DE69730493T2

DE69730493T2 - Alternatives leitweglenkungssystem für mobiltelefongespräche

Info

Publication number: DE69730493T2
Application number: DE69730493T
Authority: DE
Inventors: Ian Goetz
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: AU2222997A; DE69730493D1; NO984465L; EP0890277B1; US20030114186A1; WO1997036442A1; US6643523B2; JP2000507417A; NZ331102A; KR20000005099A; NO984465D0; EP0890277A1; CN1214180A; AU722727B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zellulare Telefonsysteme, und insbesondere das Vorsehen eines Kommunikationsweges zwischen einem Mobiltelefon und einem zellularen Telefongesprächs-Schaltsystem. Ein zellulares Telefonsystem weist ein System von "Zellen" auf, die geographische Gebiete sind, von denen jede mit einer Funkbasisstation verbunden ist. Wenn sich die mobile Einheit von einer Zelle zu einer anderen bewegt, wird der Funkkontakt von einer Funkbasisstation zu der anderen "übergeben".
Da die Nutzung von Mobiltelefonen immer mehr zunimmt, wird es zunehmend schwieriger, den Teilnehmern eine annehmbare Qualität der Dienste zu bieten, da der Bedarf an Funkkanälen die Verfügbarkeit der den Netzwerkoperatoren zugewiesenen Kanäle übersteigt. Die Zuweisung eines Funkwellenspektrums (RF-Spektrums) an verschiedene Dienste wird von den nationalen Regierungen vorgenommen, die in dem Rahmen operieren, der ihnen von der WARC (World Administrative Radio Conference) gesetzt worden ist. Ferner würde eine Erweiterung des zugewiesenen Bandes über eine bestimmte Größe hinaus technische Probleme beim Design der Mobiltelefone verursachen. Insbesondere würde das Problem der Zurverfügungstellung von effektiven Breitband-Frequenzsynthesizern, RF-Verstärkern und von Antennen auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obengenannten Probleme durch die Zurverfügungstellung eines zusätzlichen Kommunikationsweges zu überwinden, der vom System der Zellen des zellularen Telefonsystems unabhängig ist. Es ist bekannt, ein Mobiltelefon zur Verfügung zu stellen, das auch für einen Betrieb in Übereinstimmung mit einem schnurlosen Funkstandard (z. B. DECT) gegenüber einer nahegelegenen Funkbasisstation oder einer Festleitung (PSTN) befähigt ist, die dem Benutzer oder einer spezifizierten Gruppe von Benutzern gewidmet ist. Beispiele für letztere sind in IBM Technical Disclosure, Bd. 38, Nr. 6 und in der europäischen Patentanmeldung EP 0 660 628 (Nokia), beide Dokumente 1995 veröffentlicht, zu finden. Derartige Systeme benötigen aber eine separate Benutzer-Anmeldung im Festnetz und eine damit verbundene separate Netzwerk-Identität (Telefonnummer), die es erforderlich macht, daß Rufumleitungs-Anordnungen aufgebaut werden, damit der Benutzer erreicht werden kann. Ebenso benötigen die schnurlosen Beispiele ihre eigene Zuordnung des Funkwellenspektrums, weshalb sie das grundlegende Problem des begrenzten Funkspektrums nicht überwinden.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein zellulares Telefonsystem angegeben, das einen zusätzlichen Kommunikationsweg, unabhängig vom System der Zellen des zellularen Telefonsystems, zwischen einem Mobiltelefon und einem zellularen Telefongesprächs-Schaltsystem enthält, wobei der Kommunikationsweg umfaßt: eine Schnittstelleneinrichtung zum Vorsehen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Mobiltelefon und dem zellularen Telefongesprächs-Schaltsystem zur Umgehung der Funkantenne des Telefons, wobei eine Verbindung von Gesprächen mit dem Mobiltelefon oder vom Mobiltelefon bewirkt wird, indem das zellulare Telefongesprächs-Schaltsystem verwendet wird.
In einem weiteren Aspekt umfaßt die Erfindung einen Schnittstellenapparat zum Vorsehen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Mobiltelefon und einem zellularen Telefongesprächs-Schaltsystem zur Umgehung der Funkantenne des Telefons, wobei der Apparat umfaßt: einen ersten Verbinder zum Austausch von Sprach- und Datensignalen mit einem zellularen Mobiltelefon, einen zweiten Verbinder zur Verbindung des Apparats mit einer Übertragungslei tung, und eine Einrichtung zum Austausch der Sprache und der Datensignale über den zweiten Verbinder.
In einem weiteren Aspekt umfaßt die Erfindung ein Telefon für ein zellulares Telefonsystem, das eine Verarbeitungs-Schaltungsanordnung und einen Verbinder mit externem Zugriff enthält, wobei der Verbinder mit der Verarbeitungs-Schaltungsanordnung für den Austausch von Basisband-Sprach- und Datensignalen gekoppelt ist, und das eine Funkfrequenz-Transceiver-Schaltungsanordnung zur Kopplung mit der Verarbeitungs-Schaltungsanordnung für den Austausch von Basisband-Sprach- und Datensignalen aufweist, wobei die Verarbeitungs-Schaltungsanordnung enthält: eine Einrichtung zur Erfassung, ob der Verbinder mit externem Zugriff mit einem komplementären Verbinder kommuniziert, und eine von der Verarbeitungs-Schaltungsanordnung gesteuerte Schalteinrichtung zur Trennung der Verarbeitungs-Schaltungsanordnung von der Transceiver-Schaltungsanordnung, wenn der Verbinder mit externem Zugriff derart verbunden ist, wobei der erste Verbinder mit dem Mobiltelefon mit Hilfe einer elektrischen Verbindung kommuniziert, und die ferner eine Stromversorgungsverbindung zur Zufuhr von Strom zum Mobiltelefon über die elektrische Verbindung umfaßt.
Ein solches Telefon enthält bevorzugt eine RF-Schaltungsanordnung zur Übertragung und zum Empfang von Sprach- und Datensignalen und einen weiteren Verbinder mit externem Zugriff und eine Schalteinrichtung, die auf ein Signal anspricht, das an den weiteren Verbinder zur Sperrung der RF-Schaltungsanordnung angelegt wird.
In einem weiteren Aspekt umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Verbindung eines Mobiltelefons mit dem Telefongesprächs-Schaltsystem eines zellularen Telefonsystems, das umfaßt:

– den Schritt der Erstellung eines zusätzlichen Kommunikationsweges, unabhängig vom System der Zellen des zellularen Telefonsystems, zwischen dem Mobiltelefon und einem stationären Teil des zellularen Telefonsystems, indem eine Kommunikation zwischen Mobiltelefon und einer Schnittstelleneinrichtung eingerichtet wird, wobei die Schnittstelleneinrichtung mit dem Telefongesprächs-Schaltsystem des zellularen Telefonsystems durch einen Kommunikationsweg verbunden wird, wobei die Verbindung von Gesprächen mit dem Mobiltelefon oder von diesem unter Verwendung des zellularen Telefongesprächs-Schaltsystems bewirkt wird.

Der Schnittstellenapparat kann eine Kommunikationsverbindung zum mobilen Telefon für Basisband-Sprach- und Steuerdatensignale herstellen. In diesem Falle kann die Schnittstelleneinrichtung ein Modem zur Übertragung der Sprache und der Steuerdaten über große Entfernungen umfassen. Das Modem kann eine Wähleinrichtung umfassen, so daß für den Kommunikationsweg ein Wählnetz, beispielsweise PSTN (Public Switched Telephone Network) oder ISDN (Integrated Services Digital Network) verwendet werden kann. Der Kommunikationsweg kann alternativ dazu auch einen festen Punkt-zu-Punkt-Signalweg umfassen. Hier könnte es sich um eine geleaste Leitung, eine starre ISDN-Durchschaltung, eine Kabelfernsehübertragungsleitung (CATV) oder eine Mikrowellenverbindung handeln.
Vorteilhafterweise ist die Schnittstelleneinrichtung zur Verbindung mehrerer Mobiltelefone zum Telefongesprächs-Schaltsystem angeordnet und die Bandbreite des Kommunikationsweges reicht für mehrere Gespräche gleichzeitig aus.
Um die vorliegende Erfindung mit der vorhandenen Mobiltelefonausrüstung zu realisieren, kann die Schnittstelleneinrichtung zur Über tragung von RF-Sprach- und Datensignalen eine Verbindung mit der RF-Schaltungsanordnung eines Mobiltelefons zur Verfügung stellen. Einige Handtelefone sind bereits mit einem RF-Verbinder ausgestattet, so daß diese mit Adaptern für einen Betrieb in einem Fahrzeug verwendet werden können.
Der Kommunikationsweg umfaßt bevorzugt eine Übertragungsleitung, und die Schnittstelleneinrichtung umfaßt eine Einrichtung zur Verbindung der RF-Schaltungsanordnung des Telefons mit der Übertragungsleitung. Der Kommunikationsweg umfaßt noch bevorzugter eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung und eine Umsetzereinrichtung zum Umsetzen der Signale auf der Übertragungsleitung zum Betriebsband der Mikrowellenverbindung und zum Umsetzen der von der Mikrowellenverbindung erhaltenen Signale zum Betriebsband des Mobiltelefons und zum Anlegen derselben auf die Übertragungsleitung. Somit können sowohl das Telefon und ein Ersatz für eine Basis-Transceiver-Station (BTS), der eine Verbindung zum Telefongesprächs-Schaltsystem des Mobiltelefons bietet, mit im wesentlichen unveränderter Software arbeiten. In der Praxis braucht nur die Software der Basis-Transceiver-Station geändert werden, und dieses auch primär nur in Bezug auf die Steuerung ihrer Frequenz-Synthesizer. Aber auch diese Änderung könnte vermieden werden, wenn an der Basis-Transceiver-Station eine Umsetzereinrichtung verwendet würde. Wenn die Basis-Transceiver-Station direkt mit der Übertragungsleitung verbunden wird, kann auf die Umsetzereinrichtung verzichtet werden.
Vorteilhafterweise bietet die Schnittstelleneinrichtung eine Kommunikationsverbindung mit der Übertragungsleitung von der RF-Schaltungsanordnung mehrerer Mobiltelefone.
Die Schnittstelleneinrichtung ist bevorzugt mit einer Benutzer-Eingabeeinrichtung ausgestattet, um das Telefon oder das ISDN (Integrated Services Digital Network) zu befähigen, die Nummer einer Basis-Transceiver-Station einzugeben. Im einfachsten Fall könnte das nur ein numerisches Tastenfeld sein. Der Diensteanbieter könnte aber auch das Telefon oder die ISDN-Nummern seiner Basis-Transceiver-Station geheim halten wollen. In diesem Fall könnte die Schnittstelleneinrichtung mit einer Tabelle verschlüsselter Zahlen programmiert werden. Die richtige Nummer könnte dann wieder aufgerufen und auf der Grundlage eines von einem Benutzer eingegebenen Postcodes oder eines Zipcodes entschlüsselt werden. Eine weitere Option für den Benutzer könnte eine Instruktion sein, unter Verwendung seines Mobiltelefons eine zentrale Station anzurufen. Das zellulare System kann den Ort des Mobiltelefons im zellularen Netzwerk identifizieren und kann dann die richtige Basis-Transceiver-Stations-Telefonnummer oder die ISDN-Nummer zum Mobiltelefon herunterladen. Wenn das Mobiltelefon zum ersten Mal mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden wird, wird das Mobiltelefon veranlaßt, die heruntergeladene Nummer an die Schnittstelleneinrichtung weiterleiten.
In einer Ausführungsform für Mehrfachbenutzer kann der Schnittstellenapparat eine oder mehrere Kommunikations-Verbinder für den Empfang von Basisband-Sprach- und Datensignalen von einem oder mehreren weiteren zellularen Mobiltelefonen und einen Multiplexer zum Multiplexen von Signalen vom ersten und weiteren Verbindern enthalten, wobei das Modem so ausgeführt ist, daß es die Ausgabe des Multiplexers überträgt.
Der Schnittstellenapparat enthält bevorzugt eine Steuereinrichtung und eine Wähleinrichtung, wobei die Steuereinrichtung auf zellulare Telefondatensignale vom ersten Verbinder (und von weiteren Verbin dern, wenn vorgesehen) anspricht, um die Wähleinrichtung zur Ausgabe von Telefon- oder ISDN-Wählsignalen über den zweiten Verbinder zu veranlassen.
In den meisten im folgenden beschriebenen Ausführungsformen ist eine mechanische/elektrische Steckverbindung für die Kommunikationsverbindung zwischen dem Telefon und der Schnittstelleneinheit verwendet, die auch eine Stromversorgung für das Telefon zur Verfügung stellen kann. Stattdessen kann die Verbindung aber auch mit Hilfe eines optischen (z. B. Infrarot-) oder Ultraschall-Strahls realisiert werden, der entweder ein digitales Signal (z. B. gemäß der Norm IrDa (Infrarot-Datenzugriff) und ursprünglich zur Verwendung für eine Verbindung von tragbaren Computern mit Druckern etc.) entwickelt wurde oder ein analoges Signal überträgt.
Im folgenden sind nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Mobiltelefons gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 ein Blockdiagramm einer Schnittstelleneinheit, die zum Mobiltelefon gemäß der vorliegenden Erfindung von 1 komplementär ist,
3 ein Blockdiagramm der festen Elemente eines zellularen Telefonsystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
4 ein Blockdiagramm eines Rufverarbeitungsapparats einer Basis-Transceiver-Station gemäß der vorliegenden Erfindung,
5 die Rahmenstruktur der Ausgabe von der Schnittstelleneinheit von 2,
6 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform einer Teilnehmerinstallation gemäß der vorliegenden Erfindung,
7 ein Blockdiagramm eines der entfernten Teile des Schnittstellensystems von 6,
8 ein Blockdiagramm eines zentralen Teils des Schnittstellensystems von 6,
9 ein Blockdiagramm eines weiteren zellularen Mobiltelefons gemäß der vorliegenden Erfindung und
10 ein Blockdiagramm einer mit dem zellularen Mobiltelefon von 9 komplementären Schnittstelleneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,
11 ein Blockdiagramm eines weiteren zellularen Mobiltelefons gemäß der vorliegenden Erfindung,
12 ein Blockdiagramm eines entfernten Teils eines Schnittstellensystems zur Verwendung mit dem Telefon von 11,
13 ein Blockdiagramm einer Teilnehmerinstallation zur Verwendung mit dem Telefon von 11 und dem Schnittstellensystem der 12 und 14,
14 ein Blockdiagramm des zentralen Teils des Schnittstellensystems der Teilnehmerinstallation von 13,
15 ein Blockdiagramm eines zellularen Telefonsystems, welches das Telefon von 11 verwendet.
In 1 umfaßt ein zellulares GSM-Telefon 1 (Global System for Mobile Communication) eine RF-Transceiver-Schaltungsanordnung 2, die mit einer Antenne 3 gekoppelt ist, eine Basisband-Signalverarbeitungs- und Steuer-Schaltungsanordnung 4, ein aufladbares Batteriepaket 5, einen Schalter 6 und eine Anschlußdose 7. Die Verarbeitungs- und Steuer-Schaltungsanordnung 4 weist einen Datenausgabe-Anschluß auf, der sowohl mit der RF-Transceiver-Schaltungsanordnung 2 als auch mit einem ersten Kontakt 7a der Anschlußdose 7 gekoppelt ist. Einen Dateneingabe-Anschluß 4b der Verarbeitungs- und Steuer-Schaltungsanordnung 4 ist mit der RF-Schaltungsanordnung 2 und mit einem zweiten Kontakt 7b der Anschlußdose 7 gekoppelt. Ein dritter Kontakt 7c der Anschlußdose 7 ist mit einem Steuereingang der Verarbeitungs- und Steuer-Schaltungsanordnung 4 gekoppelt. Das Batteriepaket 5 ist mit dem vierten und dem fünften Kontakt 7d, 7e der Anschlußdose 7 verbunden, die für OV- bzw. +V-Versorgungsleitungen, zur Stromversorgung des Telefons 1 und zum Aufladen seiner Batterien vorgesehen sind. Der +V-Anschluß des Batteriepakets 5 ist auch mit der Verarbeitungs- und Steuer-Schaltungsanordnung 4 und mit einem Eingangsanschluß des Schalters 6 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Schalters 6 ist mit einem +V-Eingangsanschluß der RF-Schaltungsanordnung 2 gekoppelt. Ein Steueranschluß des Schalters 6 ist mit einem Ausgang der Verarbeitungs- und Steuer-Schaltungsanordnung 4 verbunden.
In 2 umfaßt eine Schnittstelleneinheit 11 eine Steuerschaltung 12, eine Benutzereingabeeinheit 13 einschließlich einer Tastatur und einer Anzeige, ein V.24-Modem 14 mit 9,6 kBit/sec., eine Stromversorgungseinheit 15 und einen Stecker 16. Der Stecker 16 hat fünf Kontakte 16a bis 16e, die den Kontakten 7a bis 7e der Anschlußdose 7 des zellularen Telefons 1 entsprechen. Der erst Kontakt 16a des Steckers 16 ist mit einem Dateneingangsanschluß der Steuerschaltung 12 und der zweite Kontakt 16b des Steckers 16 ist mit einem Datenausgangsanschluß der Steuerschaltung 12 gekoppelt. Eine bidirektionale Serienverbindung 18 ist zwischen der Steuerschaltung 12 und dem Modem 14 für die Modemsteuerung und für Datensignale vorgesehen. Der dritte Kontakt 16c und der fünfte Kontakt 16e des Steckers 16 sind mit dem +V-Ausgang der Stromversorgungseinheit 15 gekoppelt. Der vierte Kontakt 16d des Steckers 16 ist mit der OV-Versorgungsverdrahtung der Schnittstelleneinheit gekoppelt. Die Benutzereingabeeinheit 13 ist mit der Steuerschaltung 12 für die Eingabe von Benutzerbefehlen und für die Ausgabe von Anzeigesteuersignalen von der Steuereinheit 12 an die Benutzereingabeeinheit 13 verbunden. Der +V-Ausgang der Stromversorgungseinheit 15 ist auch mit den +V-Eingangsanschlüssen 12a, 13a, 14a der Steuerschaltung 12, der Benutzereingangseinheit 13 und des Modems 14 gekoppelt. Das Modem 14 ist mit einer Telefonleitung 17 gekoppelt, und die Stromversorgungseinheit 15 ist so ausgeführt, daß sie Strom von der elektrischen Hauptstromversorgung 19 erhält.
In 3 umfaßt eine Basis-Transceiver-Station eines zellularen GSM-Telefonsystems einen Mast 22, der eine oder mehrere Antennen 23 versorgt, und einen Ruf-Verarbeitungsapparat 24. Der Ruf-Verarbeitungsapparat 24 ist mit der oder mit jeder Antenne 23, einer Telefonleitung 25, und, in der herkömmlichen Weise, mit einer Basisstations-Steuereinheit (BSC) 26 verbunden. Die Basisstations-Steuereinheit 26 ist, ebenfalls in der herkömmlichen Weise, mit einer Funkvermittlungsstelle (MSC) 27 verbunden, die das zellulare GSM-Telefonsystem mit dem PSTN verbindet.
In 4 umfaßt der Ruf-Verarbeitungsapparat 24 eine Steuereinrichtung 30, eine RF-Transceiver-Schaltungsanordnung 31, die mit der Antenne oder den Antennen 23 gekoppelt ist, und ein V.24-Modem 32 mit 9,6 kBit/sec. Das Modem 32 ist mit der Telefonleitung 25 verbunden. Der Betrieb des Ruf-Verarbeitungsapparats 24 ist im wesentlichen ein herkömmlicher. Es können mehrere Telefonleitungen und damit verbundene Modems vorhanden sein. Der größeren Klarheit halber ist jeweils nur eine/eines gezeigt.
In 5 verwendet die Kommunikation zwischen der Schnittstelleneinheit 11 und der Basis-Transceiver-Station ein Zeitmultiplex-Schema, wobei eines von acht Schlitzen für den Rundfunksteuerkanal (BCCH) verwendet wird und die anderen für einen Verkehrskanal (TCH) verwendet werden.
Die Abweichungen vom herkömmlichen Betrieb einer GSM-Basis-Transceiver-Station werden aus der folgenden Beschreibung des Betriebs des in den 1 bis 5 gezeigten Systems ersichtlich. Wie in 1 gezeigt ist, befindet sich die Schnittstelleneinheit 11 im Hause oder Büro eines Teilnehmers. Um die Schnittstelleneinheit 11 gebrauchsfertig zu machen, muß sie mit ihrer eigenen Telefonnummer und der Telefonnummer der Basis-Transceiver-Station 21 programmiert werden. Typischerweise befindet sich die Basis-Transceiver-Station 21 in der Nähe, um die Telefongebühren zu minimieren. Wenn jedoch die örtlichen Basis-Transceiver-Stationen alle ausgiebig genutzt werden, was beispielsweise im Zentrum einer Stadt der Fall ist, könnte die Telefonnummer einer weniger frequentierten Basis-Transceiver-Station, z. B. einer, die sich in einer ländlichen Gegend befindet, in die Schnittstelleneinheit 11 einprogrammiert werden. Die Eingabe der Telefonnummer erfolgt unter Verwendung der Eingabeeinheit 13 des Benutzers. Die Programmierung eines Apparats für die automatische Wahl von Telefonnummern ist in diesem Gebiet der Technik weit verbreitet und bekannt. Um Gebrauch von freier Kapazität zu machen, die zu verschiedenen Zeiten an verschiedene Basis- Transceiver-Stationen verfügbar ist, könnten verschiedene Basis-Transceiver-Stationen, und daher auch verschiedene Telefonnummern, je nach Tageszeit verwendet werden.
Während sich der Teilnehmer in Bewegung befindet, befindet sich sein Telefon mit dem GSM-Netzwerk auf die übliche Weise in Interaktion. Wenn er jedoch an einem Ort ankommt, an dem es eine Schnittstelleneinheit 11 gibt, verbindet er den Stecker 16 der Schnittstelleneinheit 11 mit der Anschlußdose 7 an seinem Telefon 1 mit einem Kabel (nicht gezeigt). Unter der Annahme, daß die Schnittstelleneinheit 11 Strom hat, wird die Spannung am dritten Kontakt 7c der Anschlußdose 7 von der Verarbeitungs- und Steuerschaltung 4 erfaßt, die so bestimmt, daß das Telefon 1 mit der Schnittstelleneinheit 11 verbunden wurde. Ebenso ermöglicht die Verbindung der Batterie 5 mit der Stromversorgung 15 mit Hilfe der Verbindungen 7d/16d und 7e/16e, daß die Batterie aufgeladen wird.
Wenn die Verarbeitungs- und Steuerschaltung 4 festgestellt hat, daß das Telefon 1 mit der Schnittstelleneinheit 11 verbunden ist, schickt es an den Schalter 6 ein Steuersignal und bewirkt seine Öffnung, wobei die RF-Schaltungsanordnung 2 vom Batteriepaket 5 und der Stromversorgung 15 in der Schnittstelleneinheit 11 isoliert wird. Die Verarbeitungs- und Steuerschaltungsanordnung 4 reagiert ferner auf die Spannung am dritten Kontakt 7c der Anschlußdose 7 durch die Wahl von alternativen Steuerprogrammen oder konstanten Daten, um Verzögerungen im Signalweg vom Telefon 1 zur Steuerung 30 zu ermöglichen, die durch die Verwendung des PSTN und der Modems 14, 32 entstehen.
Wird das Telefon 1 ausgeschaltet, wenn es mit der Schnittstelleneinheit 11 verbunden ist, muß es sich mit dem zellularen Telefonnetzwerk in Übereinstimmung befinden. Um das zu erreichen, erzeugt die Verarbeitungs- und Steuerschaltungsanordnung 4 das herkömmliche GSM-Registrierungssignal. Das Registrierungssignal wird nicht von der Antenne 3 übertragen, da die RF-Schaltungsanordnung 2 abgeschaltet ist. Es wird stattdessen über die ersten Kontakte 7a, 16a der Anschlußdose 7 und des Steckers 16 zur Schnittstelleneinheit 11 ausgegeben.
Die Steuerschaltung 12 erfaßt das Registrierungssignal und identifiziert es als solches. In Reaktion auf das Registrierungssignal instruiert die Steuerschaltung 12 das Modem 14, die Telefonnummer der Basis-Transceiver-Station 21 anzurufen.
Die Steuerung 30 wird vom Modem 32 des Läutesignals über die Telefonleitung 25 benachrichtigt und sendet eine "Antwort"-Instruktion an das Modem 32. Bevor weitergegangen wird, führt die Basis-Transceiver-Station 21 eine Rufsortierung durch, um festzustellen, ob die anrufende Partei tatsächlich eine Schnittstelleneinheit ist. Das kann bequem durch einen Quittungsaustausch unter Einbeziehung der Schnittstelleneinheit 11 geschehen, wobei entweder deren eigene Telefonnummer oder irgendein anderer Identifizierungs-Code zur Basis-Transceiver-Station 21 übertragen wird. Die Schnittstelleneinheit 11 leitet dann das Registrierungssignal an die Basis-Transceiver-Station 21 weiter und verwendet dabei die Rundfunksteuerkanal-Schlitze. Die Steuerung 30 reagiert auf das Registrierungssignal auf die herkömmliche Weise, und das Telefon 1 wird dann mit dem zellularen Telefonnetzwerk registriert. Nachdem die Registrierungszeichengabe abgeschlossen ist, sendet das Modem 14 der Schnittstelleneinheit die Telefonnummer der Schnittstelleneinheit an die Basis-Transceiver-Station 21, wo sie von der Steuerung 30 zusammen mit der Netzwerk-Anwenderkennung (ID) des Telefons 1 gespeichert wird. Wenn die Telefonnummer der Schnittstelleneinheit empfangen wurde, sendet die Steuerung 30 eine "Auflegen"-Instruktion an das Mo dem 32. Die Steuerschaltung 12 empfängt ein Signal "kein Träger" vom Modem 14 und gibt eine "Auflegen"-Instruktion zurück.
Wenn das Telefon eingeschaltet ist, wenn es mit der Schnittstelleneinheit 11 verbunden ist, braucht es nicht zu registrieren, muß aber eine Orts-Aktualisierung vornehmen. Die Orts-Aktualisierung wird in einer ähnlichen Weise wie die Registrierung vorgenommen. Gleichermaßen, wenn das Telefon 1 von der Schnittstelleneinheit 11 abgekoppelt ist, während es eingeschaltet ist, muß es eine Orts-Aktualisierung vornehmen, sobald die RF-Schaltungsanordnung 2 wieder aktiv wird. Die Orts-Aktualisierung ist ein herkömmlicher Aspekt der GSM-Systeme.
Im folgenden ist nun ein Anruf vom Telefon 1 beschrieben.
Wenn der Teilnehmer einen Anruf tätigen möchte, gibt er die Nummer der anzurufenden Partei in der üblichen Weise in das Telefon 1 ein und drückt die SENDE-Taste. Ist das Telefon mit der Schnittstelleneinheit 11 verbunden, erfaßt die Steuerschaltung 12 die Verbindungsaufbausignale vom Telefon 1 (empfangen über die Verbindung 7a, 16a) und veranlaßt das Modem 14, die Basis-Transceiver-Station 21 anzuwählen. Die Steuerung 30 der Basis-Transceiver-Station beantwortet, wie oben beschrieben, den Anruf. Wenn die Verbindung zwischen der Schnittstelleneinheit 11 und der Basis-Transceiver-Station 21 erstellt ist, leitet die Steuerschaltung 12 die Verbindungsaufbausignale an die Basis-Transceiver-Station 21 weiter.
Wenn die Steuerung 30 die Verbindungsaufbausignale von der Schnittstelleneinheit 11 empfängt, erhält sie von der Basisstations-Steuereinheit 26 eine Kanalzuweisung für den Anruf. Die Basisstations-Steuereinheit 26 merkt an, daß das Telefon 1 einen dedizierten Kanal hat und wird daher eher den dedizierten Kanal zuweisen, als mit dem herkömmlichen Funkkanalzuweisungsprozeß fortzufahren. Die Anforderung eines Verbindungsaufbaus wird über die Basisstations-Steuereinheit 26 an die Funkvermittlungsstelle 27 weitergeleitet. Die Funkvermittlungsstelle 27 wird dann aktiv, um mit Hilfe des PSTN eine Verbindung zwischen der angerufenen Partei und der Basis-Transceiver-Station 21 einzurichten.
Die Steuerung 30 teilt den zugewiesenen Kanal der Schnittstelleneinheit 11 mit. Obwohl das vorgegeben ist, dient es dazu, anzuzeigen, daß die Verbindung aufgebaut ist. Die Verwendung eines Zuweisungs-Blindsignals ist vorteilhaft, denn es ahmt den Betrieb des Systems nach, wenn das Telefon 1 mobil ist. Wenn die Verbindung aufgebaut ist, gibt die Steuerschaltung 12 die Sprach- und Steuerdaten vom Telefon 1 an die Basis-Transceiver-Station 21 weiter und umgekehrt.
Ist das Gespräch beendet, unterbrechen die Steuerung 30 und die Steuerschaltung 12 die Verbindung zwischen der Schnittstelleneinheit 11 und der Basis-Transceiver-Station 21.
Im folgenden ist nun ein Anruf zum Telefon 1 beschrieben.
Wenn das Telefon 1 angerufen wird, identifiziert die Funkvermittlungsstelle 27 die angerufene Nummer als Nummer, die zu einem Telefon gehört, das gegenwärtig bei der Basis-Transceiver-Station 21 registriert ist und leitet den Anruf über die Basisstations-Steuereinheit 26 an die Basis-Transceiver-Station 21. Die Basisstations-Steuereinheit 26 überprüft zunächst einmal die ID des Telefons 1 mit Hilfe ihrer Liste mobiler Einheiten mit dedizierten Kanälen. Die Basisstations-Steuereinheit 26 findet die ID des Telefons in der Liste und modifiziert ihren Betrieb dementsprechend. Nachdem die Basisstations-Steuereinheit 26 die ID des Telefons in der Liste gefunden hat, instruiert sie die Steuerung 30, die Telefonnummer der Schnittstelleneinheit aufzurufen und veranlaßt das Modem 32, sie anzuwählen.
Die Schnittstelleneinheit 11 veranlaßt das Modem 14, den Anruf zu beantworten, und wenn die Verbindung erstellt ist, sendet die Steuerung 30 ein Rufsignal an die Schnittstelleneinheit 11. Die Schnittstelleneinheit 11 erkennt das Rufsignal und gibt es über die zweiten Kontakt 16b, 7b des Steckers 16 und der Anschlußdose 7 an das Telefon 1 weiter. Das Telefon antwortet dann so, als ob es das Signal von der Antenne 3 erhielte und beginnt zu läuten.
Der Teilnehmer hört das Telefon 1 läuten und drückt den Antwortknopf am Telefon 1. Das Telefon 1 und die Steuerung 30 tauschen dann über die Schnittstelleneinheit 11 Signale aus und verwenden dabei für den Verbindungsaufbau die Rundfunksteuerkanal-Schlitze. Natürlich ist die Kanalzuweisung vorherbestimmt. Wenn die Verbindung zwischen der anrufenden Partei und dem Telefon 1 aufgebaut ist, leitet die Steuerung 12 Sprachsignale zwischen dem Telefon 1 und der Basis-Transceiver-Station 21 und umgekehrt weiter, bis das Gespräch beendet ist.
Es ist anzumerken, daß die PSTN-Verbindung 25 zwischen der Schnittstelleneinheit und der Basis-Transceiver-Station 21 durch eine ISDN-Verbindung (52, 6) ersetzt werden kann. ISDN-Verbindungen bieten eine viel größere Bandbreite als PSTN-Verbindungen. Infolgedessen kann eine einzige ISDN-Verbindung genutzt werden, um mehrere Mobiltelefone mit einer Basis-Transceiver-Station zu verbinden. Im folgenden ist ein solches System unter Bezug auf die 1, 3, 6, 7 und 8 beschrieben. Zum besseren Verständnis der folgenden Ausführungsform ist der Kanal-Codec des Telefons 1 als ein Ausbildungsteil der RF-Schaltungsanordnung 2 (1) anzusehen.
In 6 umfaßt ein Schnittstellensystem 40 einen zentralen Teil 41 und acht entfernte Teile 42a bis 42h. Jedes entfernte Teil 42a bis 42h ist mit dem zentralen Teil 41 durch entsprechende Übertragungsleitungen 43a bis 43h verbunden.
In 7 umfaßt ein entferntes Teil 42a einen Basisband-Daten-Transceiver, eine Stromversorgungseinheit 45, die mit der elektrischen Hauptleitung 19 verbunden ist, und einen Stecker 46. Der Stecker 46 hat fünf Kontakte 46a bis 46e, die den Kontakten 7a bis 7e der Anschlußdose 7 des zellularen Telefons 1 (1) entsprechen, und haben ähnliche Funktionen wie die Kontakte 16a bis 16e in der Anschlußdose der Schnittstelleneinheit 16, die unter Bezug auf 2 oben beschrieben ist. Der erste Kontakt 46a des Steckers 46 ist mit dem Dateneingabeanschluß des Transceivers 44 verbunden, und der zweite Kontakt des Steckers 46 ist mit dem Datenausgabeanschluß des Transceivers 44 verbunden. Der dritte Kontakt 46c und der fünfte Kontakt 46e des Steckers 46 sind mit dem +V-Ausgang der Stromversorgungseinheit 45 verbunden. Der vierte Kontakt 46d des Steckers 46 ist mit der OV-Stromversorgungsverdrahtung des entfernten Teils verbunden. Der +V-Ausgang der Stromversorgungseinheit 45 ist ebenfalls mit dem +V-Eingangsanschluß des Transceivers 44 verbunden. Der Transceiver 44 ist ebenfalls mit der Übertragungsleitung 43a zwischen dem entfernten Teil 42a und dem zentralen Teil 41 verbunden. Die entfernten Teile 42b bis 42h sind gleich wie das entfernte Teil 42a gebaut.
In 8 umfaßt der zentrale Teil 41 eine Steuerschaltung 47, eine Benutzer-Eingangseinheit 48, einen 9-zu-1-Multiplexer 49 und ein Modem 50. Die Benutzer-Eingangseinheit 48 ist mit der Steuerschaltung 47 gekoppelt und ermöglicht es einem Benutzer, das Schnittstellensystem mit der ISDN-Nummer einer Basis-Transceiver-Station 21 zu programmieren. Die Benutzer-Eingangseinheit 48 enthält eine Anzeige, auf der die Statusinformation für das Schnittstellensystem angezeigt wird.
Die Steuerschaltung 47 ist mit jeder der Übertragungsleitungen 43a bis 43h für eine Kommunikation mit den Telefonen an den entfernten Teilen 42a bis 42h verbunden. Neun parallele Datenleitungen 51 verbinden die Steuereinheit 47 mit dem Multiplexer 49. Der Multiplexer 49 hat den gemeinsamen Anschluß mit dem Modem 50 verbunden, der eine Verbindung zu einer ISDN-Leitung 52 zur Verfügung stellt, die anstelle zur in 3 gezeigten PSTN-Verbindung die Verbindung zur Basis-Transceiver-Station 21 zur Verfügung stellt. Die Steuerleitungen 53, 54 verbinden die Steuerschaltung 47 mit dem Multiplexer 49 und dem Modem 50.
Im folgenden ist eine ISDN2-Verbindung beschrieben (die z. B. zwei "B"-Kanäle (Träger) (64 kBit/sec.) und einen "D"-Kanal (Zeichengabe) (16 kBit/ sec.) hat) und die eine adäquate Kapazität hat, um acht entfernte Teile 42a bis 42h zu unterhalten. Eine ISDN30-Verbindung (30 B-Kanäle, einen D-Kanal und einen Synchronisationskanal, alle mit 64 kBit/sec.) könnte verwendet werden, wenn größere Kapazitäten benötigt würden.
Von den neun Datenleitungen 51 zwischen der Steuerschaltung 47 und dem Multiplexer 49 entsprechen acht den entsprechenden entfernten Teilen 42a bis 42h und die neunte wird für Rundfunksteuerkanal-Signale verwendet. Die zwei B-Kanäle der ISDN2-Verbindung zur Basis-Transceiver-Station können insgesamt acht Verkehrskanäle tragen, wobei die Rundfunksteuerkanal-Signale im D-Kanal übertragen werden. Die verschiedenen Kanäle werden in der ISDN2-Verbindung dem Zeitmultiplexen unterworfen.
In der in 8 gezeigten Ausführungsform sind die Signalwege und der Multiplexer 49 des zentralen Teils 41 bidirektional. Es ist jedoch anzumerken, daß für die Signale von und zu einer Basis-Transceiver-Station separate Wege und Multiplexer verwendet werden können.
Der Betrieb dieser Ausführungsform ist im folgenden unter Bezug auf die 1, 3, 6, 7 und 8 beschrieben.
Wenn das Telefon 1 zunächst beispielsweise mit dem entfernten Teil 42a des Schnittstellensystems 40 verbunden wird, muß es mit dem zellularen Telefonnetzwerk übereinstimmen oder es muß eine Ortsaktualisierung durchgeführt werden. Hierfür erzeugt die Verarbeitungs- und Steuerschaltungsanordnung 4 das herkömmliche GSM-Registrierungs- oder Ortsaktualisierungs-Signal. Das Signal wird nicht von der Antenne 3 übertragen, weil die RF-Schaltungsanordnung abgeschaltet ist. Es wird aber über den ersten Kontakt 7a der Anschlußdose 7 zum entfernten Teil 42a ausgegeben.
Das Signal wird dann vom Daten-Transceiver 44 auf der Übertragungsleitung 43a zum zentralen Teil 41 des Schnittstellensystems weitergeleitet. Die Steuerschaltung 47 erfaßt das Signal und identifiziert es je nachdem, als Registrierungs- oder Ortsaktualisierungs-Signal. In Reaktion auf das Signal bestimmt die Steuerschaltung 47 zunächst, ob das Schnittstellensystem bereits mit der Basis-Transceiver-Station 21 verbunden ist. Besteht eine Verbindung bereits, dann gibt die Steuerschaltung 47 das Signal zum Multiplexer 49 durch. Wenn der Multiplexer 49 die geeignete Eingangsleitung 51 aussucht, wird das Signal zum Modem gegeben, das es über die ISDN2-Verbindung 52 zur Basis-Transceiver-Station 21 überträgt.
Wenn jedoch die Steuerschaltung 47 feststellt, daß eine ISDN-Verbindung aufgebaut werden muß, instruiert sie das Modem 50, die ISDN-Nummer der Basis-Transceiver-Station 21 anzuwählen. An der Basis-Transceiver-Station 21 wird die Steuerung 30 durch das Modem 32 von dem Anruf auf der ISDN-Leitung 25 benachrichtigt, und sendet eine "Antwort"-Instruktion an das Modem 32. Der zentrale Teil 41 des Schnittstellensystems leitet dann das Registrierungs- oder Ortsaktualisierung-Signal an die Basis-Transceiver-Station 21 weiter und nutzt dabei den ISDN2-D-Kanal. Die Steuerung 30 reagiert auf das Registrierungs- oder Ortsaktualisierungs-Signal auf die herkömmliche Weise, und das Telefon ist dann, falls erforderlich, im zellularen Telefonnetz registriert. Wenn die Registrierungs- oder Ortsaktualisierungs-Zeichengabe abgeschlossen ist, sendet die Steuerschaltung 47 die ISDN-Nummer des Schnittstellensystems und den Kanal für den entfernten Teil 42a an die Basis-Transceiver-Station 21, wo sie durch die Steuerung 30 zusammen mit der Netzwerk-ID des Telefons 1 gespeichert werden. Eine Anzeige des Schnittstellensystems 40, des Kanals für den entfernten Teil 42a und der Netzwerk-ID des Telefons 1 werden an die Basisstations-Steuereinheit 26 weitergegeben. Die Verbindung 52 zwischen dem Schnittstellensystem 40 und der Basis-Transceiver-Station 21 wird unterbrochen, wenn sie nicht länger benötigt wird.
Da das Telefon 1 nicht auf die herkömmliche Weise betrieben wird und da ihm effektiv ein dedizierter Kanal zugeordnet ist, muß die Basisstations-Steuereinheit 26 erkennen, wenn das Telefon 1 angerufen wird und vom herkömmlichen Kanalzuweisungsprozeß abweichen.
Im folgenden ist ein Anruf von einem Telefon 1 beispielsweise zu einem entfernten Teil 42a beschrieben.
Wenn der Teilnehmer einen Anruf tätigen will, gibt er die Telefonnummer der anzurufenden Partei auf die übliche Weise in das Telefon 1 ein und drückt dann die SENDE-Taste. Ist das Telefon 1 mit einem der entfernten Teile, z. B. 42a, verbunden, werden die Verbindungsaufbausignale mit Hilfe der Verbindungen 7a, 46a und des entfernten Teils 42a zum zentralen Teil 41 gesendet, wo sie von der Steuerschaltung 47 erfaßt werden. Ist das Schnittstellensystem bereits mit der Basis-Transceiver-Station 21 verbunden, werden die Verbindungsaufbausignale unmittelbar an den Multiplexer 49 angelegt, der zur Übertragung im geeigneten Zeitmultiplex-Schlitz bereit ist.
Wenn jedoch eine Verbindung aufgebaut werden muß, veranlaßt die Steuerschaltung 47 das Modem 50, die Basis-Transceiver-Station 21 anzuwählen. Die Steuerung 30 der Basis-Transceiver-Station beantwortet den Anruf, auf die oben beschriebene Weise. Wenn die Verbindung zwischen dem Schnittstellensystem und der Basis-Transceiver-Station 21 einmal erstellt ist, gibt die Steuerschaltung 47 die Verbindungsaufbausignale an die Basis-Transceiver-Station 21 weiter und verwendet dazu den D-Kanal.
Wenn die Steuerung 30 die Verbindungsaufbausignale vom Schnittstellensystem erhält, weist die Basisstations-Steuereinheit 26 für das Gespräch einen Kanal zu. Die Basisstations-Steuereinheit 26 wird jedoch anmerken, daß das Telefon 1 einen dedizierten Kanal hat und wird daher eher den dedizierten Kanal zuweisen, als mit dem herkömmlichen Funkkanalzuweisungsverfahren fortzufahren. Die Anforderung, eine Verbindung aufzubauen, wird von der Basisstations-Steuereinheit 26 an die Funkvermittlungsstelle 27 weitergeleitet. Die Funkvermittlungsstelle 27 tritt dann in Aktion, um zwischen der angerufenen Partei und der Basis-Transceiver-Station 21 mit Hilfe des PSTN eine Verbindung zu erstellen.
Die Steuerung 30 macht dem Schnittstellensystem Mitteilung über den zugewiesenen Kanal. Obwohl das vorgegeben ist, dient es dazu, anzuzeigen, daß die Verbindung aufgebaut wurde. Die Verwendung eines Zuweisungs-Blindsignals ist vorteilhaft, da es den Betrieb des Systems nachahmt, wenn das Telefon 1 mobil ist. Wenn die Verbindung aufgebaut ist, gibt die Steuerschaltung 47 die Sprach- und Steuerdaten vom Telefon 1 an die Basis-Transceiver-Station 21 weiter und umgekehrt, wobei der Verkehrskanal für Sprachdaten und der D-Kanal für Steuersignale verwendet wird.
Wenn das Gespräch beendet ist und jede Partei eingehängt hat, geben die Steuerung 30 und die Steuerschaltung 47 den ISDN-Kanal zwischen dem Schnittstellensystem 40 und der Basis-Transceiver-Station 21 frei. War der Kanal der einzige Kanal, der verwendet wurde, kann auch die ISDN-Verbindung zwischen dem Schnittstellensystem 40 und der Basis-Transceiver-Station 21 freigegeben werden. Diese Freigabe kann verzögert erfolgen, um zu ermöglichen, daß der Benutzer einen weiteren Anruf tätigt, sobald der erste Anruf ausgelöst ist.
Im folgenden ist ein Anruf zum Telefon 1 beschrieben.
Wenn das Telefon 1 angerufen wird, identifiziert die mobile Funkvermittlungsstelle die angerufene Telefonnummer als Nummer, die zu einem Telefon gehört, das gegenwärtig in der Basis-Transceiver-Station 21 registriert ist und lenkt den Anruf über die Basisstations-Steuereinheit 26 zur Basis-Transceiver-Station 21. Die Basisstations-Steuereinheit 26 überprüft zunächst die ID des Telefons 1 anhand ihrer Liste mobiler Einheiten mit dedizierten Kanälen. Die Basisstations-Steuereinheit 26 findet die ID des Telefons in der Liste und modifiziert ihren Betrieb entsprechend. Nachdem die Basisstations-Steuereinheit 26 die ID in der Liste gefunden hat, instruiert sie die Steuerung 30, die ISDN-Nummer des Schnittstellensystems 40 aufzurufen. Ist die ISDN-Verbindung nicht bereits offen, veranlaßt die Basisstations-Steuereinheit 26 als nächstes, daß das Modem 32 sie anwählt, und das Schnittstellensystem 40 veranlaßt dann das Modem 14, den Anruf zu beantworten. Wenn die ISDN-Verbindung einmal offen ist oder bereits offen war, wird die Steuerung 30 über den ISDN-Verbindungskanal informiert, der von der Basisstations-Steuereinheit 26 dem Telefon 1 zugewiesen wird. Diese zeigt dann an, welcher Zeitmultiplex-Schlitz für das angerufene Telefon verwendet werden muß.
Solch ein Telefon enthält bevorzugt eine RF-Schaltungsanordnung zur Übertragung und für den Empfang von Sprach- und Datensignalen, einen weiteren Verbinder mit externem Zugriff und eine Schalteinrichtung, die auf ein Signal anspricht, das an den weiteren Verbinder angelegt wird, um die RF-Schaltungsanordnung zu unterbrechen.
Wenn die Verbindung erstellt ist, sendet die Steuerung 30 ein Zuweisungs-Blindsignal an das Schnittstellensystem. Die Schnittstelleneinheit 11 erkennt das Zuweisungs-Blindsignal und gibt es über die Übertragungsleitung 43a an das Telefon 1 weiter. Das Telefon 1 antwortet dann, als wenn es das Signal von der Antenne 3 erhalten würde und beginnt zu läuten.
Der Teilnehmer hört das Telefon 1 läuten und drückt den Antwortknopf am Telefon 1. Das Telefon 1 und die Steuerung 30 tauschen dann über das Schnittstellensystem Signale aus, um die Verbindung aufzubauen. Wenn die Verbindung zwischen der anrufenden Partei und dem Telefon 1 aufgebaut ist, leitet die Steuerung 47 Sprachsignale zwischen dem Telefon 1 und der Basis-Transceiver-Station 21 im zugewiesenen Verkehrskanal und umgekehrt weiter, bis das Gespräch beendet ist.
Es ist anzumerken, daß die oben beschriebenen Wählverbindungen durch von einem anderen Operator geleaste Leitungen oder durch dedizierte Leitungen ersetzt werden können, die dem Operator des zellularen Netzwerks gehören, und die eine starre Durchschaltung zwischen der Schnittstelleneinheit oder dem Schnittstellensystem und einer Basis-Transceiver-Station vorsehen.
Anstelle der elektrischen/mechanischen Steck-Verbindungen 7/16 und 7/46, wie in den 1, 2 und 7 gezeigt, kann die Verbindung zwischen dem Mobiltelefon und der Schnittstelleneinheit mit Hilfe einer Ultraschall- oder optischen (z. B. Infrarot-) Verbindung erstellt werden, wie im folgenden unter Bezug auf die 9 und 10 beschrieben ist, in denen die Bauteile, die gleichen Merkmale wie die Bauteile in den 1 und 2 aufweisen, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
Das zellulare Telefon 1a von 9 ist ähnlich dem bereits unter Bezug auf 1 beschriebenen Telefon, mit der Ausnahme, daß die Anschlußdose 7 durch eine Ultraschall- oder optische Antenne (Sensor/Transmitter) 96 ersetzt ist, die mit Hilfe eines geeigneten Transceivers 97 mit der Verarbeitungs- und Steuer-Schaltungsanordnung 4 und der RF-Schaltungsanordnung 2 verbunden ist.
Die Schnittstelleneinheit 11a von 10 ist ähnlich der bereits unter Bezug auf 2 beschriebenen Schnittstelleneinheit, mit der Ausnahme, daß der Stecker 16 durch eine Ultraschall- oder optische Antenne (Sensor/Transmitter) 98 ersetzt ist, die zur Antenne 96 im Telefon 1a komplementär ist, und die mit Hilfe eines geeigneten Transceivers 99 mit der Steuerschaltung 12 verbunden ist.
Die Transceiver 97, 99 wandeln Basisbandsignale (entweder herkömmliche analoge Signale oder digitale Signale, solche, wie sie nor malerweise von der Antenne 3 übertragen/empfangen werden bzw. von den Steuereinheiten 4, 12 empfangen werden in Signale um, die für eine Übertragung durch die Antennen 96 bzw. 98 geeignet sind. Bei diesen Signalen kann es sich einfach um eine Modulation des optischen oder des Ultraschallträgers handeln, oder sie können durch die Transceiver 97, 99 zu einem digitalen Format, wie z. B. dem oben erwähnten IrDA-Protokoll, umgewandelt werden. Diese Signale werden dann durch die Antennen 96, 98 übertragen. Die von den Antennen 96, 98 erhaltenen Signale werden erneut von den jeweiligen Transceivern 97, 99 zu analogen oder digitalen Basisbandsignalen für eine weitere Verarbeitung und für eine weitere Übertragung durch die Steuereinheiten 4 bzw. 12 umgewandelt.
Der Betrieb dieses Systems ist im großen und ganzen ähnlich dem Betrieb wie in den 1 und 2. Da jedoch zwischen dem Mobiltelefon 1a und der Schnittstelleneinheit 11a keine elektrische Verbindung besteht, kann es zum Telefon 1a keine externe Stromzufuhr geben, weshalb es zu den Verbindungen elektrischer Energie 7c/16c; 7d/16d; 7e/16e keine äquivalente Verbindung gibt. Das hat zwei weitere Folgen. Als erstes kann die Batterie 5 nicht mit Hilfe der Schnittstelleneinheit 11a aufgeladen werden (separate Ladeeinrichtungen für die Batterie sind daher erforderlich). Wie in 9 gezeigt ist, stellt die Batterie die Versorgungsenergie für die verschiedenen Bauteile 4, 97 etc. dar. Darüberhinaus kann die Erfassung des Vorhandenseins einer Verbindung nicht durch die Erfassung des Vorhandenseins einer Spannung erfolgen, wie das in der Ausführungsform von 1 (Verbindung 7c) möglich ist. Stattdessen ist das Steuergerät 4 derart ausgeführt, daß es auf das Vorhandensein eines Signals am Eingang 4b (erhalten von der Antenne 96) für eine Steuerung des Schalters 6 reagiert. Alternativ dazu kann der Schalter auch manuell gesteuert werden.
Die Anordnung von 7 kann in einer ähnlichen Weise, wie das bei den Adaptionen für 2 der Fall ist, für eine Verwendung durch eine optische oder Ultraschallverbindung angepaßt sein und wie in 10 dargestellt ist.
In den obigen Ausführungsformen ist eine "Drahtverbindung" verwendet, um die Schnittstelleneinheit oder das Schnittstellensystem mit der Basis-Transceiver-Station zu verbinden. Im folgenden ist eine weitere Ausführungsform unter Bezug auf die 11, 12, 13, 14 und 15 beschrieben, die eine drahtlose Verbindung zwischen einem Schnitstellensystem und der Basis-Transceiver-Station verwendet.
In 11 umfaßt ein der Konstruktion nach herkömmliches Zellulartelefon 61 eine Batteriepackung 62, eine Signalverarbeitungs- und Steuerschaltungsanordnung 63 und eine RF-Schaltungsanordnung 64. Das Telefon 61 umfaßt jedoch ferner einen Verbinder 65, der drei einfache Kontakte 65a, 65b, 65c, eine koaxiale Anschlußdose 65d und eine RF-Schaltung 66 aufweist. Der erste Kontakt 65a des Verbinders 65 ist mit einem Steuereingang der Signalverarbeitungs- und Steuerschaltungsanordnung 63 gekoppelt. Der zweite und der dritte Kontakt 65b, 65c sind mit dem negativen bzw. positiven Anschluß der Batteriepackung 62 verbunden. Die RF-Schaltung 66 ist so ausgeführt, daß sie die RF-Schaltungsanordnung 64 in Abhängigkeit von einem Steuersignal von der Signalverarbeitungs- und Steuerschaltungsanordnung 63 entweder mit einer Antenne 67 oder mit der koaxialen Anschlußdose 65d verbindet. Der erste Kontakt 65a des Verbinders 65 ist mit einem Steuereingang der Signalverarbeitungs- und Steuerschaltungsanordnung 63 verbunden. Wenn die Signalverarbeitungs- und Steuerschaltungsanordnung 63 auf dem ersten Kontakt 65a des Verbinders 65 eine Spannung erfaßt, sendet sie an die RF-Schaltung 66 ein Steuersignal zur Verbindung der RF-Schaltungsanordnung 64 mit der koaxialen Anschlußdose 65d und nicht mit der Antenne 67. Die Verbindungen 65b/73b und 65c/73c ermöglichen es, daß die Batterie 5 von der Stromversorgungseinheit 72 aufgeladen wird.
In 12 umfaßt ein entferntes Teil 71 eines Schnittstellensystems eine Haupt-Energieversorgungseinheit 72, die mit der Haupt-Stromversorgungseinheit 19 verbunden ist, sowie einen Verbinder 73, der zur Zusammenarbeit mit dem Verbinder des Telefons 61 ausgeführt ist. Der erste und der dritte Kontakt 73a, 73c des Verbinders 73 sind mit dem +V-Ausgang der Energieversorgungseinheit 72 verbunden, und der zweite Kontakt 73b des Verbinders 73 ist mit dem OV-Ausgang der Energieversorgungseinheit 72 verbunden. Der Verbinder 73 umfaßt einen Koaxialstecker 74. Eine Übertragungsleitung 75 erstreckt sich durch das entfernte Teil 71 und ist über einen Abgriff 76 und eine Abzweigung 77 der Übertragungsleitung 75 mit dem Koaxialstecker 74 verbunden.
In 13 sind mehrere entfernte Teile 71a, 71b bis 71c eines Schnittstellensystems im Abstand über eine Übertragungsleitung 75, beispielsweise ein Koaxialkabel, verteilt. Ein zentraler Teil 79 des Schnittstellensystems ist mit einem Ende der Übertragungsleitung 75 verbunden. Eine Abschlußimpedanz 78 ist mit dem anderen Ende der Übertragungsleitung 75 verbunden.
In 14 umfaßt der zentrale Teil 79 des Schnittstellensystems einen Frequenzumsetzer 80 zur Umsetzung von Signalen von der Übertragungsleitung 75 auf ein Mikrowellenband und zur Umsetzung von Mikrowellensignalen auf das Band, für die das Telefon 61 ausgeführt ist, einen Mikrowellenenergieverstärker 81 zur Verstärkung von Mikrowellensignalen vom Frequenzumsetzer 80, einen Mikrowellenvorverstärker 82 zur Verstärkung von erhaltenen Mikrowellensignalen, bevor sie auf den Frequenzumsetzer 80 angelegt werden, und einen Duplexer 83, der mit dem Ausgang des Energieverstärkers 81, dem Eingang des Vorverstärkers 82 und einem Wellenleiter mit einer Reflektor-Antenne 84 gekoppelt ist.
Gemäß 15 ist die Reflektor-Antenne 84 auf einem Gebäude 85, beispielsweise einem Büroblock, aufgestellt und ist mit einer anderen Reflektor-Antenne 86 an einer Basis-Transceiver-Station 87 ausgerichtet. Die Übertragungsleitung 75 erstreckt sich im wesentlichen durch das Gebäude 85. Die Basis-Transceiver-Station 87 enthält eine UHF-Antenne 88 für die herkömmliche GSM-Kommunikation und einen Rufverarbeitungsapparat 87a. Der Rufverarbeitungsapparat 87a ist mit einer Basisstations-Steuereinheit 90 gekoppelt, die wiederum mit einer Funkvermittlungsstelle 92 gekoppelt ist, die die Verbindung zum PSTN vorsieht.
Da das Schnittstellensystem nur das Band umsetzt, im dem das Telefon 61 betrieben wird, kann die Basis-Transceiver-Station 87 in der Tat zwei Basis-Transceiver-Stationen darstellen, eine arbeitet mit dem herkömmlichen UHF-GSM-Band und verwendet die UHF-Antenne 87, und die andere arbeitet in einem Mikrowellenband und verwendet die Reflektor-Antenne 86.
In den obigen Ausführungsformen stellt eine Schnittstelleneinheit oder ein Schnittstellensystem Kommunikation mit einer herkömmlichen Basis-Transceiver-Station zur Verfügung, die Antennen zur Kommunikation mit mobiler Ausrüstung in ihrer Zelle hat. Die "Basis-Transceiver-Station" jedoch, mit der die Schnittstelleneinheit oder das Schnittstellensystem kommuniziert, kann nur zur Kommunikation mit Schnittstelleneinheiten oder Schnittstellensystemen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt sein. So kann es beispielsweise bei einem großen Bürokomplex wünschenswert sein, daß sich die "Basis-Transceiver-Station" an diesem Komplex befindet und daß der Bedarf an Telefonen, ISDN, geleasten Leitungen oder einer Mikrowellenverbindung entfällt.
Es sind Adapter bekannt, die es ermöglichen, daß Mobiltelefon-Handgeräte in einer Installation verwendet werden, die in einem Fahrzeug montiert ist. Diese Systeme stellen oft ein Mikrophon und einen Lautsprecher zur Verfügung, die einen Betrieb des Telefons möglich machen, ohne dieses in die Hand zu nehmen. Es ist anzumerken, daß solch eine Anordnung mit der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden könnte. Alternativ dazu könnte die Schnittstelleneinheit oder der entfernte Teil des Schnittstellensystems mit einem Handapparat versehen sein, um das Mikrophon und den Lautsprecher des Mobiltelefons zu ersetzen, wenn es in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit der Schnittstelleneinheit oder dem entfernten Teil eines Schnittstellensystems gekoppelt wird. Wenn der Benutzer das Mikrophon und den Lautsprecher des Mobiltelefons selbst nicht verwenden muß, kann es direkt in eine Schnittstelleneinheit oder ein entferntes Teil eines Schnittstellensystems gesteckt werden, ohne daß ein Verbindungskabel notwendig ist.
In der obigen Beschreibung wurde die GSM-Terminologie verwendet. Die vorliegende Verbindung ist jedoch nicht auf das GSM-System beschränkt und kann auch auf andere Systeme angewendet werden, wie z. B. das DAMPS (digital advanced mobile phone system) DCS 1800 (digital communications system 1800 MHz), PCS 1900 (personal communication system 1900 MHz), Japanese PDC (personal digital cellular), US IS-96 CDMA, UMTS (universal mobile telephone system) und FPLMTS (future public land mobile telephone system).
Ferner kann die vorliegende Erfindung auf DECT (digital European cordless telephone) CT2 und Japanese Personal Handyphone systems angewendet werden, die mit intelligenten Festnetzsystemen in Inter aktion sind. Die vorliegende Erfindung kann ferner bei analogen zellularen Telefonsystemen eingesetzt werden.

Claims

Zellulares Telefonsystem, das einen zusätzlichen Kommunikationsweg (17, 75, 84), unabhängig vom System der Zellen des zellularen Telefonsystems zwischen einem Mobiltelefon (1, 61) und einem zellularen Telefongesprächs-Schaltsystem (21, 26, 27, 87, 90, 92), enthält, wobei der Kommunikationsweg umfaßt: eine Schnittstelleneinrichtung (11, 41, 42a ... 42h; 71; 79) zum Vorsehen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Mobiltelefon und dem zellularen Telefongesprächs-Schaltsystem zur Umgehung der Funkantenne (3, 67) des Telefons, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, so daß eine Verbindung von Gesprächen mit dem Mobiltelefon oder vom Mobiltelefon bewirkt wird, indem das zellulare Telefongesprächs-Schaltsystem verwendet wird.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelleneinrichtung mit dem Mobiltelefon mit Hilfe einer optischen oder Ultraschall-Kommunikationsverbindung (96, 98) kommuniziert.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelleneinrichtung mit dem Mobiltelefon mit Hilfe einer elektrischen Verbindung (7, 16; 7, 46; 65, 73) kommuniziert.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Schnittstelleneinrichtung eine Kommunikationsverbindung (16, 45, 98) zum Mobiltelefon für Basisband-Sprach- und Steuerdatensignale liefert.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 4, wobei die Schnittstelleneinrichtung ein Modem (14, 50) umfaßt.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 5, wobei der Kommunikationsweg ein Wählnetz umfaßt.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 5, wobei der Kommunikationsweg einen festen Punkt-zu-Punkt-Signalweg umfaßt.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Schnittstelleneinrichtung (41, 42a ... 42h; 71; 79) zur Lieferung von Kommunikationsverbindungen für mehrere Mobiltelefone zum Telefongesprächs-Schaltsystem ausgeführt ist, und wobei die Bandbreite des Kommunikationsweges für mehrere Gespräche zur gleichen Zeit ausreichend ist.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Schnittstelleneinrichtung eine Kommunikationsverbindung (74) mit der RF-Schaltungsanordnung (64) eines Mobiltelefons für RF-Sprach- und Datensignale liefert.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 9, wobei der Kommunikationsweg eine Übertragungsleitung (75) enthält, und die Schnittstelleneinrichtung eine Einrichtung (74, 76, 77) zur Verbindung der RF-Schaltungsanordnung mit der Übertragungsleitung umfaßt.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 10, wobei der Kommunikationsweg eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung (84, 86) und eine Umsetzer-Einrichtung (80) umfaßt, um die Signale der Übertragungsleitung (75) auf das Betriebsband der Mikrowellenverbindung umzusetzen, und um die Signale, die von der Mikrowellen verbindung erhalten wurden, auf das Betriebsband des Mobiltelefons umzusetzen und sie zur Übertragungsleitung (75) zu senden.
Zellulares Telefonsystem nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei die Schnittstelleneinrichtung (71a ... 71c; 78) eine Verbindung für mehrere Mobiltelefone von der RF-Schaltungsanordnung zur Übertragungsleitung (75) vorsieht.
Schnittstellenapparat zum Vorsehen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Mobiltelefon (1) und einem zellularen Telefongesprächs-Schaltsystem (21, 26, 27) zur Umgehung der Radioantenne (3) des Telefons, wobei der Apparat umfaßt: einen ersten Verbinder (16, 46, 73, 98) zum Austausch von Sprach- und Datensignalen mit einem zellularen Mobiltelefon, einen zweiten Verbinder zur Verbindung des Apparats mit einer Übertragungsleitung (17, 52, 75), und eine Einrichtung zum Austausch der Sprach- und Datensignale über den zweiten Verbinder.
Schnittstellenapparat nach Anspruch 13, wobei der erste Verbinder (16, 46, 73) mit Hilfe einer elektrischen Verbindung (7, 16; 7, 46; 65, 73) mit dem Mobiltelefon kommuniziert.
Schnittstellenapparat nach Anspruch 14, der ferner eine Stromversorgungseinrichtung (15, 45, 72) zur Zufuhr von Strom zum Mobiltelefon über den ersten Verbinder (16, 46, 73) umfaßt.
Schnittstellenapparat nach Anspruch 13, wobei der erste Verbinder (98) zum Austausch von Sprach- und Datensignalen mit Hilfe eines optischen oder Ultraschall-Trägers ausgebildet ist.
Schnittstellenapparat nach einem der Ansprüche 13, 14, 15 oder 16, wobei der erste Verbinder (16, 46, 98) zum Austausch von Basis bandsignalen mit dem Mobiltelefon ausgebildet ist, und die Einrichtung zum Austausch dieser Signale über den zweiten Verbinder (14, 50) ein Modem (14, 50) ist.
Schnittstellenapparat nach Anspruch 17, der eine Steuereinrichtung (12, 47) und eine Wähleinrichtung (14, 50) enthält, wobei die Steuereinrichtung auf zellulare Telefondatensignale vom ersten Verbinder anspricht, um die Wähleinrichtung zur Ausgabe von Telefon- oder ISDN-Wählsignalen über den zweiten Verbinder zu veranlassen.
Schnittstellenapparat nach Anspruch 17 oder 18, der einen oder weitere Verbinder (46) zum Austausch von Sprache und Datensignalen mit weiteren zellularen Mobiltelefonen und einen Multiplexer (49) zum Multiplexen von Signalen vom ersten Verbinder und von weiteren Verbindern umfaßt, wobei das Modem (50) zur Übertragung der Ausgabesignale des Multiplexers (49) ausgeführt ist.
Telefon für ein zellulares Telefongesprächs-Schaltsystem, das eine Verarbeitungs-Schaltungsanordnung (4) und einen Verbinder (7, 96) mit externem Zugriff, wobei der Verbinder mit der Verarbeitungs-Schaltungsanordnung für den Austausch von Basisband-Sprach- und Datensignalen gekoppelt ist, und das eine Funkfrequenz-Transceiver-Schaltungsanordnung (2) zur Kopplung mit der Verarbeitungs-Schaltungsanordnung für den Austausch von Basisband-Sprach- und Datensignalen mit dieser aufweist, und eine RF-Schaltungsanordnung (2) zur Übertragung und zum Empfang von Sprach- und Datensignalen enthält, wobei die Verarbeitungs-Schaltungsanordnung enthält: eine Einrichtung zur Erfassung, ob der Verbinder (7, 96) mit externem Zugriff mit einem komplementären Verbinder kommuniziert, und eine von der Verarbeitungs-Schaltungsanordnung gesteuerte Schalteinrichtung (6) zur Trennung der Verarbeitungs-Schaltungsanordnung von der Transceiver- Schaltungsanordnung, wenn der Verbinder mit externem Zugriff derart verbunden ist, und wobei der erste Verbinder (16, 46, 73) mit dem Mobiltelefon mit Hilfe einer elektrischen Verbindung (7; 65) kommuniziert, und die ferner eine Stromversorgungsverbindung zur Zufuhr von Strom zum Mobiltelefon über die elektrische Verbindung (7, 65) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung so ausgeführt ist, daß die Verbindung von Gesprächen zum Telefon oder von diesem unter Verwendung des zellularen Telefongesprächs-Schaltsystems bewirkt wird.
Telefon nach Anspruch 20, das ferner eine Schalteinrichtung (6) enthält, die auf ein Signal anspricht, das an den Verbinder (7, 96) angelegt wird, um die RF-Schaltungsanordnung zu sperren.
Verfahren zur Verbindung eines Mobiltelefons mit dem Telefongesprächs-Schaltsystem eines zellularen Telefonsystems, das umfaßt: – den Schritt der Erstellung eines zusätzlichen Kommunikationsweges, unabhängig vom System der Zellen des zellularen Telefonsystems, zwischen dem Mobiltelefon und einem stationären Teil des zellularen Telefonsystems, indem eine Kommunikation zwischen Mobiltelefon und einer Schnittstelleneinrichtung eingerichtet wird, wobei die Schnittstelleneinrichtung mit dem Telefongesprächs-Schaltsystem des zellularen Telefonsystems durch einen Kommunikationsweg verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Gesprächen mit dem Mobiltelefon oder von diesem unter Verwendung des zellularen Telefongesprächs-Schaltsystems bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Kommunikation zwischen dem Mobiltelefon und der Schnittstelleneinrichtung die Funktransceiver-Funktionen des Mobiltelefons sperrt.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei der Kommunikationsweg ein Wählnetz aufweist und das Verfahren den Schritt der Zuordnung eines Weges im Wählnetz zwischen dem Mobiltelefon und dem stationären Teil des zellularen Telefonsystems umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Kommunikationsweg ein Kanal einer Wählverbindung mit einer vorhandenen hohen Bandbreite ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei ein Gespräch durch den Aufbau einer Wählverbindung eingerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, wobei die Wählverbindung bei Ende des Gesprächs nur getrennt wird, wenn – gegenwärtig kein anderer Kanal der Wählverbindung verwendet wird und – wenn innerhalb eines vorgegebenen Gesprächsende-Zeitraums keine weiteren Anrufe oder Anrufversuche zum Mobiltelefon erfolgt sind oder vom Mobiltelefon ausgegangen sind.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei der Kommunikationsweg einen festen Punkt-zu-Punkt-Signalweg umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, wobei der stationäre Teil eine Basis-Transceiver-Station des Zellulartelefons ist, wobei die Basis-Transceiver-Station eine Kanalzuordnungseinrichtung zur Zuordnung von Mobiltelefonen zu Kanälen aufweist, um Gespräche für die Mobiltelefone oder von den Mobiltelefonen aufzubauen, wobei, wenn ein Gespräch mit einem Mobiltelefon mit Hilfe des Systems der Zellen aufgebaut wurde, ein Kanal zugeordnet wird, der einen zugehörigen Funkkanal aufweist, der unter mehreren, der Zelle zugeordneten Kanälen ausgewählt ist, und wobei, wenn ein Gespräch mit einem Mobiltelefon mit Hilfe des zusätzlichen Kommunikationsweges aufgebaut wurde, das Gespräch einem dedizierten Kanal zugewiesen wird, der nicht mit einem solchen Funkkanal verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29, wobei die Kommunikation zwischen dem Mobiltelefon und der Schnittstelleneinrichtung mit Hilfe eines optischen oder Ultraschall-Trägers erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29, wobei die Kommunikation zwischen dem Mobiltelefon und der Schnittstelleneinrichtung mit Hilfe einer elektrischen Verbindung erfolgt.