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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein multimodales universelles mobiles Telekommunikationssystem,
und insbesondere betrifft es ein System, bei dem Satelliten- und/oder
terrestrische Mobilkommunikationssysteme integriert sind und bei
dem ein Teilnehmer zwischen Systemen, Dienstleistungen und Verbindungen
auf der Basis von Preis, Qualität,
Kapazität
oder anderen Kriterien wählen
kann. Bei dieser Beschreibung verwenden wir auch kürzere Bezeichnungen
für die
verschiedenen oben genannten Mobilkommunikationssysteme, das sind universelles
Multimodensystem, Satellitensystem und terrestrisches System.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Alle
Untersuchungen, die von verschiedenen Konsortien durchgeführt wurden,
welche zum Zwecke der Bereitstellung von satellitenbasierten mobilen
Kommunikationsdienstleistungen gebildet wurden, sind zu dem Schluss
gekommen, dass ein großes
Gebiet mit relativ wenigen Servicenutzern ein Grundkriterium für den Wechsel
in Satellitensysteme ist. Es ist auch die Zusammenarbeit über die
Systemgrenzen hinweg als Kooperation zwischen nur einem Satellitensystem
und einem terrestrischen System untersucht worden, indem Dualmodenterminals
entwickelt wurden, die nur zwischen zwei Systemen arbeiten. Außerdem wird
die Kooperation von zwei Systemen auf der Ebene von Zweimodenterminals
so ausgelegt, dass zwei Teilnehmernummern benötigt werden.
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Das
schnelle Wachstum der mobilen Kommunikationssysteme besonders im
Geschäftsbereich
und andererseits der Bedarf lokaler Nutzer an einem Zugang zu verschiedenen
Satelliten- und terrestrischen Systemen gaben neue Herausforderungen
für das
Gebiet der Kommunikationssysteme geschaffen. In der vorliegenden
Erfindung sind die Schlüsselfaktoren
bei der Systemzusammenarbeit globale Verfügbarkeit und Kosteneffektivität. Daher
implementiert die Erfindung die universelle Integration verschiedener
satellitenbasierter und terrestrischer Systeme auf der Ebene der
Hochfrequenzschnittstelle. Probleme, die die gegenseitige Kooperation
und die Verkopplung der verschiedenen mobilen Kommunikationssysteme
betreffen, können
auf zwei Ebenen gelöst
werden: auf der Netzebene und auf der Ebene der Mobilterminals.
Das Modifizieren vorhandener mobiler Kommunikationsnetze wäre eine
sehr kostspielige Lösung.
Andererseits können
viele Probleme, die an der Integration verschiedener Systeme beteiligt
sind, auf die Ebene des Mobilterminals übertragen werden.
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Um
eine wechselseitige Kooperation zwischen verschiedenen Mobilkommunikationsnetzen
möglich zu
machen, ist es unabdingbar, Lösungen
für solche
Probleme, wie zum Beispiel die Verbindungsumschaltung zwischen Satellitennetzen
und terrestrischen Netzen und den Nutzerzugang zu diesen Systemen,
zu entwickeln. Außerdem
muss eine Reihe von kleineren Problemen gelöst werden. Die Verbindungsumschaltung
zwischen einer Zelle in einem zellularen System und einem Satellitenstrahl
wird als problematisch angesehen. Im GSM wird es zum Beispiel als
problematisch angesehen, weil in einem Satellitenstrahl zwei Zellen
mit demselben Sendekanal (BCCH) und derselben Basisstationskennung
vorhanden sein können.
Weiterhin erzeugen die Ausbreitungsverzögerung von Satellitensignalen
(ja nach den Positionen verschiedener Satelliten) und die Verbindungsumschaltung
von einem Satelliten zum GSM überlappende
Signale, was zu Schwierigkeiten bei der Entscheidungsfindung bezüglich Verbindungsumschaltung
führt.
Daher werden in einem universellen Multimodensystem gemäß der vorliegenden
Erfindung diese Lösungen
in Multimoden- und Dualmodenterminals integriert, was die Notwendigkeit
für größere Änderungen
an bestehenden Systemen reduziert.
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Der
Stand der Technik umfasst US-A-5355517, GB-A-2266030, EP-A-0724371
und US-A-5260943. US-A-5355517 offenbart ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum automatischen abwechselnden Zugang zu Kommunikationssystemen.
GB-A-2266030 offenbart
ein mobiles Kommunikationsüberbelegungskontrollsystem.
US-A-5260943 offenbart ein TDM-Umschaltungsverfahren unter Verwendung
von Zeitunterschieden. Diese Veröffentlichungen
liefern jedoch keine Lösungen
für die
Integration mehrerer mobiler Kommunikationsnetze ohne oder nur mit
geringen Modifizierungen an bestehenden Netzen. US-A-5355517 offenbart
das Auswählen
eines Ausweichkommunikationssystems statt eines Standardkommunikationssystems,
wenn das Standardkommunikationssystem nicht verfügbar ist. Jedoch wird die Auswahl
getroffen, bevor eine Verbindung hergestellt wird. EP-A-0724371
offenbart das Identifizieren eines bevorzugten Netzes aus mindestens
zwei drahtlosen Netzen auf der Basis von mindestens einem Parameter,
der Netze betrifft. Das identifizierte bevorzugte Netz wird ausgewählt, wonach
eine ausgehende Rufverbindung im gewählten Netz hergestellt wird.
Die Auswahl wird also in der herkömmlichen Weise vor dem Herstellen
der Verbindung getroffen. GB-A-2266030 und US-A-5260943 offenbaren Umschaltauswahlverfahren
unter Verwendung von mehr als einem Kriterium. US-A-5355517, GB-A-2266030
und US-A-5260943 offenbaren sämtlich
nicht, wie man ein Weiterreichen während einer bestehenden Verbindung
von einem Mobilkommunikationsnetz zu einem anderen ausführt.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Mobilkommunikationseinheit, die mehrere
Mobilkommunikationsnetze umfasst, welche Teil verschiedener Mobilkommunikationssysteme
sein können,
und die ferner ein Mobilterminal umfasst, das Verbindungen mit einem
Empfänger über das
Mobilkommunikationsnetz betreiben und herstellen kann. Das Mobilterminal
ist so ausgelegt, dass es ein erstes Mobilkommunikationsnetz und
einen ersten Dienst, der vom ersten Mobilkommunikationsnetz angeboten
wird, auf der Basis bestimmter Kriterien auswählt und eine erste Verbindung
mit dem Empfänger
unter Verwendung des ersten Mobilkommunikationsnetzes herstellt.
Gemäß der Erfindung
ist das Mobilterminal so ausgelegt, dass es ein zweites Mobilkommunikationsnetz und
einen zweiten Dienst, der vom zweiten Mobilkommunikationsnetz angeboten
wird, auswählt.
Ferner ist das Mobilterminal gemäß der Erfindung
so ausgelegt, dass es eine zweite Verbindung mit dem Empfänger unter Verwendung
des zweiten Mobilkommunikationsnetzes herstellt, wenn ein bestimmtes
Kriterium oder bestimmte Kriterien erfüllt sind, und nachdem beide
Verbindungen hergestellt sind, ist das Mobilterminal dafür ausgelegt,
eine der Verbindungen zur Verwendung auszuwählen und die nicht gewählte Verbindung
zu beenden.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Mobilterminal, das Verbindungen mit
einem Empfänger über mehrere Mobilkommunikationsnetze
betreiben und herstellen kann. Das Mobilterminal ist dafür ausgelegt,
dass es ein erstes Mobilkommunikationsnetz und einen ersten Dienst,
der vom ersten Mobilkommunikationsnetz angeboten wird, auf der Basis
bestimmter Kriterien auswählt
und eine ersten Verbindung mit dem Empfänger unter Verwendung des ersten
Mobilkommunikationsnetzes herstellt. Gemäß der Erfindung ist das Mobilterminal
so ausgelegt, dass es ein zweites Mobilkommunikationsnetz und einen
zweiten Dienst, der vom zweiten Mobilkommunikationsnetz angeboten
wird, auswählt.
Ferner ist das Mobilterminal so ausgelegt, dass es gemäß der Erfindung
eine zweite Verbindung mit dem Empfänger unter Verwendung des zweiten
Mobilkommunikationsnetzes herstellt, wenn ein bestimmtes Kriterium
oder bestimmte Kriterien erfüllt
sind, und nachdem beide Verbindungen hergestellt sind, ist das Mobilterminal
dafür ausgelegt,
eine der Verbindungen zur Verwendung auszuwählen und die nicht gewählte Verbindung
zu beenden.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung
von einem Mobilterminal zu einem Empfänger in einer Mobilkommunikationseinheit,
die mehrere Mobilkommunikationsnetze kombiniert, welche Teil verschiedener
Mobilkommunikationssysteme sein können und in dem ein Mobilterminal
Verbindungen zu einem Empfänger über die
Mobilkommunikationsnetze betreiben und herstellen kann. Verfahren:
- – Das
Mobilterminal wählt
ein erstes Kommunikationsnetz und einen ersten Dienst, der vom ersten
Mobilkommunikationsnetz angeboten wird, auf der Basis bestimmter
Kriterien, und
- – stellt
eine erste Verbindung mit dem Empfänger unter Verwendung des ersten
Mobilkommunikationsnetzes her.
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Gemäß der Erfindung:
- – wählt das
Mobilterminal ein zweites Mobilkommunikationsnetz und einen zweiten
Dienst, der vom zweiten Mobilkommunikationsnetz angeboten wird,
- – stellt
das Mobilterminal eine zweite Verbindung mit dem Empfänger unter
Verwendung des zweiten Mobilkommunikationsnetzes her, wenn ein bestimmtes
Kriterium oder bestimmte Kriterien erfüllt sind, und
- – nachdem
beide Verbindungen hergestellt sind, wählt das Mobilterminal eine
der Verbindungen zur Verwendung und beendet die nicht gewählte Verbindung.
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Die
Erfindung betrifft ein universelles Multimodenmobilkommunikationssystem,
das in seinen Ausführungsformen
enthalten kann:
Multimoden- und Dualmodenterminals, die vom
Multimodensystem zur Bereitstellung von Zugang zu zwei oder mehr
satellitenbasierten oder terrestrischen Mobilkommunikationssystemen
für Nutzer
dieser Ausrüstung
verwendet werden,
ein selektives Mehrfachzugangssystem, das
ein Preis-Qualitäts-Auswahlsystem
enthält
und das Mobilterminal mit Informationen versorgt, die zum Wählen des
optimalen Netzes benötigt
werden,
Preis-Qualitäts-Auswahlverfahren
zum Wählen
von Zugang oder Umschaltung zwischen oder innerhalb von zwei oder
mehr Satelliten- oder terrestrischen Netzen,
ein mobiles Preisangabesystem,
das ein flexibles zellen- oder
netzbasiertes Preisangabesystem enthält, welches Informationen über die
Dienstequalität
und -preise für
das Mobilterminal bereitstellt,
ein mobiles Rechnungslegungssystem,
einschließlich
einem Smartcardmanagementteil und einem Rufanrechnungssystem und
einem Teilnehmeridentitäts-
und Rechnungserstellungsmodul in einem Mobilterminal und einem Preisinformationscontroller
und einem dynamischen Abrechnungssystem,
einer Mehrfachzugangspraxis,
einem
Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem, das nicht nur Kommunikationsdienste,
sondern auch Verfahren, Dienste und die oben angeführten Informationen
bereitstellt, die beim Betrieb eines Dualmoden- oder Multimodenterminals
benötigt
werden, und das auch die Dienstleistungspreise für alle anderen Satelliten-
oder terrestrischen Betreiber bereitstellen kann,
ein Rückwärtskoppelsystem
zum Verbinden und Ändern
von Kanälen
von einer Zelle oder einem Strahl zu einem anderen, um praktisch
fixierte Zellen zu bilden, und
Ortsregistrierungs- und Rufverfahren.
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In
der Erfindung wird ein neues Kommunikationssystemkonzept durch Integrieren
verschiedener Satelliten- und terrestrischer Systeme auf der Ebene
des Mobilterminals entwickelt, indem ein Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem
(MASCS) verwendet wird. Solch ein System bietet einen transparenten
Teilnehmermarkt (TSM), in dem mehrere Netze sich die Teilnehmer
teilen können,
wodurch die Netze mehr Kunden haben, ohne eine Überlastung fürchten zu
müssen.
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Das
bedeutet ein beträchtliches
Anwachsen der Kapazität,
was aus der Sicht der Betreiber kosteneffektiv ist und neue Effizienz
in der Verwendung der Kapazität
in mobilen Kommunikationssystemen bringt. Ein universelles Multimodensystem
beseitigt die Notwendigkeit, die bestehenden Mobilkommunikationsnetze
radikal zu ändern.
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Es
ist charakteristisch für
ein universelles Multimodensystem, das verschiedene terrestrische
und satellitenbasierte Mobilkommunikationsnetze verbindet, dass
es einerseits ein Zwischensystem zwischen ihren Hochfrequenzschnittstellen
ist, d.h. ein integriertes Telekommunikationsprotokoll, und andererseits
dass es ein Kommunikationssystem ist, das alle Satelliten- und terrestrischen
Kommunikationssysteme mit ihrem eigenen Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem
(MASCS) verbindet. Ein universelles Multimodensystem, das intelligente
Verfahren für
Duolmoden- und Multimodenmobilterminals liefert, erzeugt ein ganz
neues Mobilitätskonzept.
Solche Terminals enthalten eine Preis-Qualitäts-Funktion, die die optimale
Verwendung der Verbindungen verschiedener Mobilkommunikationsnetze
ermöglicht.
Die Preis-Qualitäts-(PQ)-Auswahl
misst und schätzt
sowohl die Übertragungsqualität als auch
die Kosteneffektivität
der Dienstleistung, die von den verschiedenen Netzen oder nur einem
Satellitennetz angeboten werden, und wählt die optimale Verbindung
(Kanal) auf der Basis dieser Parameter aus und fordert das Netz
auf, sie zuzuweisen. Die PQ-Selektivität dient als Zugangs- und Weiterreichungssystem,
das PQ-Zugang und -Kanalwechsel genannt wird, und es verleiht dem Mobilterminal
volle Freiheit bei der Entscheidung, welcher Funkkanal des Netzes
gewählt
werden soll. Dieses Zugangs- und Kanalwechselverfahren ist eine
neue Lösung,
die dem Mobilterminal Zugang zu verschiedenen Netzen ermöglicht und
die Verzögerungseffekte
von Satellitensignalen beseitigt. Die PQ-Auswahl kann auch auf andere
Arten von Dualmoden- oder Multimoden-Mobilstationen oder festen Terminals
angewendet werden. Alle oben genannten Lösungen, die die vorliegende
Erfindung betreffen, sind neue Anwendungen von terrestrischen und
Satellitenkommunikationssystemen, und sie sind sowohl technologisch
als auch kommerziell sehr wertvoll.
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Die
Erfindung kann als ein Anfangsschritt in Richtung auf eine vernünftige Liberalisierung
der Telekommunikationsdienste implementiert werden, die auch neue
Standards in der Welt der Kommunikationssysteme hervorbringen kann.
Aus der Sicht des Nutzers bildet ein Multimodensystem ein Mehrfachzugangssystem (MAN),
das verschiedene satellitenbasierte und terrestrische Mobilkommunikationsnetze
umfasst und auch das universelle Mobilkommunikationsnetz und zukünftige öffentliche
Landmobiltelekommunikationssysteme (FPLMTS) als mögliche zukünftige Einheiten
in der Netzarchitektur des universellen Multimodensystems berücksichtigt.
Die fortgeschrittenen Lösungen,
Verfahren und Vorteile des universellen Multimodensystems stellen
den bestmöglichen
Dienst für
den Endnutzer bereit und bringen einen vernünftigen freien Wettbewerb in die
Welt der Telekommunikation. Solch ein System müsste implementiert werden,
bevor die verschiedenen Satellitensysteme anfangen, ihre Netze aufzubauen,
die in Wirklichkeit nicht immer ökonomisch
oder nutzerfreundlich sind; und ihr Wettbewerb mit terrestrischen
Mobilkommunikationsnetzen bringt auch den Nutzern oder terrestrischen
Mobilkommunikationsbetreibern keinen Vorteil. Das universelle Multimodensystem
realisiert die Hauptziele der globalen Telekommunikation; freien Wettbewerb,
offene Zugänglichkeit
und universelle Dienste sowie Berücksichtigung der örtlichen
Bestimmungen.
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Berücksichtigt
man, dass zukünftige
zellulare Mobilnetze, die in ein universelles Telekommunikationssystem
oder in zukünftige öffentliche
Landmobiltelekommunikationssysteme integriert oder getrennt sind,
wie es heute der Fall ist, Wettbewerber oder Partner der Satellitenkommunikationssysteme
sein werden, müssen die
Satellitensysteme in der Lage sein, mit den terrestrischen Netzen
zu kooperieren, so dass sie sowohl Nutzer als auch terrestrische
Betreiber ermutigen können,
die Integration stetig, aber wirksam voranzubringen. Dies erfordert
entwickelte Lösungen
für die
Bedürfnisse
der Nutzer. Da Satellitennetze Ausleuchtbereiche aufweisen, die
die terrestrischen Netze überdecken,
müsste
ein Dualmoden- oder Multimodenterminal in der Lage sein, sowohl
die Übertragungsqualität als auch
die preisliche Wettbewerbsfähigkeit
der Dienstleistungen, die von diesen Netzen bereitgestellt werden,
zu vergleichen. Der Betrieb eines Dualmodenterminals ist auf ein
terrestrisches System und ein Satellitensystem begrenzt, ein Multimodenterminal
hat aber Zugang zu mehreren terrestrischen und Satellitensystemen.
Die PQ-Auswahlfunktion
stellt einem Mobilterminal die Möglichkeit
bereit, Satellitensysteme oder zellulare Systeme auf der Basis der
Parameter von Qualität
und preislicher Wettbewerbsfähigkeit
zu nutzen. Solch ein Terminal wird jedoch von Satellitenressourcen
Gebrauch machen, wenn alle Kanäle
belegt sind oder wenn sie in Bereichen arbeiten, wo keine terrestrischen
Mobildienste verfügbar sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung und ihre Ausführungsformen
werden detaillierter mit Verweis auf die angehängten Zeichnungen beschrieben:
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1 ist
ein Signalgebungsdiagramm einer Ausführungsform des Kanalwechselverfahrens
gemäß der Erfindung.
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2 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Mobilterminals gemäß der Erfindung.
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3 illustriert
ein Beispiel für
den Betrieb des Mobilpreisangabesystems gemäß der Erfindung.
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4, 5 illustrieren
Ausführungsformen
des universellen Mobilkommunikationssystems gemäß der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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4 und 5 illustrieren
das universelle Multimodensystem gemäß der Erfindung. Dieselben
oder entsprechenden Teile in 4 und 5 haben
dieselben Bezugsnummern. 4 zeigt ein universelles Mehrfachzugangssystem,
in dem ein Mehrfachzugangsnetz 30 zwei zellulare Systeme
A und B, 33 bzw. 34, und zwei Satellitensysteme
C und D, 31 bzw. 32, umfasst. Die Satellitensysteme
sind mit dem festen Telefonnetz 35 über die Vermittlungen 38 bzw. 39 verbunden.
Das Mehrfachzugangsnetz erzeugt im Dualmodenterminal 41 oder
Multimodenterminal 42 einen transparenten Teilnehmermarkt 40.
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5 zeigt
eine vorzuziehende Ausführungsform
des universellen Mehrfachzugangssystems, bei dem alle Satelliten-
und terrestrischen Netze mit dem Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem 44 verbunden
sind. Bei diesem System wird die Vermittlung durch einen lokalen
Rufcontroller 45 ersetzt. Das Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem 44 dient
als Verbindungssystem für
die anderen Satellitensysteme, die in 5 durch
Block 31 repräsentiert
werden. In der Anordnung von 5 werden
die Multimodenterminals 43 nur mit den zellularen Systemen 33 und 34 und
mit dem Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem 44 verbunden.
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Als
nächstes
diskutieren wir das Zugangsverfahren. Im GSM umfasst das Zugangsverfahren
eine Anforderung von der Mobilstation und eine Antwort von der Basisstation,
die den Kanal zuweist. Eine Mobilstation in der Leerlaufbetriebsart
benötigt
viele Informationen, um effizient arbeiten zu können. In den meisten Fällen kann
eine Mobilstation Informationen von mehreren Zellen, möglicherweise
von Zellen aus verschiedenen Netzen oder sogar in verschiedenen
Ländern
erhalten. Die Mobilstation muss dann eine der Zellen auswählen, und
diese Auswahl erfordert einige Informationen, z.B. über die
Netze, zu denen die Zellen gehören.
Diese und viele andere Informationen werden regelmäßig in jeder
Zelle an alle Mobilstationen ausgesendet. Der Kanal für diesen
Zweck wird Rundsendekontrollkanal (BCCH) genannt. Alle Informationen,
die von den Mobilstationen benötigt
werden, werden in gemeinsamen Kanälen (FCCH, SCH, BCCH, PAGCH)
gruppiert, die Abwärtskanäle sind,
d.h. sie übertragen
Informationen vom Netz zu den Mobilstationen. Der gemeinsame Aufwärtskanal,
in dem Mobilstationen ihre Zugangsanforderungen an das Netz senden
können,
wird Direktzugriffskanal (RACH) genannt.
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Im
Dualmodenfall der vorliegenden Erfindung muss der Zugang zu einem
Satellitensystem als ein Zugangs-Kanalwechsel-Verfahren
implementiert werden. Das bedeutet, dass die Mobilstation gleichzeitig
Zugang und Kanalwechsel von einem terrestrischen Netz zu einem Satellitensystem
anfordert. Da das Satellitensystem ein anderes Übertragungsprotokoll (verwendete
Frequenz, Zugangsverfahren usw.) haben kann, muss die Mobilstation,
nachdem sie den angeforderten Kanal erhalten hat, in einen anderen
Modus umschalten und den terrestrischen Kanal freigeben. Die Auswahl
des Netzes erfolgt bei der PQ-Auswahl gemäß der Übertragungsqualität und den
Dienstleistungspreisen der teilnehmenden Betreiber. 1 zeigt
ein Beispiel für
das Zugangs-Kanalwechsel-Verfahren,
das sowohl automatisch wie auch manuell ausgeführt werden kann. Ein solches
Zugangs-Kanalwechsel-Verfahren
wird auch im Multimodenfall verwendet.
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1 illustriert
die Grundmerkmale des PQ-selektiven Kanalwechsels zwischen einem
terrestrischen und einem Satellitensystem, bei dem das Dualmodenterminal
oder Multimodenterminal entscheidet, welchen Kanal es verwenden
soll. Das terrestrische System in 1 ist ein
GSM-System. Zuerst sendet das Terminal unter Verwendung der Mitteilungen 1 an
beide Systeme, das terrestrische System und das Satellitensystem, Anforderungen
für einen
Kanalwechsel. Da es eine Verzögerung
in der Mitteilungsumschaltung im Satellitensystem gibt, kann weder
das terrestrische System noch das Mobilterminal auf die Kanalwechselentscheidungen
des Satellitensystems warten. Im terrestrischen System ist die Verzögerung der
Kanalwechselmitteilung etwas kürzer
als im Satellitensystem, und daher kann das Terminal zuerst einen
Kanal verwenden, der vom terrestrischen System zugewiesen wurde,
bis es einen zugewiesenen Kanal auch vom Satelliten erhält. In 1 ist
MMT das Terminal, ist GSM/MSC eine Mobiltelefonvermittlung, ist
BSS ein Basisstationssystem, ist VLR ein Besucherregister und ist
GSM/MSC eine Übergangs-Mobilvermittlungseinrichtung,
und außerdem nehmen
auch Satellitenressourcen an der Signalvermittlung teil. Bei der
Signalabgabe, die zuerst im terrestrischen Netz passiert, ist 2 eine
Meldung, die einen Kanalwechsel anzeigt, ist 3 eine Kanalanforderung,
weist 4 eine Kanalwechselnummer zu, bedeutet 5 das
Senden eines Kanalwechselberichtes (wonach eine Kanalanforderungsquittierung
an das Besucherregister VLR gesendet wird), ist 6 ein Kanalwechselbefehl,
stellt 7 den Zugang bezüglich
des Kanalwechsels dar, enthält
Meldung 8 physische Informationen, und schließlich informiert
die Meldung 9 das Besucherregister über die Tatsache, dass der
Kanalwechsel erfolgreich abgeschlossen und akzeptiert wurde. Nach
einer Verzögerung
empfängt
das Terminal MMT einen Kanalwechselbefehl 10 auch vom Satellitensystem,
und Meldung 11 gibt den erfolgreichen Abschluss und die
Annahme des Kanalwechsels an. Danach führt Terminal MMT einen Vergleich
zwischen den zwei Kanälen,
die ihm zugeteilt wurden, aus, und nach dem Vergleich und der Entscheidung
wird die schlechtere Verbindung freigegeben. In diesem Fall wird
der GSM-Kanal mit Meldung 12, die Informationen über den
Satellitenkanal enthält,
freigegeben. Meldung 13 zum Übergangs-MSC zeigt an, dass
der Kanalwechsel abgeschlossen ist und der Satellitenkanal in Gebrauch
ist. Meldung 14 enthält
Informationen über
den Kanalwechsel, und Meldung 15 zeigt an, dass der Kanalwechsel
zum Satelliten abgeschlossen ist. Für einen Moment sind dem Terminal
zwei Kanäle
zugewiesen, einer vom terrestrischen System und einer vom Satellitensystem,
aber das ist der Preis, den Satelliten für die große Entfernung zahlen müssen. Das
bedeutet, dass dem Nutzer, wenn das Terminal nicht den Kanal verwendet,
der ihm vom Satelliten zugewiesen wird, nicht diese Zeit in Rechnung
gestellt wird, selbst wenn die Verzögerung kleiner als eine Sekunde
ist. Das Kanalwechselproblem in neuen integrierten Systemen, die
Satellitensysteme und terrestrische Systeme umfassen, kann durch
dieses Kanalwechselverfahren gelöst
werden. Der Kanalwechsel zwischen zwei terrestrischen Systemen kann
auch auf dieselbe Art und Weise ausgeführt werden. Die Auswahl basiert
auf der PQ-Selektivität.
Dasselbe Prinzip, die PQ-Selektivität, kann auf Netze auch im Fall
des Zugangs angewendet werden. Man darf nicht vergessen, dass 1 nur
das allgemeine Prinzip und die Grundmerkmale der Zugangs- und Kanalwechselverfahren,
die auf der PQ-Auswahl
beruhen, zeigt. Für
den Fachmann ist klar, dass es viele alternative Möglichkeiten
gibt, ein Zugangs- und Kanalwechselverfahren gemäß diesem Prinzip zu implementieren.
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Im
Multimodenfall werden die Vorteile des Multimodenterminals sichtbar,
wenn mehrere Satelliten- und terrestrische
Netze denselben Bereich abdecken und unterschiedliche Preise und
verschiedene Qualität
bieten. Daher kann die Verwendung eines optimal selektiven Systems,
das auf Preis und Qualität
beruht und dem Nutzer eines Multimodenterminals ermöglicht,
Zugang zu verschiedenen Netzen zu erhalten, die Probleme der Mehrnetzkommunikation
lösen.
Ein Mobilkommunikationssystem, das diese Art von Vorteil bietet,
muss zwangsläufig
eine große
Unterstützung
von den Nutzern erhalten. Die Möglichkeit,
Verbindungen verschiedener Netze zu verwenden, bringt vernünftigen
Wettbewerb zwischen den Betreibern hervor und daher eine Verbesserung
in der Servicequalität
und in den Preisen.
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Im
universellen Multimodensystem beruht der Zugang zu verschiedenen
terrestrischen oder satellitenbasierten Mobilkommunikationssystemen
auf dem mehrfachzugangsselektiven System (MASS).
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Als
nächstes
werden wird Multimoden- und Dualmodenterminals diskutieren. Wegen
des Dualismus des Netzes oder vielmehr der Mehrnetzkommunikationsumgebung
muss der Nutzer in der Lage sein, Zugang zu verschiedenen Betreibern über die
Verwendung nur eines Mobilterminals zu erhalten, das ihm ermöglicht, Dienstleistungen
auf der Basis der PQ-Bewertung zu wählen. Ein normales Dualmodenterminal
reicht aus, wenn der Nutzer Funkverbindungen zu einem Satellitensystem
(z.B. Inmarsat-P oder Iridium) oder zu einem terrestrischen Netz
(z.B. GSM) benötigt;
die Antwort auf die Bedürfnisse
der Mehrnetzmobilkommunikation einschließlich der Satelliten- und terrestrischen
Netze ist das Multimodenmobilterminal (MMT). Daher ist die PQ-Auswahl
die natürliche
Lösung,
die die Erwartungen des Mehrnetznutzers erfüllt. Die Ausführung der PQ-Auswahl
kann mit einem Tuner in einem normalen Radio verglichen werden,
der auf verschiedene Radiostationen bei unterschiedlichen Frequenzen
abgestimmt werden kann. Die PQ-Auswahl eines Multimodenterminals
kann automatisch (alternativ) auf die Signale verschiedener Mobilnetze
lauschen und auf einen gewünschten
Kanal umwechseln, wenn es sich von einer Zelle zu einem Satellitenstrahl
oder umgekehrt bewegt. Mit anderen Worten, das PQ-Auswahlsystem springt
von einem Frequenzband zu einem anderen, wobei es eine Art von Frequenzwechselkonzept
umsetzt, und lauscht auf die entsprechenden Informationen (Preise), vergleicht
sie mit der Übertragungsqualität und trifft
eine Auswahl gemäß dem gewünschten
Niveau (Preis/Qualität
oder Qualität/Preis),
wie es vom Nutzer festgelegt wurde. Ein Multimoden- oder Dualmodenterminal,
das mit der PQ-Auswahl ausgestattet ist, besitzt einen beträchtlichen
Wettbewerbsvorteil im Vergleich zu anderen Dualmodenterminals. Die
PQ-Auswahl kann auch in bestehende Mobilstationen integriert werden, und
der Nutzer kann die Möglichkeit
haben, die günstigsten
Anrufe in Bereichen zu wählen,
in denen zwei oder mehr Mobilbetreiber verfügbar sind. Der HF-Teil des
Multimodenterminals enthält
ein Multimodenmodulations- und
-demodulationssystem. Das Dualmodenterminal (DMT) gemäß der Erfindung
verwendet das mehrfachzugangsselektive System, das mit der PQ-Auswahl,
dem mobilen Preisinformationssystem, mobilen Rechnungserstellungssystem,
dem Smartcardmanagementteil, Berechnungsmodul und dem Teilnehmeridentitäts- und Rechnungserstellungsmodul
bereitgestellt wird und den Nutzer mit allen Verfahren, Merkmalen
und Vorteilen versorgt, die im Multimodenterminal enthalten sind,
arbeitet aber nur zwischen zwei Netzen.
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Das
mehrfachzugangsselektive System, einschließlich PQ-Auswahl, stellt dem Nutzer einer Mobilstation
die einzigartige Möglichkeit
eines Echtzeitzugangs zu zwei oder mehr satellitenbasierten oder
terrestrischen Mobilnetzen zur Verfügung. Im Leerlaufprozess führt das
Mobilterminal die PQ-Auswahl aus, um festzustellen, welche der Verbindungen,
die von einer terrestrischen Basisstation oder einem Satellitenstrahl
bereitgestellt werden, d.h. die Zellen, in denen sich das Terminal
befindet, am geeignetsten sind. Die Zellauswahl beruht auf der Bewertung
der Signalstärke
und -qualität
und der Wettbewerbsfähigkeit
der Preise der Dienste, die dem Terminal angeboten werden. Nach
dem Auswählen
des optimalen Kanals fordert das Multimoden- oder Dualmodenterminal
eine Verbindung vom fraglichen Netz an, woraufhin das Multimodenterminal
oder Dualmodenterminal auch im Netz registriert werden kann. Der
Betrieb zwischen den Netzen läuft
im Multimodenterminal oder Dualmodenterminal ab, dessen Betrieb
auf der PQ-Auswahl beruht. Nutzer von Mobilterminals können zwischen
automatischer und manueller PQ-Auswahl wählen, und so können sie
ein Netz auf der Basis einer besseren Qualität, eines niedrigeren Preises
oder in einigen Gebieten auf Basis beider auswählen. Die Informationen, die
bei der PQ-Arbeit benötigt
werden, werden vom mehrfachzugangsselektiven System bereitgestellt,
das in Mobilnetze oder in das Satellitensystem (MASCS) des universellen
Multimodensystem integriert werden kann. Die PQ-Auswahl beruht auf
der Tatsache, dass die Preise von Satellitenkommunikationsdiensten
viel höher
als die Preise von Dienstleistungen sein werden, die von den zellularen
Systemen bereitgestellt werden, und dass die Preise in verschiedenen
Satellitenkommunikationsnetzen und verschiedenen terrestrischen
Netzen ebenfalls unterschiedlich sein werden. Informationen über die
Dienstleistungspreise verschiedener Netze lassen sich leicht an
Mobilterminals mittels Signalen (auf gemeinsamen Kanälen) der
Netze senden, oder alternativ kann nur ein Satellitennetz, ein Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem,
die Preisinformationen für
alle Betreiber für
die Mobilterminals bereitstellen. Da Kommunikationssatelliten mobil sind
und Bereiche mit unterschiedlichen Preisniveaus ausleuchten, präsentiert
die Erfindung ein mobiles Preisinformations- und Rechnungslegungssystem,
das mit dem PQ-Auswahlsystem verbunden ist, so dass dieses Merkmal
dazu verwendet werden kann, einen vernünftigen Wettbewerb zwischen
Mobilbetreibern hervorzurufen. Wenn die Mobilstation feststellt,
dass die Dienstleistungspreise und die Qualität von zwei oder mehr sich beteiligenden
Netzen identisch sind, verbindet es sich mit dem terrestrischen
Netz. Wenn kein terrestrisches Netz verfügbar oder wenn es überlastet
ist, führt
die Mobilstation eine Zufallsauswahl aus, die auf einem zufallsmäßigen Vielfachzugriffssystem
(RMA-System) beruht,
welches eine Aufgabe dieser Erfindung ist. Das PQ-Auswahlsystem
kann auch in feste Terminals, z.B. Telefonterminals, integriert
werden, die dann die Möglichkeit
bereitstellen, den optimalen Service-Provider aus mehreren verfügbaren Festnetzbetreibern
auszuwählen.
Das PQ-System kann auch servicespezifisch sein; in diesem Fall trifft
es eine Auswahl gemäß sowohl dem
Preis-Qualitäts-Verhältnis als
auch gemäß dem geforderten
Service, der nicht in allen Satellitennetzen oder terrestrischen
Netzen verfügbar
sein kann.
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Es
ist klar, dass ein System wie die PQ-Auswahl auch auf anderen als
den Kriterien oder Parametern Preis und Qualität beruhen kann und dass es
allgemein bei der Auswahl eines Netzes, einer Verbindung, Service
usw. angewendet werden kann, besonders im Fall eines Multimodenterminals,
das in verschiedenen Systemen arbeiten kann. Als nächstes werden
wir einen näheren
Blick auf die Implementierung einer solchen Auswahlfunktion in einem
Terminal werfen. Zusätzlich
zu dem Netz kann ein Terminal auch den Service wählen, den es verwendet. Das
Terminal kann viele Arten von Optimierung ausführen. Es ist vorzuziehen, die
Optimierung automatisch ausführen
zu lassen, wenn der Nutzer oder die Anwendung nur den oder die zu
optimierenden Parameter angibt. Wenn der Nutzer z.B. eine 9,6 kBit/s-Duplexdatenübertragung
verwenden möchte, kann
das Terminal immer ein Netz verwenden, das diesen Service zum niedrigsten
Preis anbietet. Das Terminal kann zum Beispiel im eigenen Büro des Nutzers
ein drahtloses lokales Netz (W-LAN) und in den anderen Büroräumen ein
DECT-Netz verwenden, und beim Verlassen des DECT-Servivebereichs kann es auf das GSM-
oder DCS1800-Netz umschalten. Parameter, die zu optimieren sind,
können
zum Beispiel zusätzlich
zu Preis und Qualität
die benötigte
Energie, Datenübertragungsrate
der Verbindung – entweder
eine geeignete Rate oder die schnellste verfügbare Rate – Serviceverfügbarkeit
und den Bedarf, einen anderen Service zu verwenden, einschließen. Für die Anwendung
kann die Optimierung ein Service von niedrigerem Niveau sein.
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Die
Optimierung kann so implementiert werden, dass der Nutzer den Service,
der angefordert werden soll, und die Parameter, die zu optimieren
sind, auswählt.
Im Fall eines intelligenten Terminals können die Anwendungen diese
Parameter enthalten und die Anwendung kann die Funkeinheit auffordern,
den Service zu optimieren. Danach wählt das Terminal automatisch
das beste Netz und den besten Service gemäß diesen Parametern aus. Während der
Bewegung oder vielleicht aus anderen Gründen optimiert das Terminal
den ausgewählten
Service kontinuierlich.
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Die
Implementierung einer solchen Auswahl oder Optimierung kann einfach
ein Mittel umfassen, das angibt, welcher Service als der beste angesehen
wird. Das Gerät
entscheidet das gemäß der Anwendung,
die vom Nutzer verwendet wird, oder gemäß den Faktoren, die vom Nutzer
(oder der Anwendung) definiert werden. 2 zeigt
ein Beispiel für
die Implementierung, in der das Terminal 16 eine Datenterminalausrüstung (DTE)
ist, die mindestens eine gewisse Anwendungssoftware 17 enthält. Im Fall
der Datenterminalausrüstung kann
das Mittel nur den Datenverkehr überwachen
und entscheiden, welche Art von Service am besten für diesen
Datenverkehr ist. Das Mittel kann dann die Funkeinheit auffordern,
mit der Verwendung eines geeigneten Service zu beginnen. Der Service
kann vom selben Netz bereitgestellt werden, das das Terminal aktuell
verwendet, oder das Terminal kann zu einem anderen Netz umschalten,
wenn es in mehreren Netzen arbeiten kann. Die Mittel, die die Auswahl
oder Optimierung ausführen,
können
eine Funktion unter den Terminalanpassungsfunktionen umfassen. Die
Terminalanpassungsfunktionen (TAF) werden durch die Bezugsnummer 18 repräsentiert,
und die Mittel, die die Auswahl oder Optimierung ausführen, durch
Bezugsnummer 19. Das Terminal kann die Optimierung z.B.
auf der Grundlage der folgenden Kriterien ausführen:
- 1)
Datenrate, die von bestimmten Anwendungen oder während bestimmter Sitzungen
gefordert wird. Der Nutzer kann zuerst Dateien übertragen und dann die E-Mail
lesen wollen. Das Terminal wählt
den geeignetsten Netzservice für
die Anwendungen aus, die der Nutzer laufen lässt.
- 2) Verbindungspreis. Der Nutzer kann den Preis der Verbindung
minimieren wollen. Dies kann bedeuten, dass das Terminal einen Service
geringer Geschwindigkeit statt eines Service mit hoher Geschwindigkeit auswählt, selbst
wenn hohe Datenraten benötigt
werden.
- 3) Verbindungsgeschwindigkeit. In diesem Fall benötigt der
Nutzer die schnellste verfügbare
Verbindung ungeachtet des Preises.
- 4) Welche Dienstleistungen im Gebiet verfügbar sind. Wenn alle Dienstleistungen,
die das Terminal verwenden kann, im Gebiet nicht verfügbar sind,
kann das Terminal die beste der verfügbaren Dienstleistungen auswählen.
-
Der
Nutzer kann die Optimierungskriterien mit Hilfe der Anwendung auswählen, oder
die Anwendung kann sie automatisch auswählen. Dies erfordert natürlich spezielle
Anwendungssoftware 17, die die notwendigen Informationen
mit den Terminalanpassungsfunktionen 18 austauschen kann.
Die Terminalanpassungsfunktionen können jedoch die Optimierung
ohne Wechselwirkung mit der Anwendung ausführen. Dies ist mindestens in
den Fällen
1) und 4) oben möglich.
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Solche
Mittel werden z.B. benötigt,
um GSM- und PCS-Datencards
zu erweitern, wenn Hochgeschwindigkeitsdatenservices und Paketdatenservices
parallel zu den alten Dienstleistungen verfügbar werden. Solche Mittel
bieten dem Nutzer eines Terminals den Vorteil, dass er keine Einstellungen
bezüglich
dessen, welchen Service oder welches Netz er verwenden möchte, vornehmen
muss und die Kosten des Service gleichzeitig minimiert werden, da
die Effizienz des Netzgebrauchs verbessert wird. Wenn die Preisinformationen
des Netzes dem Terminal zur Verfügung
stehen, kann das Terminal sie als Eingabeinformationen für die Optimierung
verwenden.
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Das
Folgende ist ein Beispiel für
den Betrieb eines Multimodenterminals, das in zwei drahtlosen Netzen
und einem drahtlosen Lokalen Netz arbeiten kann. Außerdem wird
angenommen, dass der Nutzer sich bewegt und mit seinem Persönlichen
Digitalen Assistenten (PDA) arbeitet. Der Nutzer schaltet sein Terminal an,
wenn er in einem Zug, auf dem Weg zum Büro ist oder mit der Arbeit
anfängt.
Das Terminal sucht nach verfügbaren
drahtlosen Netzen und findet nur ein Netz A. Netz A bietet sowohl
leitungsvermittelte wie auch paketvermittelte Datenservices. Der
Nutzer will sich beim lokalen Netz (LAN) der Firma anmelden und
den letzten Vertriebsbericht aus dem Büro herunterladen. Da die Datenmenge
hoch ist, verwendet das Terminal, eine leitungsvermittelte 64 kBit/s-Verbindung.
Nachdem die Daten empfangen wurden und der Nutzer den Bericht gerade
liest und gerade keine Daten übertragen
werden, schaltet das Terminal zum paketvermittelten Datenservice
um. Der Nutzer zahlt nur, wenn er Daten überträgt. Beachten Sie, dass die
Verbindung nicht unterbrochen wird. Nachdem der Nutzer das Lesen
beendet hat, möchte
er seine E-Mail kontrollieren, und das PDA-Terminal überträgt Daten
im paketvermittelten Modus.
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Dann
fährt der
Zug in das Großstadtgebiet
ein, wo ein drahtloses Netz B verfügbar ist. Das Terminal sucht
ständig
nach verfügbaren
Netzen und bemerkt Netz B. Netz B ist Netz A sehr ähnlich,
bietet aber paketvermittelten Datenservice zu einem viel geringeren
Preis als Netz A an. Also schaltet das Terminal auf Netz B um, da
es den paketvermittelten Datenservice bietet. Wenn der Zug das Großstadtgebiet
verlässt,
steht Netz B nicht mehr zur Verfügung,
und das Terminal muss zurück
zu Netz A schalten. Wenn der Nutzer im Büro ankommt, bemerkt das Terminal
das Vorhandensein des Lokalen Netzes (LAN) und fängt natürlich, es zu verwenden.
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Wenn
der Nutzer eine Dateiübertragung
laufen hätte,
würde das
Terminal die ganze Zeit über
Netz A nutzen, weil eine Dateiübertragung
hohe Datenraten erfordert und das paketvermittelte Datennetz nur
die Dateiübertragung
verlangsamt, abgesehen davon, dass sie eine teuerere Lösung ist.
Das Beispiel vermittelt eine gewisse Vorstellung von der Bedeutung
der Optimierung. Das Terminal hatte die ganze Zeit über eine
Datenverbindung, es benutzte aber verschiedene Netze und Dienste,
wenn sie zur Verfügung
standen. Wenn die ganze Zeit über
der leitungsvermittelte 64 kBit/s-Dienst verwendet worden wäre, würden die
Servicekosten sehr hoch sein. Ferner würde auch ein enormer Betrag
der Kapazität
von Netz A missbraucht werden.
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Als
nächstes
wird ein weiteres Beispiel dafür
angeführt,
wie ein Terminal Informationen über
die Dienste erhalten kann, die in verschiedenen Netzen verfügbar sind.
Das Beispiel beruht auf der GSM-Norm und den Erweiterungen, die
Optimierung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann jedoch in allen drahtlosen Kommunikationssystemen
genutzt werden. Es ist natürlich
für das
Terminal wichtig zu wissen, welche Dienste in den verschiedenen
Netzen verfügbar
sind. Bei geplanten GSM-Erweiterungen in Bezug auf leitungs- und
paketvermittelte Hochgeschwindigkeitsdatenservices sendet das Netz
Informationen über
die verfügbaren
erweiterten Services auf gemeinsamen Kontrollkanälen. Das Terminal kann diese
Informationen empfangen und sie als Eingabe in das Optimierungsmittel
verwenden. Das bedeutet tatsächlich,
dass das Terminal ein Verzeichnis von Services empfangen und einen
geeigneten Service auswählen
kann. GSM bietet jedoch aktuell diese Art von Service nicht, aber
das Terminal muss versuchen, den Dienst zu nutzen, um zu erfahren,
ob er verfügbar ist
oder nicht.
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Wenn
die Datenterminalausrüstung
und die Funkeinheit getrennte Geräte sind, wie dies z.B. im aktuellen
Datenkonzept von Nokia-Mobiltelefonen der Fall ist, müssen sie
miteinander kommunizieren können.
Im Datenkonzept können
die PCMCIA-Karte und das Mobiltelefon Informationen über einen
Bus (Nokia-Bus) austauschen. In Zukunft könnte das Serviceverzeichnis
einfach über
diesen Bus an die PCMCIA-Karte geschickt werden.
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Der
Kanalwechsel auf der Basis der PQ-Auswahl kann auch beim Wechsel
von Verbindungen von einem terrestrischen Netz zu einem anderen
angewendet werden, z.B. vom GSM-System
zum Persönlichen Kommunikationssystem
(PCS) oder dem digitalen europäischen
schnurlosen Telekommunikationssystem (DECT-System). Die Auswahl
kann vorgenommen werden, wenn das Mobilterminal im Leerlauf ist
oder wenn es in einer hergestellten Verbindung arbeitet.
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Da
die Netze, die am universellen Multimodensystem beteiligt sind und
eine Funkversorgung im selben Gebiet aufweisen, sich dieselben Nutzer
teilen, teilen sie sich auch ihre Kapazität zwischen allen verfügbaren Nutzern.
Daher kann die Gesamtkapazität
des Netzes durch Einstellen der Servicepreise und Verbessern der Übertragungsqualität erhöht werden.
Das bedeutet, dass während
der Hauptgeschäftsstunden
die Kapazität
eines solchen Netzes eine Vollbelastung erfahren kann. Wenn neue
Mobilterminals versuchen, Zugang zu einem Netz zu erlangen, ist
eine Anrufblockierung kein Problem mehr, da das mehrfachzugangsselektive
System alle neuen Mobilterminals zu anderen verfügbaren Netzen weiterleitet.
Das universelle Multimodensystem bildet ein transparentes integriertes
Netz auf der Ebene der Funkschnittstelle verschiedener Netze, wodurch
mehrere Netze sich dieselben Teilnehmer teilen, was die Zahl ihrer
Kunden ohne Angst vor Überlastungszuständen erhöht. Das
bedeutet eine Kapazitätsvergrößerung,
welche aus der Sicht der Betreiber kosteneffektiv ist und neue Effizienz
in die Nutzung von Kapazität
in der Mobilkommunikation bringt.
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Als
nächstes
werden wir über
die Frage nachdenken, ob Nutzer verschiedene Terminals kaufen oder leasen
müssen oder
einen Vertrag mit den verschiedenen Betreibern abschließen müssen, um
ihre Wünsche zu
erfüllen,
wenn sie aus verschiedenen Gründen
(Reisen, niedrigere Preise, bessere Dienstleistungen usw.) Zugang
zu verschiedenen Netzen benötigen.
Andererseits müssen
Mobilfunkbetreiber ihre Preise von Zeit zu Zeit entsprechend ihren
Services ändern
und mit anderen Betreibern in Wettbewerb treten, um neue Kunden zu
gewinnen. Es ist schwierig, Kunden anzuziehen, die bereits einen
Vertrag mit einem anderen Betreiber haben. PQ-Auswahl und die Verwendung
des Smartcard-Managementteils (SCMP) und die Mobilpreisinformations-
und Rechnungslegungssysteme können
dieses Problem lösen.
Sowohl das Mobilpreisinformationssystem als auch das Mobilrechnungslegungssystem
sind neue Preisbildungs- und Rechnungslegungslösungen für fortgeschrittene Telekommunikationssysteme
und ebenfalls Aufgaben dieser Erfindung. Sie stellen sicher, dass
das geeignetste und wettbewerbsfähigste
System verwendet wird. Außerdem
können
das Mobilpreisangabesystem und das Mobilrechnungslegungssystem auch
in festen Netzen angewendet werden.
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Als
nächstes
werden wir das Mobilpreisangabesystem (MSP) diskutieren. Es ist
ein dynamisches und fortgeschrittenes System, das den Wettbewerb
zwischen Betreibern auf eine vernünftige Weise verstärkt, da es
jedem Betreiber die Möglichkeit
gibt, einen Wettbewerbsvorteil durch Einstellen der relativen Preise
für ihre Services
nach Ort oder Zeit zu erlangen. Ort, Zeit und Mobilität sind Schlüsselfaktoren
in der Mobilpreisangabeprozedur. Betreiber können ihre Preise entsprechend
ihrer Kapazität
in bestimmten Gebieten, z.B. in großstädtischen Bereichen oder Vororten, ändern. Ein
Satellitenstrahl, der Lücken
in einem zellularen Netz ausleuchtet, kann Services zu einem höheren Preis
als ein anderer anbieten, was für
eine Extraversorgung sorgt. Die Mobilpreisangabeprozedur kann sich
von Zelle zu Zelle, von Strahl zu Strahl, von Gebiet zu Gebiet und schließlich von
Netz zu Netz ändern.
Da die Nutzer ebenfalls mobil sind, müssen sie die Chance haben,
verschiedene Service-Provider mit unterschiedlichen Preisniveaus
zu nutzen. Und da die Satelliten ebenfalls mobil sind, ist die Mobilpreisangabeprozedur
notwendig, und daher ist die Verwendung des Mobilpreisangabesystems
eine wesentliche Lösung,
die den freien und rationalisierten Wettbewerb in zukünftigen
Mobilkommunikationssystemen unterstützt. Satellitenbetreiber können am
besten von den Vorteilen des Mobilpreisangabesystems profitieren
und sich an einem weiten Markt erfreuen, wenn sie ihre Systeme und
Services für
die Nutzer von Mobilstationen schneller aufbauen. Das Verwenden
unterschiedlicher Preisniveaus für
die Services im selben Gebiet oder in unterschiedlichen Gebieten
erhöht
die Erträge
der Satellitenbetreiber und der terrestrischen Betreiber auf eine
vernünftige
Weise und wird von den Nutzern unterstützt. Ferner verleitet das Anbieten von
niedrigeren Preisen für
Satellitenservices in Gebieten, die bereits von terrestrischen Netzen
versorgt werden, die Kunden von zellularen Netzen dazu, auch Satellitenservices
zu nutzen, was die Verwendung des Mobilpreisangabesystems notwendig
macht. Da die Übertragungsqualität von Satellitenkommunikationssystemen
auf Grund von Verzögerungen
und großen
Entfernungen schlechter als die von terrestrischen Systemen ist,
kann das Mobilpreisangabesystem den Satellitenbetreibern die Möglichkeit
geben, ihre Services während der
Hauptbetriebszeiten der terrestrischen Netze zu dynamischen Preisen
anzubieten und so eine Chance zu erhalten, sich Kunden mit terrestrischen
Betreibern zu teilen. All dies ist jedoch nur durch die Verwendung
des Mobilpreisangabesystems möglich,
das zusammen mit der PQ-Auswahl
ein zweckmäßiges und
vernünftiges Preisangabesystem
und nutzerfreundliche Services bietet und das auch viele unvermeidliche
Hindernisse durch das Integrieren von Satelliten- und terrestrischen
Systemen beseitigen kann.
-
Unten
wird mit Verweis auf
3 ein Beispiel für den Betrieb
des Mobilpreisangabesystems mit einem zellularen Betreiber und zwei
Satellitenbetreibern angeführt,
die ihre Servicepreisinformationen durch ihre Signalgebungskanäle an ein
Mobilterminal senden. Das Multimodenterminal
20 in
3 kann
mit der Basisstation
21 des zellularen Systems, Satellit
A oder Satellit B kommunizieren. Die Basisstation
21 stellt
Zelle
22 im zellularen System dar, Satellit A hat einen
Strahl
24, der die Zelle ausleuchtet, und Satellit B hat
einen Strahl
26, der beides oben Genannte ausleuchtet,
und einen weiteren Strahl
27, der die Strahlen
24 und
26 teilweise überlappt.
Nehmen wir an, dass die Servicepreise in jedem Netz folgende sind:
| zellulares
System: | $1/min,
gute Übertragungsqualität |
| Satellitensystem
A: | $2/min,
durchschnittliche Übertragungsqualität |
| Satellitensystem
B, Strahl 26: | $0,5/min,
durchschnittliche Übertragungsqualität |
| Satellitensystem
B, Strahl 27: | $1,5/min,
durchschnittliche Übertragungsqualität |
-
Je
nach dem Niveau (Preis/Qualität),
das vom Nutzer gefordert wird, wählt
das Mobilterminal nach Bewertung und Berechnung der erhaltenen Informationen
das optimale Netz, z.B. Satellitensystem B, weil der Preis vernünftig und
die Übertragungsqualität annehmbar
ist. Wenn aber der Nutzer eine bessere Qualität erhalten will, muss ein anderes
Kriterium (Qualität/Preis)
verwenden. Wenn das Mobilterminal auf den Strahl 27 von
Satellitensystem B umschalten will, führt es einen Kanalwechsel in
dieses neue Gebiet mit höheren
Preisen durch, da es ja kein alternatives Netz gibt. Die gesamte
Verarbeitung erfolgt durch das PQ-Auswahlsystem im Mobilterminal
entsprechend den Informationen, die vom Mobilpreisangabesystem empfangen
wurden, wobei das Letztere in die teilnehmenden Satelliten- oder
terrestrischen Netze oder alternativ nur in das Mehrfachzugangssatellitensystem
integriert ist.
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Das
Mobilpreisangabesystem kann auch Informationen z.B. über die
verfügbare
Kapazität übertragen, und
dann sprechen wir über
ein PCQ-Auswahlsystem, d.h. ein System, das eine Verbindung auf
der Basis von Preis, Kapazität
und Qualität
auswählt.
Es ist klar, dass ein PQ- oder PCQ-System wie das hier beschriebene auch
in jedem bestehenden System, sagen wir in einem GSM-System, implementiert
werden kann. Dann könnten
die Preis- und Kapazitätsinformationen
einfach zu den Rundsendeinformationen hinzugefügt werden, die von den Basisstationen
kontinuierlich an die Terminals gesendet werden, und die Terminals
würden
diese Informationen ohne eine Zugangsprozedur empfangen, selbst
im Fall eines bereits überlasteten
Netzes. Die PCQ-Auswahl könnte
in GSM ohne größere Änderungen
in der Systemkonfiguration implementiert werden, da im GSM-System
bereits eine Kanalauswahlprozedur existiert, die u.a. auf Fragen
und Antworten zwischen der Terminalstation und der Basisstation
und auf der Kanalzuweisung auf der Basis der Verbindungsqualität beruht.
Durch Hinzufügen
von Software- und Signalgebungsinformationen könnte die Auswahl auf der Bewertung von
Preis, Kapazität
und Qualität
oder zum Beispiel nur auf dem Preis beruhen.
-
Das
universellen Multimodensystem enthält einen Preisinformationscontroller
(PIC), der in jedes Satelliten- oder zellulare System integriert
ist, um Preisinformationen in den gemeinsamen Signalkanälen zu senden.
Alternativ kann der Preisinformationscontroller in ein Satellitensystem
als Preisinformationsdatenbank von Satelliten- oder terrestrischen
Betreibern integriert werden, das die gewünschten Informationen jederzeit an
alle Mobilstationsnutzer sendet. In diesem Fall dient der Preisinformationscontroller
den Nutzern, wie eine Aktienbörse
ihren Kunden, durch kontinuierliches Empfangen, Kontrollieren und
Aktualisieren der Preise von Betreiberservices und durch Senden
derselben an die Mobilstationsnutzer.
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Als
nächstes
werden wir das Mobilrechnungslegungssystem (MIS) einschließlich des
Smartcard-Managementteils (SCMP) im Mobilterminal diskutieren, das
die Verbindungsgebühren
direkt von der Smartcard des Nutzers abbucht oder sie vom Kreditkartenkonto
zum Konto des Betreibers während
der Verbindung transferiert und, falls gewünscht, einen Bericht über den
Transfer auf dem Display des Mobilterminals anzeigt. Für Nutzer,
die keine internationalen Kreditkarten haben, können Banken oder Konsortien
von Satelliten- und terrestrischen Betreibern zum Beispiel eine
Art von Telekreditkarte entwickeln, die hier ein Verbindungsgebührenerfassungsmodul
(CCM) genannt wird. Eine andere Möglichkeit ist das Teilnehmeridentitäts- und
Rechnungserstellungsmodul (SIIM), das sowohl als Verbindungsgebührenerfassungsmodul
wie auch als gewöhnliches Teilnehmeridentitätsmodul
(SIM) verwendet werden kann. Die Rechnungen können an das Mobilterminal gesendet
werden, um den Nutzer daran zu erinnern, sie rechtzeitig zu bezahlen
sind oder anderenfalls wird der Nutzer nach einer festgelegten Frist
vom Netz getrennt. Ein Konsortium von Betreibern kann ein internationales
oder örtliches
Konto eröffnen,
auf welchem die Nutzer ihre Rechnungen begleichen können. Andererseits kann
die Übertragung
von Rechnungsinformationen ferner von einem Satellitensystem zu
einem terrestrischen System und umgekehrt oder von einem terrestrischen
zu einem anderen terrestrischen System ausgeführt werden, nachdem die Verbindung
beendet wurde. In diesem Fall entsprechen die Verbindungstarife
und -gebühren
dem dynamischen Abrechnungssystem (DAS), wo die betreiberspezifischen
Verbindungsgebühren und
nutzerspezifischen Gebühren
auf der Grundlage von Echtzeitwerten berechnet werden, die aus dem
Währungsmarkt
erhalten wurden, und die Smartcard des Nutzers wird entsprechend
belastet, oder die Gebühren werden
ferner direkt entweder zum Nutzer oder zu den Betreibern übertragen,
je nach den Vereinbarungen, die beim Verfassen neuer internationaler
Verträge
zwischen Betreibern abgeschlossen wurden. Eine dynamische Preisbildungsprozedur
ist für
internationale Mobilbetreiber wegen plötzlicher Änderungen in den Werten verschiedener
Währungen
zweckmäßig und
notwendig. Anderenfalls kann der Gebührenausgleich zwischen den
Betreibern wie in bestehenden Prozeduren in zellularen Systemen
ausgeführt
werden, worüber
sich die Betreiber, z.B. GSM-Betreiber, einigen können. Das
Mobilrechnungslegungssystem enthält
auch einen Rechnungsinformationscontroller (IIC), der die kundenspezifischen
Rechnungen erledigt und die Smartcards der Nutzer belastet usw.
und die Tarife kontrolliert. Der Rechnungsinformationscontroller
wird vorzugsweise in das dynamische Abrechnungssystem integriert.
-
Als
nächstes
werden wir uns das Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem
(MASCS) ansehen. Das Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem
bietet Satellitenkommunikationsservices und Mobilpreisbildungs- und Rechnungslegungsservices
für Dualmodenterminals
und Multimodenterminals. Dieses System kann auch in verfügbare oder
zukünftige
Satellitenkommunikationssysteme integriert werden, die Services
unterstützen,
welche vom Mobilpreisangabesystem und Rechnungslegungssystem und
anderen Lösungen,
die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben werden,
bereitgestellt werden. Das Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem
kann alternativ als Verbindungssystem für alle Satellitensysteme fungieren.
In diesem Fall ist die einzige Anforderung für ein Dualmodenterminal oder
Multimodenterminal, dass es mit einem terrestrischen Netz oder mit
einem Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem verbunden ist.
Das letztere empfängt
alle Preis- und anderen geforderten Informationen von anderen Satellitensystemen,
oder es kann diese dem Terminal selbst mitteilen. Dann vergleicht
das Terminal die erhaltenen Informationen mit Informationen, die
vom terrestrischen Netz erhalten wurden, und wählt das optimale Netz unter
Verwendung der PQ-Auswahl aus. Wenn das gewählte Netz ein Satellitensystem
ist, informiert das Terminal das Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem über die
Wahl. Dieses wiederum fordert Zugang zu einem dritten Satellitensystem,
das vom Terminal gewählt
wird, wonach bei erfolgreichem Zugang die Kommunikation zwischen
dem Terminal und dem dritten Satellitensystem über das Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem
erfolgt. Bei dieser Alternative belastet das Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem
das dritte Satellitensystem nur mit Transitgebühren. Die Satelliten des Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystems
werden im Fall eines separaten Satellitensystems so positioniert,
dass es möglich ist,
die effiziente Bereitstellung von Kommunikationsservices für die Nutzer
des Systems zu unterstützen.
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Es
wird erwartet, dass universelle Systeme örtliche Bestimmungen einhalten
und, was noch wichtiger ist, die Erträge aus dem Verkehr mit lokalen
Betreibern in den Ländern
teilen, in denen die Verbindungen entstehen oder beendet werden.
Daher muss der Zugang präzise
kontrolliert werden und in Übereinstimmung
mit entsprechenden nationalen Bestimmungen sein. Im universellen
Multimodensystem wird dies durch den lokalen Verbindungscontroller
(CLC) sichergestellt.
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Der
lokale Verbindungscontroller, der sich in jedem Land befindet und
mit dem festen Netz (PSTN, ISDN) verbunden ist, dient als Repräsentant
des Mehrfachzugangssatellitensystems und als Tor zu diesem, das
als Systemteil für
das Satellitensystem arbeitet, das Teilen der erzielten Erträge mit den
lokalen Betreibern erleichtert, was so ausgeführt wird, dass die örtlichen
Bestimmungen eingehalten werden. Der lokale Verbindungscontroller
ist ein Sender/Empfänger
parallel zu dem Sender/Empfänger
des Satellitensystems. Gleichzeitig mit dem Satellitensystem erhält er die
Anforderungs- und Quittierungsmeldungen, die zwischen einem Dualmodenterminal
oder Multimodenterminal und den Satellitensystemen geschaltet werden,
sowie Informationen über
die Dauer jeder Verbindung. Der lokale Verbindungscontroller kann
den Zugang von einem Mobilterminal zu Satellitensystemen oder jede Verbindungsbeendigung
verhindern, indem es einen Befehl „Stopp Zugang" an den Satellitenbetreiber
sendet, oder die Verbindung zwischen dem Mobilterminal und dem Mehrfachzugangssatellitensystem
kann alternativ durch den lokalen Verbindungscontroller implementiert
werden. Jeder lokale Verbindungscontroller ist nur für die Verkehrsbereiche
verantwortlich, die sich in diesem Land befinden. Verkehrsbereiche
werden durch alle Satellitenzellen bestimmt, die die Bereiche dieses
Landes bedecken und in denen das Mobilterminal sich befindet oder
sich bewegt. Da die Satellitenzellen sich ständig bewegen, wird ihre Lage
mittels eines Rückwärtskoppelsystems
fixiert, das später
diskutiert wird. Außerdem
ist der lokale Verbindungscontroller mit einer Heimatdatei (HLR)
ausgestattet, die Informationen über
alle Teilnehmer enthält,
die in dem land leben, in dem sich der lokale Verbindungscontroller
befindet, so dass Satellitensysteme gezwungen sind, den lokalen
Verbindungscontroller nach Informationen über die Identität ihrer
Teilnehmer für
jede entstehende oder endende Verbindung abzufragen. Der lokale
Verbindungscontroller ist auch mit einer Besucherdatei (VLR) für diejenigen
Mobilterminals ausgestattet, die den Bereich besuchen, der vom lokale
Verbindungscontroller kontrolliert wird.
-
Als
nächstes
werden wir das sogenannte Rückwärtskoppelsystem
diskutieren. Da ein Satellitenstrahl, der mehrere Zellen umfasst,
sich ständig
bewegt, wird ein Rückwärtskoppelsystem
benötigt,
das die Kanäle zwischen
Zellen und Strahlen wechselt. Das Rückwärtskoppelsystem schaltet die
Kanäle
jeder Zelle auf die entsprechende nachfolgende Zelle um, wenn die
geografischen Bereiche (Ausleuchtzonen), die von der Zelle erfasst
werden, sich mit der Bewegung des Satelliten ändern. Im Rückwärtskoppelsystem wird jede Zelle
und jeder Strahl als der jeweiligen führenden Zelle oder dem führenden
Strahl nachfolgend angesehen. Die Kooperation eines führenden
und eines nachfolgenden Strahls im Rückwärtskoppelsystem, d.h. das Ändern der Kanäle, wird
durch Einbeziehen der Rotationsgeschwindigkeit der Satelliten und
der Erde und der Nutationsbewegung in die Rechnung ausgeführt, und
so werden virtuell feste Zellen (VFC) erzeugt. Eine virtuell feste Zelle
ist ein neues Konzept in Bezug auf Satellitenzellen und dieses kann
mit den Zellen eines zellularen Systems verglichen werden, die jederzeit
geografisch fixiert sind, und sie ermöglichen die lokale Kontrolle,
die von entscheidender Bedeutung für jedes Land ist. Das Rückwärtskoppelsystem
kann in jeden Satelliten integriert werden, um die Kanäle einer
Strahlgruppe und ihrer Zellen nach hinten auf die anderen Zellen
umzuschalten. Daher können
Verbindungen, die an einem Terminal entstehen oder enden, leicht
lokalisiert und weitergeleitet werden, und der lokale Verbindungscontroller
kann sie kontrollieren.
-
Als
nächstes
werden einige Alternativen für
die Ortsregistrierung und die Verarbeitung von Verbindungen diskutiert,
die in einem Mobilterminal beendet werden. Was Verbindungen betrifft,
die in Mobilstationen beendet werden, arbeitet das universelle Multimodensystem
eng mit einem Satellitensystem (z.B. Inmarsat-P) oder seinem eigenen
Satellitensystem, dem Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystem,
zusammen, in dem die internationalen Teilnehmernummern der Mobilterminals
des universellen Mehrfachzugangssystems im Heimatverzeichnis registriert
sind. Ein Mobilterminal im Leerlauf oder im aktiven Modus lauscht
auf die Rundsendekanäle
dieses Satellitensystems und sendet ständig seine Lageinformationen
an dieses. Das fragliche Satellitensystem enthält eine Kopfvermittlung (G-MSC),
die im Fall des Mehrfachzugangssatellitenkommunikationssystems ein
lokaler Verbindungskontroller (CLC) ist, der mit öffentlichen
Netzen verbunden ist, wie zum Beispiel einem gewöhnlichen PSTN-Netz oder ISDN-Netz.
Verbindungen, die die an einer Mobilstation enden, werden über dieses
Gateway zum Satellitensystem weitergeleitet und von dort zu den
Mobilterminals. In dieser Alternative zieht der fragliche Satellitenbetreiber
Nutzen aus den Zahlungen aller eingehenden Rufe, aber Rufe, die
an Mobilstationen entstehen, laufen wegen der PQ-Auswahl nicht notwendigerweise über diesen
Betreiber.
-
In
einer zweiten Alternative lauscht ein Mobilterminal auf die gemeinsamen
Kanäle
jedes verfügbaren Netzes
und wählt
auf der Basis der PQ-Auswahl das optimale Netz für die Verbindungen. Nach dem
Zugang zum Netz sendet das Mobilterminal die erforderlichen Ortsinformationen
an das Netz, und die Informationen werden dann zum Besucherverzeichnis
(VLR) des Netzes weitergeleitet. Daher beantwortet nur ein Netz,
nämlich
das, in dessen Besucherverzeichnis die Ortsinformationen des Mobilterminals
zeitweilig registriert sind, Rufe, die an der Mobilstation enden.
Danach kann das Mobilterminal bei der Bewegung die Netze wechseln, das
Gespräch
wird aber auf jeden Fall von Zelle zu Zelle oder von Netz zu Netz
mittels Zugang und Kanalwechsel auf der Grundlage der PQ-Auswahl fortgesetzt.
Wenn das Mobilterminal zu einem anderen Netz umschaltet, werden
seine Ortsinformationen im Besucherverzeichnis des vorherigen Netzes
entfernt.
-
Es
muss darauf hingewiesen werden, dass die Lösungen, nämlich die Verfahren, Hardware-Anordnungen
und Terminalanordnungen, die sich auf das universellen Multimodensystem
gemäß der Erfindung
beziehen, nicht auf irgendein besonderes terrestrisches oder satellitenbasiertes
Mobilnetz beschränkt
sind, sondern sie können
genauso gut in allen Mobilkommunikationssystemen angewendet werden,
wo diese Lösungen benötigt werden.
Oben sind bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden, der Fachmann kann aber erkennen,
dass es auch andere Alternativen für die Implementierung der Erfindung
gibt, die alle innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung liegen,
der durch die hier angehängten
Ansprüche
definiert wird.