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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kommunikationssysteme und
insbesondere ein Kommunikationssystem, das ein Funksystem und ein drahtgebundenes
Kommunikationssystem umfasst, das als festes Funksystem wirkt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Im
Allgemeinen wird ein fester drahtloser Telefondienst als Alternative
zu einem drahtgebundenen Telefondienst in ländlichen Gebieten oder in der Stadt,
vor allem in Entwicklungsländern
verwendet. Eine Möglichkeit
der Bereitstellung eines festen drahtlosen Telefondienstes ist die
Verwendung eines herkömmlichen
zellularen Telefonsystems und es mit einem drahtgebundenen Telefonsystem
zu verbinden, um einen drahtlosen Dienst für feste Endgeräte in einem
geographischen Gebiet bereitzustellen.
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Es
gibt ganz offensichtlich Unterschiede zwischen einem herkömmlichen
zellularen Telefonsystem und einem herkömmlichen drahtgebundenen Telefonsystem.
Zum Beispiel ist bei einem drahtgebundenen Telefonsystem nach Erfassung
des abgehobenen Zustands in der Kommunikationsvorrichtung eine Tonleitung
direkt zwischen einem drahtgebundenen Telefon-Switch und der Kommunikationsvorrichtung
des Benutzers geschaltet. Diese Tonleitung stellt sofort Wähldienste
für den
Benutzer bereit und liefert dem Benutzer eine Wähltonrückkopplung, die anzeigt, dass
ein Dienst zur Verfügung
steht. In einem herkömmlichen
zellularen System wird eine Telefonnummer gewählt, und dann wird ein Melde-
bzw. Sendeknopf gedrückt,
um eine Nachricht zu senden, was einer zentralen Basisstation anzeigt,
dass ein Ruf oder eine Übertragung
gewünscht
wird. Nach einer gewissen Verzögerung
wird dem Benutzer ein Übertragungskanal
zugewiesen und direkt zu der gewählten
Nummer geleitet. Auf dem Übertragungskanal
darf nicht direkt gewählt
werden, und das System liefert keine Wähltonrückkopplung.
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Die
WO 95/15664 offenbart ein drahtloses Funktelefonsystem für den Teilnehmeranschluss,
bei dem die Mobilität
dadurch erreicht wird, dass das Heimzugangsnetz der Teilnehmereinheit
mit einer Heimzugangsnummer versehen wird. Nach Registrierung der
Teilnehmereinheit wird das Heimzugangsnetz zu der Teilnehmereinheit übertragen,
um dort gespeichert zu werden. Wenn sich die Teilnehmereinheit zu
einem fremden Zugangsnetz bewegt, überträgt die Teilnehmereinheit die
Heimzugangsnummer zu dem fremden Zugangsnetz, das daraufhin das
Heimzugangsnetz kontaktiert.
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Um
einen festen drahtlosen Telefondienst bereitzustellen, ist es wünschenswert,
den Dienst eines festen drahtge bundenen Telefondienstes zu emulieren.
Es wäre
vor allem von Vorteil, in einem festen drahtlosen Telefonsystem
eine Wähltonrückkopplung
und eine sofortige Verbindung mit einem Telefon-Switch bereitzustellen,
nachdem von einer Kommunikationseinheit ein Signal für den abgehobenen
Zustand gesendet wurde.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren
zum Rufaufbau gemäß Anspruch
1 bereit. Eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt
eine Vorrichtung zum Rufaufbau gemäß Anspruch 4 bereit.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine Darstellung eines
festen drahtlosen Telefondienstes mit einem herkömmlichen zellularen Telefonsystem
und einem herkömmlichen drahtgebundenen
Telefonsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist eine detaillierte
Darstellung in Form eines Blockdiagramms einer Verbindung mit einer Basisstation
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 ist eine Darstellung in
Form eines Blockdiagramms einer Konsole einer Verstärkungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist eine Darstellung in
Form eines Flussdiagramms eines Rufaufbauverfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Die
bevorzugte Ausführungsform
umfasst eine Beschreibung eines festen Funksystems, das ein Hybrid
eines festen drahtgebundenen Telefonsystems und eines herkömmlichen
zellularen Funksystems ist. Es ist als Alternative zu einem drahtgebundenen
Telefonsystem in ländlichen
Gebieten oder in der Stadt, vor allem in Entwicklungsländern gedacht.
Ein festes drahtloses Telefonsystem spart die gewaltigen Kosten
für die
Bereitstellung der für
ein drahtgebundenes Telefonsystem erforderlichen Infrastruktur und
erlaubt eine rasche Einrichtung des Dienstes. Insbesondere stellt
dieses feste drahtlose Telefonsystem eine sofortige Kommunikationsverbindung
zwischen dem festen Funkendgerät
eines Benutzers und einem drahtgebundenen Kommunikationssystem bereit,
so dass ein Benutzer die Nummer eines anderen Benutzers wählen kann
und außerdem
Diensttöne
("call progress
tones"), wie zum
Beispiel den Wählton,
empfangen kann. Diese Verbindung wird hergestellt, indem an der
Kommunikationsvorrichtung ein Signal für den abgehobenen Zustand erfasst
wird, eine Rufaufbauanforderung mit einer "Geister"telefonnummer über das herkömmliche
zellulare System übertragen
wird und die Geistertelefonnummer erfasst wird, in Reaktion darauf
eine Audioverbindung auf dem drahtgebundenen Kommunikationssystem
verlangt wird und die Audioverbindung auf dem drahtgebundenen Kommunikationssystem
mit der ersten Kommunikationsvorrichtung über das herkömmliche
zellulare Funksystem verbunden wird. Wenn das herkömmliche
zellulare System in der obigen Weise modifiziert ist, steht dem
Benutzer eine sofortige Verbindung zwischen dem drahtgebundenen
Kommunikationssystem und einer Kommunikationsvorrichtung in dem festen
drahtlosen Telefondienst zur Verfügung, was somit eine Emulation
eines herkömmlichen
drahtgebundenen Kommunikationssystems darstellt.
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1 ist eine Darstellung eines
festen Funksystems 100 mit einem festen Funkendgerät 101,
einer festen Funkbasisstation 103 und einem herkömmlichen
drahtgebundenen Switch 105. Das feste Funkendgerät (FWT) 101 umfasst
eine herkömmliche
drahtgebundene Kommunikationsvorrichtung 107, wie zum Beispiel
ein Modem, ein Telefon oder ein Faxgerät. Das feste Funkendgerät 101 umfasst außerdem eine
PSTN-Schnittstelle
(PSTN-I/F) 109, eine Verstärkungsvorrichtung 111 und
einen zellularen Funktelefon-Transceiver (TXCVR) 113.
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Die
Kommunikationsvorrichtung 107 ist jede herkömmliche
drahtgebundene Kommunikationsvorrichtung, wie zum Beispiel ein Telefon,
ein Faxgerät oder
ein Modem. Die Kommunikationsvorrichtung 107 ist mit der
PSTN-Schnittstelle über
eine herkömmliche
Zweidrahtverbindung verbunden, wie sie bei drahtgebundenen Kommunikationssystemen
bekannt ist. Die PSTN-Schnittstelle 109 stellt eine herkömmliche
Schnittstelle zu einer Kommunikationsvorrichtung bereit, so dass
der Endanwender keinen Unterschied zwischen einem festen drahtlosen
Kommunikationssystem und einem festen drahtgebundenen Kommunikationssystem
merkt. Außerdem
erfasst die PSTN-Schnittstelle herkömmliche Signale, die von der
Kommunikationsvorrichtung 107 erzeugt werden, wie zum Beispiel
ein Signal für
den abgehobenen Zustand, ein Signal für den aufgelegten Zustand und
ein Umschaltsignal. Die PSTN-Schnittstelle 109 überträgt das analoge
Audiosignal zwischen der Kommunikationsvorrichtung 107 und
der Verstärkungsvorrichtung 111.
Außerdem überträgt die PSTN- Schnittstelle 109 die
erfassten herkömmlichen Signale
der Kommunikationsvorrichtung (Signale für den aufgelegten Zustand,
den abgehobenen Zustand und Umschaltsignale) zu der Verstärkungsvorrichtung 111 und überträgt sämtliche
herkömmlichen drahtgebundenen
Signale, wie zum Beispiel ein Signal für einen ankommenden Ruf, einen
Messimpuls oder ein Signal für
das Rufende, von der Verstärkungsvorrichtung
zu der Kommunikationsvorrichtung 107.
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Die
Verstärkungsvorrichtung 111 digitalisiert das
von der PSTN-Schnittstelle 109 empfangene Audiosignal und überträgt es zu
einem herkömmlichen Transceiver 113 eines
zellularen Funktelefonsystems. Ebenso wird das von dem Transceiver 113 empfangene
Audiosignal in analoge Audiosignale umgewandelt. Die Verstärkungsvorrichtung 111 wandelt
ebenso das von dem Transceiver 113 empfangene digitale
Audiosignal in ein analoges Audiosignal um, das an die PSTN-Schnittstelle 109 ausgegeben wird.
Außerdem
sorgt die Verstärkungsvorrichtung 111 für die notwendige
Verstärkung
zum Betrieb des herkömmlichen
zellularen Transceivers 113 in der Umgebung eines festen
Funktelefons. Insbesondere verlangt die Verstärkungsvorrichtung in Reaktion
auf den Empfang eines ursprünglichen
Signals für
den abgehobenen Zustand von der PSTN-Schnittstelle 109 einen Übertragungskanal
auf dem herkömmlichen
zellularen Funksystem, indem sie eine vorbestimmte digitale Sequenz
zu dem Transceiver 113 überträgt. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist diese vorbestimmte digitale Sequenz eine "Geister"telefonnummer. Die spezifischen Einzelheiten dieser
Anforderung werden nachfolgend beschrieben. Außerdem codiert und decodiert
die Verstärkungsvorrichtung 111 herkömmliche
drahtgebundene Signale, wie zum Beispiel Signale für den aufgelegten
Zu stand, Signale für
den abgehobenen Zustand, "Flash
Hook"-Signale, Gebührenimpulse
und Signale für
das Ende der Übertragung.
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Der
Transceiver 113 ist ein herkömmlicher Transceiver eines
zellularen Funktelefonsystems. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Transceiver dahingehend entwickelt, dass er dem analogen
zellularen Funktelefonsystem TALS genügt. Es wird jedoch in Betracht
gezogen, dass auch jedes andere herkömmliche zellulare Funktelefonsystem
einschließlich
analogen und digitalen zellularen Systemen an seiner Stelle verwendet
werden könnte.
Der Transceiver 113 sendet und empfängt Hochfrequenzsignale (HF-Signale)
zu und von einem Basisstations-Transceiver 115, der sich
in der festen Funkbasisstation 103 befindet. Der Basisstations-Transceiver 115 ist
vergleichbar mit dem Funktransceiver 113 des festen Funkendgeräts 101.
Der Basisstations-Transceiver 115 sendet
und empfängt
digitale Audiosignale zu und von einer Verstärkungsvorrichtungskonsole 117.
Die Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 enthält eine
Vielzahl von Verstärkungsvorrichtungen,
die zuvor im Zusammenhang mit dem festen Funkendgerät 101 beschrieben
wurden. Die in der Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 enthaltenen
Verstärkungsvorrichtungen 111 digitalisieren wiederum
dorthin übertragene
analoge Audiosignale, um diese digitalen Audiosignale zu dem Basisstations-Transceiver 115 weiterzuleiten.
Ebenso wandeln die in der Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 enthaltenen
Verstärkungsvorrichtungen 111 die
empfangenen digitalen Audiosignale in Audiosignale zur Verwendung
in dem herkömmlichen
drahtgebundenen Telefonsystem um. Außerdem codieren und decodieren
die in der Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 enthaltenen
Verstärkungsvorrichtun gen
die zwischen der Verstärkungsvorrichtung 111 des
festen Funkendgeräts
und den Verstärkungsvorrichtungen
in der Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 übertragenen
Signale.
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Der
Kanalbankmultiplexer (MUX) 119 ist mit einer digitalen
Zugangsschnittstelle (DAI) 121 über einen E1-Anschluss 123 verbunden.
Die digitale Zugangsschnittstelle 121 kann entfernt von
dem Basisstations-Transceiver 115 angeordnet sein. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
sind die Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 und
der Kanalbankmultiplexer 119 über eine Mikrowellenverbindung verbunden.
Der Kanalbankmultiplexer 119 wandelt von der digitalen
Zugangsschnittstelle 121 empfangene Audiosignale in Vierweg-Audiosignale um,
die dann zu der Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 übertragen
werden. Ebenso werden die von der Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 empfangenen Vierweg-Audiosignale von
dem Kanalbankmultiplexer 119 in einen Anschluss umgewandelt
und an die digitale Zugangsschnittstelle 121 ausgegeben.
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Die
digitale Zugangsschnittstelle 121 stellt eine herkömmliche
Anschlussschnittstelle, wie zum Beispiel R2 oder SAT oder eine firmeneigene
Schnittstelle, zu der örtlichen
Fernsprechvermittlungsstelle bereit. Die digitale Zugangsschnittstelle 121 stellt also
eine Verbindung zwischen dem E1-Anschluss 123 und dem öffentlichen
Telefonnetz 105 her. Außerdem verlangt die digitale
Zugangsschnittstelle 121 Audioverbindungen auf dem drahtgebundenen Kommunikationssystem
und verbindet die Audioverbindung auf dem drahtgebundenen Kommunikationssystem
mit einem Übertragungskanal
auf dem herkömmlichen
zellularen Funktelefonsystem, so dass eine Verbindung zwischen der
Kommunikationsvorrichtung 107 und dem PSTN 105 hergestellt wird.
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In 2 wird ein Abschnitt der
festen Funkbasisstation 103 in Form eines Blockdiagramms
näher veranschaulicht. 2 umfasst insbesondere den
Basisstations-Transceiver 115,
die Verstärkungsvorrichtungskonsole 117,
den Kanalbankmultiplexer (MUX) 119, die E1-Schnittstelle 123 und
die Verbindungen zwischen diesen Vorrichtungen. Der Basisstations-Transceiver 115 umfasst
einen Transceiver 201 für
jeden der Funkübertragungskanäle zu einer
festen Funkübertragungsvorrichtung,
wie zum Beispiel FWT 101 von 1.
Es sei angemerkt, dass die notwendige Anzahl von Transceivern je
nach dem in diesem Kommunikationssystem 100 verwendeten zellularen
System verschieden sein wird. Vor allem wenn ein System mit Zeitmultiplexzugriff
verwendet wird, könnte
jeder Transceiver eine Vielzahl von festen Funktelefongeräten bedienen,
womit die Anzahl der erforderlichen Transceiver reduziert wird.
Jeder Transceiver 201 des Basisstations-Transceivers 115 ist
mit der Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 über eine
Vierdrahtverbindung 203 verbunden. Jeder der Transceiver 201 ist
mit einer in der Verstärkungsvorrichtungskonsole 117 enthaltenen
Verstärkungsvorrichtung 111 verbunden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
können
bis zu 30 Transceiver und 30 entsprechende Verstärkungsvorrichtungen verwendet werden.
Jede Verstärkungsvorrichtung 111 überträgt ein analoges
Vierdraht-Audiosignal über Leitungen 205 zu
und von dem Kanalbankmultiplexer 119. Außerdem codieren
und decodieren die Verstärkungsvorrichtungen 111 die
Echtzeitsignalisierungsbits, die zum Übertragen der herkömmlichen
drahtgebundenen Signale, wie zum Beispiel Signale für den aufgelegten
Zustand, Signale für
den abgehobenen Zustand, "Flash
Hook"-Signale, Ge bührenimpulse
und Signale für
das Rufende, über
die Echtzeitsignalisierungsverbindungen 207 verwendet werden.
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In 3 ist eine Verstärkungsvorrichtung 111 der
vorliegenden Erfindung in Form eines Blockdiagramms näher veranschaulicht.
Die Verstärkungsvorrichtung
umfasst einen DSP 301, einen ersten Codec 303,
einen zweiten Codec 305, einen externen Speicher 307,
einen Schnittstellenstecker 309, einen ersten Satz Filter 311,
der zu dem ersten Codec 303 gehört, und einen zweiten Satz
Filter 313, der zu dem zweiten Codec 305 gehört. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist der DSP 301 ein 16-Bit-Festkomma-DSP, der mit 80 Megahertz
(MHz) arbeitet. Bei abgehenden Audiosignalen empfängt der
DSP 301 eine Folge von Binärzahlen, die ein analoges Audiosignal
darstellen. Er wandelt diese Folge in einen digitalen Strom um,
der die tatsächlichen
von der Kommunikationsvorrichtung 107 oder dem PSTN 105 empfangenen
Daten oder Sprache repräsentiert.
Er codiert dann die Sprache oder Daten unter Verwendung des ersten
Codec 303 oder des zweiten Codec 305, filtert
die Signale unter Verwendung des entsprechenden Satzes von Filtern
und überträgt die codierten
Daten/Sprache zu dem Schnittstellenstecker 309. Bei ankommenden
Audiosignalen führt
der DSP 301 eine Decodierung der digitalen Sprach-/Datensignale
durch, wobei er sie wieder in analoge Audiosignale umwandelt und
dabei das bereits beschriebene Verfahren bei den abgehenden Audiosignalen umkehrt.
Außerdem
codiert und decodiert die Verstärkungsvorrichtung 111 die
herkömmlichen
Telefonsignale (Signale für
den aufgelegten Zustand, Signale für den abgehobenen Zustand,
Umschaltsignale, Gebührenimpulse,
Rufende) in die und aus den von der Verstärkungsvorrichtung 111 empfangenen und
von dieser gesendeten Audiosignale.
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In 4 ist ein Verfahren 400 zum
Rufaufbau gemäß der vorliegenden
Erfindung in Form eines Flussdiagramms veranschaulicht. Das Verfahren
beginnt bei 401. Im Funktionsblock 403 erfasst
die PSTN-Schnittstelle 109 von 1 einen abgehobenen Zustand an der Kommunikationsvorrichtung 107. Im
Funktionsblock 405 überträgt die Verstärkungsvorrichtung 111 von 1 in Reaktion auf den Schritt des
Erfassens einen vorbestimmten Bitstrom zu dem Transceiver 113, um
auf einem Steuerkanal des Funksystems übertragen zu werden. Bei der
bevorzugten Ausführungsform
ist der vorbestimmte Bitstrom eine "Geister"telefonnummer, wie bereits beschrieben.
Im Funktionsblock 407 empfängt die feste Funkbasisstation 103 den
vorbestimmten Bitstrom. In Reaktion auf den Empfang des vorbestimmten
Bitstroms baut die feste Funkbasisstation 103 im Funktionsblock 409 einen
Verkehrskanal zur Kommunikation zwischen der festen Funkbasisstation 103 und der
Kommunikationsvorrichtung 107 auf. Der vorbestimmte Bitstrom
wird dann zu der digitalen Zugangsschnittstelle 121 in
der festen Funkbasisstation 103 weitergeleitet. Im Funktionsblock 411 erkennt
die digitale Zugangsschnittstelle 121 den vorbestimmten digitalen
Bitstrom als Anforderung von Kommunikationsdiensten. Im Funktionsblock 413 verlangt
die digitale Zugangsschnittstelle 121 in Reaktion auf den Schritt
des Erkennens eine Audioverbindung auf dem drahtgebundenen Kommunikationssystem 105 von 1. Die digitale Zugangsschnittstelle 121 verbindet
dann im Funktionsblock 415 die Audioverbindung auf dem
drahtgebundenen Kommunikationssystem über das Funksystem mit der
ersten Kommunikationsvorrichtung. Die Kommunikationsvorrichtung 107 empfängt dann
im Funktionsblock 417 den Wählton von dem drahtgebundenen
Kommunikationssystem, wie dies bei einem drahtgebundenen Kommunikationssystem
der Fall wäre.
Der Benutzer sendet dann im Funktionsblock 419 über den
Verkehrskanal des Funksystems einen Zweiton-Mehrfrequenz (DTMF)-Code
zu dem drahtgebundenen Kommunikationssystem. Das Verfahren 400 endet
bei 421.