformationen zuverlässig zu
gestalten, gemäß einem
digitalen Protokoll vom Typ TCP (auf Englisch „Transfer Control Protocol"), wobei diese Mittel zum
Zuverlässigmachen
geeignet sind, den Signalen gemäß dem Protokoll
IP zusätzliche
Informationen zur Überwachung
der Verbindung hinzuzufügen,
um Signalisierungsinformationen zu erhalten, die als zuverlässig gestaltet
bezeichnet werden, diese dann an diese Mittel zur Digital-Analog-Umsetzung
zu liefern, um sie in analoge Form umzuwandeln;
wobei dieses
System für
den Empfang dieser digitalen Signale ausgehend von dieser analogen Verbindung
folgendes einschließt:
- – Mittel
zur Transformation, die geeignet sind, zuverlässig gestaltete Verwaltungsinformationen
zu empfangen, welche von diesen Mitteln zur Digital-Analog-Umsetzung geliefert
werden, sie dann in umcodierte Verwaltungsinformationen umzuwandeln,
- – Mittel
zur Codierung der Verwaltungsinformationen, welche gemäß diesem
digitalen Übertragungsprotokoll
in Verwaltungsinformationen umcodiert wurden,
- – Mittel
zur Kombination, die geeignet sind, zu diesen Verwaltungsinformationen
zuverlässig
gestaltete Übertragungsinformationen
hinzuzufügen, um
Signalisierungsinformationen zu bilden,
- – und
Mittel zum Mischen der von den Mitteln zur Kombination gelieferten
Signalisierungsinformationen mit Informationen des Typs Sprache und/oder
Daten, die von diesen Mitteln zur Analog-Digital-Umsetzung geliefert
werden, um die geeigneten digitalen Signale zurück zu gewinnen.
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Das
so gekennzeichnete Übertragungssystem
ist zuverlässig
dank der zuverlässigen
Gestaltung der umcodierten Verwaltungsinformationen, durch die Verwendung
eines digitalen Protokolls vom Typ TCP (auf Englisch „Transfer
Control Protocol"), das
mit dem Protokoll IP verknüpft
ist, um als zuverlässig
gestaltet bezeichnete Signalisierungsinformationen zu erhalten.
Ganz allgemein fügt
das Protokoll TCP den Signalen gemäß einem Protokoll IP zusätzliche
Informationen zur Überwachung
der Verbindung hinzu. Das Protokoll TCP ergibt zuverlässig gestaltete
Signalisierungsinformationen, denn dieses Protokoll ersetzt die
Informationen in Sachen zuverlässig
gestaltete Übertragung
gemäß dem ursprünglichen
digitalen Protokoll, die durch die Mittel zum Extrahieren eliminiert
wurden, durch Überwachungsinformationen.
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Das Übertragungssystem
gemäß der Erfindung
ermöglicht
die zuverlässige
Nutzung einer bereits bestehenden analogen Verbindung, die ursprünglich nicht
für die Übertragung
digitaler Signale vorgesehen war. Die analoge Verbindung gehört beispielsweise
zu einem analogen geschalteten Telefonfestnetz (RTC) oder zu einem
Satellitennetz. Als Beispiel: nach Installation von BSC und eventuell
Anpassung von MSC an das Netz GSM und PCS macht das Übertragungssystem
gemäß der Erfindung
die Einrichtung einer Schnittstelle A möglich. So kann man BSC beispielsweise
in bestimmten Gebieten von Ländern
mit zu wenig Ausstattung implementieren oder auf See verstauen,
auf einer Ölplattform oder
auf einem Schiff, oder beim Flug in einem Flugzeug und sie mit den
geographisch am nächsten
gelegenen MSC verbinden oder mit bereits bestehenden Vermittlungseinrichtungen,
die angepasst werden müssen.
Auf diese Art und Weise dehnt man die Versorgung der GSM- und PCS-Netze
aus.
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Da
die Verwaltungsinformationen zu zwei verschiedenen Kategorien gehören können, kann das
System gemäß der Erfindung
Mittel zum Routing der Verwaltungsinformationen je nach ihrer Kategorie enthalten.
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Das
ist beispielsweise der Fall bei einer Schnittstelle A, wobei diese
Schnittstelle auf dem Signalisierungssystem per Zeichengabeleitung
basiert, der üblicherweise
als SS7 (Signalling System number 7) bezeichnet wird. So beziehen
sich die Verwaltungsinformationen einer ersten Kategorie von Schnittstelle
A auf die Verwaltung der Teilnehmer (Identifikation, Rechte, ...)
und auf die Wartung. Dabei handelt es sich um Informationen zwischen
BSC und MSC, d. h. unmittelbar von der einen oder der anderen der
beiden Ausrüstungen
erzeugt oder interpretiert. Die Informationen einer zweiten Kategorie betreffen
die Verwaltung der Verbindungen (Anruf, Auslösung ...) zwischen Mobilstationen
MS und MSC, die über
BSC laufen. Diese Informationen sind für den BSC transparent, der
dann einfach die Rolle eines Verstärkers spielt, indem er die
empfangenen Verwaltungsinformationen ohne Interpretation des Inhalts
sendet.
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Die
Informationen jeder Kategorie werden mit Hilfe von Unterscheidungsinformationen
differenziert. So sind die Routing-Mittel gemäß der Erfindung im Stande,
ausgehend von diesen Unterscheidungsinformationen den Weg anzugeben,
der genommen werden soll.
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Das
Funkkommunikationsnetz gemäß der Erfindung
kann ein Netz vom Typ GSM oder PCS sein.
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Gemäß der Erfindung
kann eine erste Ausrüstung
eine oder mehrere Basisstation(en) (BTS) und einen Basisstationcontroller
(BSC) einschließen und
eine zweite Ausrüstung
ist eine Mobilvermittlungsstelle (MSC).
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Die
BTS ist für
die Funkübertragung
zuständig
und führt
sämtliche
Funkmessungen durch, die erforderlich sind, um zu überprüfen, dass
eine laufende Verbindung korrekt abläuft. Die BTS verwaltet auch
den Austausch der Signalisierungsinformationen zwischen Mobiltelefonen.
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Hauptaufgabe
des BSC ist die Verwaltung der Funkressource. Er konzentriert auch
die Schaltungen in Richtung MSC.
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Die
MSC verwaltet den Aufbau der Verbindungen zwischen Mobiltelefonen
und anderen MSC.
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Gemäß der Erfindung
kann das digitale Übertragungsprotokoll
das Protokoll der Schnittstelle A sein.
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Gemäß der Erfindung
kann die analoge Verbindung zu einem Netz gehören, das ausgewählt wird
aus einem Richtfunknetz, einem Satellitennetz und einem leitungsgebundenen
Netz.
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Die
Kennzeichen und Gegenstände
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehend angegebenen
detaillierten Beschreibung mit Bezugnahme auf die beigefügte Figur,
welche zur Veranschaulichung und keineswegs einschränkend dargestellt
wird.
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Die
einzige Figur ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Übertragung
gemäß der Erfindung.
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Die
Figur stellt ein System 1 gemäß der Erfindung für die Übertragung
von digitalen Signalen SN zwischen zwei
Ausrüstungen 10, 20 dar.
Die erste Ausrüstung
ist ein Basisstationcontroller (BSC) 10 und die zweite
Ausrüstung
ist eine Mobilvermittlungsstelle (MSC) 20 eines Funkkommunikationsnetzes vom
Typ GSM oder PCS, wobei ein digitales Übertragungsprotokoll der Schnittstelle
A genutzt wird.
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Die
Ausrüstungen 10, 20 werden
untereinander durch zwei nicht sehr lange Abschnitte von digitalen
Verbindungen MIC LN1 und LN2 verbunden,
die am Ausgang von BSC 10 beziehungsweise MSC 20 angeordnet
sind. Zwischen diesen Verbindungen LN1 und
LN2 ist eine analoge Verbindung LA angeordnet, die mehrere Kommunikationsschaltungen
c1 und c2 eines
analogen Kommunikationsnetzes R enthält.
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Das
System 1 schließt
außerdem
einen Komplex von Mitteln mit unterschiedlicher Funktionalität ein, die
nacheinander für
die Übertragung
eines Signals von einer Ausrüstung
zu einer anderen verwendet werden und auf der Seite BSC 10 zwischen LN1 und R und auf der Seite MSC 20 zwischen
R und LN2 eingefügt sind.
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Diese
Mittel werden untenstehend in der Reihenfolge der Verwendung beschrieben,
wobei als Ausgangspunkt BSC10 gewählt wird, und wobei der Weg,
der zurückgelegt
wird, sowie die Entwicklung eines digitalen Signals SN präzisiert
wird.
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Zum
Beispiel enthält
dieses digitale Signal SN Signalisierungsinformationen
IS und Informationen vom Typ Sprache und/oder
Daten IVD. Außerdem beinhalten die Signalisierungsinformationen
IS Verwaltungsinformationen IG und
Informationen in Sachen zuverlässig
gemachte Übertragung
IF gemäß dem digitalen
Protokoll der Schnittstelle A. Die Informationen in Sachen zuverlässig gestaltete Übertragung
IF schließen insbesondere die physischen
Kennzeichen der verwendeten digitalen Verbindungen ein sowie Elemente
zur Zuverlässigmachung
der Übertragung der
Verwaltungsinformationen.
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Festzuhalten
ist, dass da das GSM-Netz eine schichtweise Architektur aufweist,
die Informationen in Sachen zuverlässig gemachte Informationen
IF in der MTP-Schicht (auf Englisch „Message
Transfert Part")
enthalten sind.
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Zunächst sind
die Mittel zum Empfangen 2 des Signals SN an
der Reihe, das vom BSC 10 gesendet und von dem Abschnitt
digitale Verbindung LN1 übertragen wird.
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Danach
sind Mittel zur Trennung 3 der Signalisierungsinformationen
IS und der Informationen vom Typ Sprache
und/oder Daten IVD vorhanden, gefolgt von
Mitteln zum Extrahieren 4 der Verwaltungsinformationen
IG aus den Signalisierungsinformationen
IS.
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Mittel
zum Umcodieren 5 gemäß dem digitalen
Protokoll IP transformieren die Verwaltungsinformationen IG in umcodierte Verwaltungsinformationen IG, IP. Diese Mittel 5 sind
verknüpft
mit Mitteln zur zuverlässigen
Gestaltung 6 auf der Grundlage des digitalen Protokolls
TCP, was zuverlässig
gestaltete Verwaltungsinformationen IG,IP-TCP ergibt.
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Anschließend Mittel
zur Digital-Analog-Umsetzung 7, die es ermöglichen,
die zuverlässig
gestalteten Verwaltungsinformationen IG,IP-TCP und
die Informationen vom Typ Sprache und/oder Daten IVD in Form
von analogen Signalen SAG und SAVD mit
Bandbreiten, die mit der analogen Verbindung LA kompatibel
sind, zu transformieren.
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Außerdem gehören die
Verwaltungsinformationen zu zwei verschiedenen Kategorien der Schnittstelle
A, das heißt
zur Schicht BSSMAP („BSS
Management Application Part" auf
Englisch), die den Dialog zwischen BSC und MSC für alle Verwaltungsinformationen
regelt, die sich auf die Radio Resource beziehen, und zur Schicht
DTAP („Direct
Transfer Application Part" auf
Englisch), die es ermöglicht,
den BSC für
die Verwaltungsinformationen zwischen MS und MSC transparent zu
machen. Das System 1 schließt somit Mittel für das Routing 8 der
Verwaltungsinformationen gemäß ihrer
Kategorie ein.
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Mittel
zum Senden 9 ermöglichen
die Übertragung
der Signale SAG und SAVD durch
die Schaltungen c1 beziehungsweise c2 der analogen Verbindung LA bis
zu den Mitteln zum Empfangen 19, die auf der Seite von
MSC 20 angeordnet sind.
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Mittel
zur Analog-Digital-Umsetzung 17 setzen das Signal SAG in zuverlässig gestaltete Verwaltungsinformationen
IG2,IP-TCP um, sowie das Signal SAVD in Informationen vom Typ Sprache und/oder
Daten IVD2.
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Nach
diesen Mitteln 17 haben Transformationsmittel 14 die
Aufgabe die Informationen zu unterdrücken, die im Zusammenhang mit
dem Zuverlässigmachen
stehen, durch das Protokoll TCP, um Verwaltungsinformationen IG2,IP zu erhalten.
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Anschließend ersetzen
die Codierungsmittel 15 die umcodierten Verwaltungsinformationen
IG2,IP durch Verwaltungsinformationen IG2 gemäß dem digitalen
Protokoll der Schnittstelle A.
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Um
diese Verwaltungsinformationen gemäß dem Protokoll der Schnittstelle
A zuverlässig
zu gestalten, fügen
Mittel zur Kombination 16 Informationen in Sachen zuverlässig gestaltete Übertragung
IF2 zu diesen Verwaltungsinformationen IG2 hinzu, um Signalisierungsinformationen
IS2 zu bilden.
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Schließlich ermöglichen
Mittel zum Mischen 13 der Signalisierungsinformationen
IS2 mit den Informationen Sprache und/oder
Daten IVD2 gefolgt von Mitteln zum Senden 12 das
Empfangen eines Signals SN2 durch MSC20
durch den Abschnitt digitale Verbindung LN2.
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Da
die Übertragung
bidirektional ist, können sämtliche
vorstehend beschriebenen Mittel in der Nähe jeweils der Ausrüstungen 10, 20 vorkommen.
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Natürlich wurde
die vorstehende Beschreibung rein zu Veranschaulichungszwecken angegeben.
Ohne den Rahmen der Erfindung gemäß ihrer Definition durch die
Ansprüche
zu verlassen, kann man jedwedes Mittel durch ein gleichwertiges
Mittel ersetzen.