DE69112167T2

DE69112167T2 - Datennetzschnittstelle.

Info

Publication number: DE69112167T2
Application number: DE69112167T
Authority: DE
Inventors: Lars Stig Dk-2500 Copenhagen Sorensen
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1990-05-12
Filing date: 1991-05-06
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-05-07
Also published as: GB2243973A; CA2062814C; ES2075957T3; US5463628A; ATE126647T1; GB9010722D0; DE69112167D1; JP2987933B2; WO1991018483A1; EP0482163B1; CA2062814A1; EP0482163A1; JPH05501186A; DK0482163T3

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Schnittstelle, die zwei verschiedene Netzarten, z.B. ein GSM-Zellenfunknetz und ein Dienstintegriertes digitales Fernmeldenetz (ISDN), miteinander verbindet.

Zusammenfassung des Standes der Technik

ISDN-Netze stellen Nachrichtenverblndungen auf zwei Verkehrskanälen (gewöhnlich mit B1 und B2 bezeichet) und einem Steuerkanal (gewöhnlich mit D bezeichnet) zur Verfügung. Die Bandbreite der Verkehrskanäle versetzt sie in die Lage, 64 kB/s pro Kanal zu übertragen, und der Steuerkanal ist imstande, 16 kB/s zu übertragen.
Das GSM-Zellenfunksystem stellt Nachrichtenverbindungen auf einem Verkehrskanal zur Verfügung, der 13 kB/s Sprache oder 12 oder 9.6 kB/s Daten überträgt. Das GSM-System stellt einen Steuerkanal von bis zu 1 kB/s zur Verfügung.
Es ist wünschenswert, bei der Herstellung von GSM-Elnrichtungen eine Schnittstelle (gewöhnlich als die S-Schnittstelle bezeichnet) vorzusehen, um ISDN-kompatible Einrichtungen anzuschließen. Auf diese Weise können z.B. ein ISDN-Telefon, Fax, Anrufbeantworter und andere derartige Geräte in einen GSM-Mobilsende-Empfänger eingesteckt und von einem Fahrzeug oder einer anderen entfernten GSM-Teilnehmereinrichtung betrieben werden.
Eine Schnittstelle zwischen einem ISDN-System und einem Mobiltelefonsystem, einschließlich eines Paketdienstes, der einen Steuerkanal des ISDN-Systems benutzt, ist in einer Veröffentlichung der 38. IEEE VEHI- CULAR TECHNOLOGIE CONFERENCE, Philadelphia, Pennsylvania, 15.-17. Juni 1988, IEEE (New York, US); N. Nakajima et al.: "Radio Channel Structure for SCPC/FDMA Digital Mobile Systems", Selten 623-628, erörtert worden.
Hersteller von ISDN-kompatlblen Geräten schlagen vor, die Einrichtung zum übertragen von Datenpaketen auf dem D-Kanal zur Verfügung zu stellen. Eine Anzahl von ISDN-Telefonen könnte z.B. in einem festen Netz installiert werden, und eine überwachungseinrichtung könnte Daten auf dem D-Kanal senden. Die Geräte könnten eine Verbindung mit einem Supervisor- Computer einleiten, ohne einen Anruf einzuleiten. Die Operatoren des ISDN-Dienstes könnten, anstelle eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung auf dem B2-Kanal herzustellen, für die Übertragung eines Datenpakets auf dem D- Kanal niedrigere Gebühren berechnen. Andere Verwendungen für Daten auf dem D-Kanal würden die Kreditkartenprüfung, Überwachungs- und Alarmsysteme, die Verbreitung von Nachrichtendiensten usw. umfassen.
Beim Anschluß von ISDN-Einrichtungen an GSM-Einrichtungen besteht jedoch ein Problem, daß der GSM-Steuerkanal nicht die Kapazität besitzt, um Daten von dem ISDN-Steuerkanal zu unterstützen.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird eine Schnittelle zur Kommunikation zwischen einem ersten System und einem zweiten System zur Verfügung gestellt, wobei jedes System einen Steuerkanal und einen Datenkanal mit jeweilgen Datenkanalraten, die unterschiedlich sind, und eine Einrichtung besitzt, um in einem Betriebszustand Daten zwischen einem Steuerkanal des ersten Systems und dem Datenkanal des zweiten Systems unter der Steuerung von Steuerinformation auf dem Steuerkanal des ersten Systems zuzuordnen.
Auf diese Weise werden Datenpakete auf dem ISDN-D-Kanal als Daten erkannt und dem GSM-Verkehrskanal in Paketforn übergeben. Auf diese Weise gehen die Datenpakete auf dem ISDN-Kanal nicht verloren. Außerdem wird die Fülle der Gerätearten, die mit einer GSM-Mobilelnhelt verbunden werden können, erhöht.

Kurzbeschrelbung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein GSM-Funkgerät mit einer ISDN-Schnittstelle und einem daran angeschlossenen ISDN-Gerät.
Fig. 2 zeigt die drei Schichten der verschiedenen Kanäle der GSM/ISDN- Schnittstelle gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung.
Fig. 3 zeigt die Zuordnung von Daten gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung.
Fig. 4 zeigt ein System, das die Erfindung verwendet.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein GSM-Funkgerät, das einen Sende-Empfängerteil 10, einen Hörer 11, einen Systembus 12 und ein ISDN-Modul 13 umfaßt. Der Sende- Empfänger 10 umfaßt einen Sprachcodlerer 16, einen Anrufprozessor 15, ein HF-Modul 14 und eine Busschnittstelle 17. Der Hörer 11 umfaßt einen Codec 20, eine Tastatur/Anzeige-Schnittstelle 21, eine Busschnittstelle 22, einen Lautsprecher 23 und ein Mikrofon 24. Das ISDN-Modul umfaßt eine ISDN-Steuereinheit 25, eine ISDN-S-Schnittstelle 26, eine Busschnittstelle 27 und eine weitere Schnlttstelle 28. An die ISDN S 26 angeschlossen ist ein ISDN-Telefon 30 gezeigt.
Ein weiteree optionaler Bus 32 kann an den Bus 12 angeschlossen werden.
Der Bus 12 ist ein Breitbandbus, der Steuerinformation, Daten und Sprache in einem Zeltmultiplexverfahren gleichzeitig überträgt. Die Steuerinformation, Daten und Sprache werden zwischen den Elementen 10, 11 und 13 des GSM-Funkgerätes auf den GSM-Steuerdaten- und Sprachkanälen übertragen und getrennt gesteuert. Andere funktionale Befehle innerhalb des GSM-Funkgerätes werden durch den Bus 12 unterstützt.
Unter Kontrolle der ISDN-Steuereinheit 25 ordnet die ISDN-S-Schnittstelle 26 decodlerte Sprache vom Spachcodierer 16 mit einer Nettobltrate von 64 kB/s dem ISDN-B1-Kanal mit einer Nettobitrate von 64 kB/s (in Bündeln von 192 kB/s) zu. Ebenso ordnet die ISDN-S-Schnlttstelle 26 Daten, die vom Sende-Empfänger 10 mit einer Nettobltrate von 12 kB/s oder weniger, je nachdem, welche Datenrate benutzt wird, auf dem GSM-Datenkanal empfangen werden, mit einer Nettobitrate von 64 kB/s (in Bündeln von 192 kB/s) dem ISDN-B2-Kanal zu. Die Kanäle B1 und B2 können unabhängig entweder für Sprache oder Daten benutzt werden.
Fig. 2 zeigt die Zuordnung ausführlicher. In dieser Darstellung stellt die linke Seite das ISDN-Telefon oder andere Geräte dar, und die rechte Seite stellt den GSM-Sende-Empfänger und das GSM-Netz dar.
Auf die Steuerkanäle der zwei Systeme verweisend werden diese als der D-Kanal im ISDN-System und der Dm-Kanal in GSM-System dargestellt. Jeder dieser Kanäle umfaßt drei Schichten, wie in den betreffenden Spezifikatoonen der Systeme beschrieben. Diese Schichten sind als L1, L2 und L3 dargestellt. Die Steuerinformation wird direkt zwischen diesen Schichten in den jewellgen Kanälen zugeordnet. Tabellen und Bitratenumsetzer werden, wenn erforderlich, von der ISDN-Steuereinhelt 25 benutzt, um die Zuordnung durchzuführen.
Daten und Sprache werden zwischen den jeweiligen Schichten der Daten- und Sprachkanäle der zwei Systeme aufgeteilt. Wo Information auf dem B2-Kanal des ISDN-Netzes vorhanden ist, wird diese daher als Daten auf dem Bm-Kanal der GSM-Netzes dargeboten und umgekehrt. Wo Information auf dem B1-Kanal des ISDN-Netzes vorhanden ist, wird diese als digitalisierte Sprache auf dem Bm-Kanal des GSM-Netzes dargeboten und umgekehrt.
Fig. 3 stellt die Zuordnung zwischen den in Fig. 2 gezeigten GSM- und ISDN-Kanälen mit weiterer erfindungsgemäßer Zuordnung dar. Die durch die schraffierten Teile von Fig. 3 dargestellte Information ist die Schicht 2.
Wo ein Datenpaket auf dem ISDN-D-Kanal dargeboten wird, wird das Paket von der ISDN-Steuereinheit 25 kraft des Funktionscodes am Anfang des Pakets erkannt. Ein Datenpaket wird auf der Schicht 2 durch das Adressenfeld im Rahmem der Schicht 2 erkannt. Dann wird eine Verbindung mit einem Pakethandhaber (nach Wahl der Benutzers in dem IDS vorprogrammiert) hergestellt. Die ISDN-Steuereinheit 25 ordnet diese Daten dem GSM-Bm-Kanal in der Form eines Pakets mit einem geeigneten GSM-Funktionscode zu, der anzelgt, daß die Information ein Datenpaket ist. Da der Bm-Kanal des GSM-Netzes eine Bandbreite von 12 oder 9.6 kB/s besitzt, kann er ein von dem 16 kB/s breiten D-Kanal des ISDN-Netzes empfangenes Datenpaket unterstützen vorausgesetzt, daß sich im ISDN-Modul 13 genügend Speicher befindet, um das Paket zu speichern und mit der verminderten Daten rate weite rzusenden.
Bei der Schicht 1 gibt es keine Möglichkeit, um Steuerung von Daten zu unterscheiden. Diese Unterscheidung wird bei Schicht 2 mit Hilfe des Adressenfeldes in den LAPD-Rahmen vorgenommen. Es besteht keine Notwendigkeit, die Information der Schicht 3, die wie sie ist weitergegeben wird, zu interpretieren und zuzuordnen. Die Zuordnung wird bei Schicht 2 vorgenommen, indem die Information aus den Schicht 2 (LAPD) Rahmen extrahiert und in die GSM-Schicht 2 Rahmen (RLP-Rahmen) gepackt wird. Die Information der Schicht 3 muß nur überwacht werden, um zu sehen, wenn eine Unterbrechung vorgenommen wird (die Unterbrechung wird mittels einer Unterbrechungsnachricht der Schicht 3 vorgenommen).
Fig. 4 zeigt ein Kommunikationssystem als ein Beispiel einer Anwendung für die Erfindung.
Dieses System umfaßt ein GSM-Netz 40, das mit einem ISDN-Netz 41 und einem Nicht-ISDN-Netz 42 verbunden ist. Jedes der Netze 41 und 42 besitzt Schnittstellen 43, 44, 45 und 46 zum Anschließen von Telefonen 47, 48, 49, Personalcomputern 50, 51 und 52 usw. Mit dem GSM-System 42 kommuniziert ein tragbares GSM-Funkgerät 55. An das Funkgerät 55 ist über einen Systembus ein ISDN-Modul 56 anschlleßbar. Das Modul 56 könnte eine Zusatzsteckkarte sein, die in das Gehäuse des Funktelefons 55 eingesetzt wird. Das Modul 56 besitzt eine S-Schnittstelle 57, an die ein Telefon 58 und ein Computer 59 angeschlossen sind.
Das tragbare Funktelefon 55 kann über das GSM-Netz 40 Gespräche mit jedem der Telefone 47 bis 49 führen. Das Funktelefon 55 kann außerdem mit Hilfe einer gewöhnlichen Modemverbindung mit dem Computer 52 kommunizieren.
Außer den obigen Nachrichtenverblndungen ist der Computer 50 eingerichtet, um periodisch Datennachrichten auf dem ISDN-Steuerkanl zu erzeugen. Diese Nachrichten sind in Paketform und werden vom ISDN-System 41 erkannt, das sie nach Maßgabe der in dem Paket enthaltenen Adresse an ihren Zielort, z.B. den Computer 51, leitet. Eine Nachricht kann daher vom Computer 50 zum Computer 51 übermittelt werden, ohne daß zwischen diesen Elementen ein Kommunikationskanal eingerichtet wird.
Außerdem ist der Computer 59 ähnlich eingerichtet, um Datennachrichten auf dem Steuerkanal zu erzeugen. Diese Nachrichten werden vom ISDN-Modul 56 erkannt, und das Funktelefon 55 fordert die Zuweisung eines Kanals auf dem GSM-System 40 an, indem es das geeignete GSM-Kanalanforderungssignal sendet. Zwischen dem Funktelefon 55 und dem GSM-System 40 wird ein Quittungsaustausch hergestellt, und die Datennachricht wird diesem System 40 auf dem GSM-Verkehrskanal übermittelt. Das GSM-System 40 leitet die Datennachricht an den in dem Paket identifizierten Zielort, z.B. eine mit dem System 41 oder dem System 42 verbundene Einheit. Wo das Datenpaket an eine andere ISDN-Einrichtung weitergeleitet wird, kann eine weitere Zuordnung zwischen dem GSM-System 40 und dem ISDN-System 41 durchgeführt werden, das die Nachricht an den ISDN-Steuerkanal zurückgibt. Diese Nachricht kann dann z.B. an den Computer 50 gesendet werden, ohne einen Verkehrskanal zwischen dem GSM-System 40 und dem Computer 50 einzurichten.
Umgekehrt wird, wenn ein Element der mit dem ISDN-Netz 41 verbundenen Geräte 47, 48, 50, 51 eine Datennachricht auf dem Steuerkanal mit einer Adresse erzeugt, die ein Element der GSM-Teilnehmergeräte Identifiziert (z.B. Funktelefon 55), die Nachricht vom ISDN-Netz 41 an das GSM- Netz 40 geleitet, wobei sie von dem ISDN-Steuerkanal auf den GSM-Verkehrskanal umgelegt wird, und das GSM-System wählt das Funktelefon 55, um einen Anruf herzustellen. Das Funktelefon 55 antwortet (wenn es dazu in der Lage ist), und ein Quittungsaustausch wird hergestellt, wodurch die Nachricht dem Funktelefon 55 über den Verkehrskanal zugeleitet wird. Das ISDN-Modul 56 kann die Nachricht wiederum dem ISDN-Steuerkanal zuordnen, und die Daten können auf diesem Kanal den ISDN-Peripheriegreäten 58 oder 59 zugeleitet werden.
Wann immer eine Verbindung hergestellt wird, ist dies ein Duplexkanal. Sowohl die GSM-Luftschnittstellenverblndung als auch die ISDN-Kanalverbindung sind duplex, so daß Daten in beide Richtungen geleitet werden können. Auch im Fall eines eingehenden Datenanrufes wird dieser allen Geräten angeboten. Wenn eines der Geräte den Anruf anzunehmen wünscht, kann es entsprechend vorgehen und ebenfalls angeben, daß es die Übertragung der Daten auf dem D-Kanal wünscht.

Claims

1. Schnittstelle zum Kommunizieren zwischen einem ersten System und einem zweiten System, wobei das erste System einen ersten Datenkanal (B1, B2) und einen ersten Steuerkanal (D) und das zweite System einen zweiten Datenkanal (Bm) und einen zweiten Steuerkanal (Dm) umfaßt, wobei jedes System eine jeweilige Datenrate besitzt, gekennzeichnet durch

jeweilige Datenraten, die für das erste System und das zweite System unterschiedlich sind;

eine Einrichtung, die Steuerinformation zwischen dem ersten Steuerkanal (D) und dem zweiten Steuerkanal (Dm) zuordnet;

eine Einrichtung, die Daten in einem ersten Betriebszustand zwischen dem ersten Datenkanal (B1, B2) und dem zweiten Datenkanal (Bm) unter Kontrolle der Steuerinformation auf den Steuerkanälen (D, Dm) zuordnet, und

eine Einrichtung, die Daten in einem zweiten Betriebszustand zwischen dem ersten Steuerkanal (D) und dem zweiten Datenkanal (Bm) unter Kontrolle der Steuerinformation auf dem ersten Steuerkanal (D) zuordnet.

2. Schnittstelle nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung, die Daten in dem zweiten Betriebszustand zuordnet, eine Einrichtung umfaßt, die zwischen fortlaufenden Daten auf dem ersten Steuerkanal (D) und Datenpaketen auf dem zweiten Datenkanal (Bm) zuordnet.

3. Schnittstelle nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine Einrichtung, die einen Funktlonscode auf dem ersten Steuerkanal (D), der ein Datenpaket auf diesem Steuerkanal (D) anzelgt, identifiziert, und eine Einrichtung, die auf diese Einrichtung anspricht und die Daten des Datenpakets dem zweiten Datenkanal (Bm) zuordnet.

4. Schnittstelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend eine Einrichtung, die zwischen verschiedenen auf dem zweiten Datenkanal (Bm) empfangenen Datennachrichten unterscheidet, Nachrichten auswählt und ausgewählte Nachrichten auf dem ersten Steuerkanal (D) ausgibt.

5. Schnittstelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Einrichtung, die einen Duplex-Datenkommunikationsweg zwischen dem ersten Steuerkanal (D) und dem zweiten Datenkanal (Bm) herstellt.

6. Schnittstelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Kapazität des ersten Steuerkanals (D) größer als die Kapazität des zweiten Steuerkanals (Dm), aber nicht größer als die Kapazität des zweiten Datenkanals (Bm) ist.

7. Schnittstelle nach Anspruch 6, bei der der erste Datenkanal (B1, B2) und der erste Steuerkanal (D) ISDN-Kanäle und der zweite Datenkanal (Bm) und der zweite Steuerkanal (Dm) GSM-Kanäle sind.

8. Schnittstelle nach Anspruch 1, die Information von einem ISDN- Netz einem GSM-Netz zuordnet, worin die Schnittstelle Daten von dem ISDN-Datenkanal empfängt und Daten und Steuerinformation von dem ISDN- D-Kanal empfängt und in einem ersten Zustand die Daten von dem Datenkanal an den GSM-Verkehrskanal ausgibt und in einem zweiten Zustand die Daten von dem D-Kanal an den GSM-Verkehrskanal ausgibt und in jedem Fall Steuerinformation auf dem D-Kanal empfängt und diese auf dem GSM-Steuerkanal ausgibt.

9. Schnittstelle nach Anspruch 1, die Information von einem GSM-Netz einem ISDN-Netz zuordnet, worin die Schnittstelle Daten von dem GSM- Datenkanal empfängt und Steuerinformation von dem GSM-Steuerkanal empfängt und in einem ersten Zustand die Daten von dem Datenkanal an den ISDN-Datenkanal ausgibt und in einem zweiten Zustand die Daten von dem GSM-Steuerkanal an den ISDN-D-Kanal ausglbt und in jedem Fall Steuerinformation auf dem GSM-Kanal empfängt und diese auf dem ISDN-D-Kanal ausgibt.