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Hintergrund der Erfindung
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I. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Mehrteilnehmer- bzw.
Multiparty Kommunikationssysteme und insbesondere ein Punkt-zu-Multipunkt
privates Kommunikationsnetzwerk welches direkt innerhalb eines zellularen
oder landleitungsgebundenen Telefonsystems enthalten ist.
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II. Beschreibung des relevanten
technischen Hintergrunds
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Mobiler
zellularer Telefondienst ist seit einiger Zeit in Verwendung und
wurde traditionell durch eine Übertragung
von zentraler Stelle bzw. Standort aus mit hoher Leistung zu einer
begrenzten Anzahl von mobilen oder portablen Einheiten in einem
großen
geographischen Gebiet charakterisiert. In frühen zellularen Systemen war.
nur eine begrenzte Anzahl von Funkkanälen verfügbar, was die Anzahl von Funktelefonunterhaltungen
innerhalb eines gesamten großstädtischen
Gebiets auf die Anzahl von verfügbaren
Kanälen
beschränkte.
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Moderne
zellulare Funktelefonsysteme haben eine vergleichsweise große Anzahl
von Funkkanälen,
welche durch Verwendung von identischen Kanalfrequenzen innerhalb
der verschiedenen kleineren Abdeckungsgebiete (das heißt „Zellen"), welche ein gegebenes
Dienstgebiet enthalten, effektiv multipliziert werden können. Jede
Zelle weist einen zellseitigen Sender bzw. Zellstandortsender, oder Basisstation,
auf, welche bei einem Leistungspegel sendet, welcher derart ausgewählt ist,
um Signalempfang an der Zellgrenze sicherzustellen ohne unangemessen
mit dem Empfang in angrenzenden Zellen zu interferieren. Dies erlaubt,
dass Kanalfrequenzen, welche in einer Zelle verwendet werden, in
einer anderen Zelle erneut verwendet werden, welche davon geographisch
beabstandet ist, gemäß einem
vorbestimmten Plan. Somit kann eine große Anzahl von Kanälen in einem
großstädtischen
Gebiet verfügbar gemacht
werden und der hierdurch bereit gestellte Dienst kann identisch
zu einem gewöhnlichen
drahtgebundenen Telefon sein.
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Verschiedene
Standards existieren für
die Implementierung von zellularen Telefonkommunikationen. Diese
Standards umfassen den advanced mobile phone system (AMPS), global
system for mobile communication (GSM), und Codemultiplex-Vielfachzugriff
(CDMA = code devision multiple access). Die Spreizspektrum Modulationstechnik
von CDMA hat signifikante Vorteile gegenüber den Modulationstechniken
für Vielfachzugriffkommunikationssysteme. Zum
Beispiel führt
die Verwendung von CDMA zu einer wesentlich höheren spektralen Effizienz
als unter Verwendung von anderen Vielfachzugriffsschemata erreicht
werden kann.
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Obwohl
neuere Entwicklungsanstrengungen CDMA und anderen zellularen Systemen
ermöglicht haben,
effektiv „Punkt-zu-Punkt" Kommunikationsverbindungen
zwischen Benutzern vorzusehen, haben verschiedene öffentliche
und private Agenturen trotzdem damit fortgefahren, sich auf dedizierte Landmobilfunk
(LMR = land mobile radio) Kommunikationsnetzwerke zu verlassen.
Dies resultiert aus der Unfähigkeit
von zellularen Systemen, „Punkt-zu-Multipunkt" Kommunikationsnetzwerke unter
einem Satz von teilnehmenden Benutzern aufzubauen. Zum Beispiel
verwenden lokale Strafverfolgungsbehörden LMR Netzwerke, in welchen
ein geschlossenes Funkkommunikationssystem durch Repeater-Stationen
aufgebaut wird. Solche geschlossenen LMR Netzwerke sind oftmals
charakterisiert durch push-to-talk bzw. drücken-zum-Sprechen (PTT) Betrieb,
in welchem Benutzer eine Sprachtaste auf dem Handgerät oder ähnliches
drücken,
wenn sie wünschen,
Sprachinformation zu anderen teilnehmenden Benutzern auszusenden.
Jedoch beschränkt
die Unmöglichkeit
des Vorsehens von Umsetzerstationen über ein großes geographisches Gebiet die
Ausdehnung, in welcher der Satz an teilnehmenden Benutzern geographisch
verbreitet sein kann.
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Obwohl
sowohl zellulare wie auch konventionelle Landleitungstelefonsysteme
dazu in der Lage sind, die Kommunikation zwischen weit beabstandeten Benutzern
zu vereinfachen, wurden geschlossene Kommunikationsnetzwerke des
PTT Typs bis jetzt nicht in eines der beiden Systemtypen eingebaut. Dies
kann teilweise darin begründet
sein, dass es keinen geeigneten Mechanismus zum automatischen Zusammenbringen
eines identifizierten Satzes von Benutzern in ein solches geschlossenes
Netzwerk gibt. Ferner sind, auch wenn ein solcher Mechanismus verfügbar wäre, beide
Typen von Systemen leicht angreifbar durch unautorisierte Dritte
und sind somit nicht geeignet für
sichere Kommunikation.
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Die
Kapazität
für Konferenzanrufe,
welche sowohl durch zellulare wie auch durch Landleitungsträger bereitgestellt
wird ist also ein nicht geeigneter Ersatz für ein Kommunikationsnetzwerk
des PTT Typs. Insbesondere erfordern Konferenzanrufe zwischen Benutzern
mit verschiedenen zellularen oder Landleitungssystemen einigen Grad
von vorangehender Koordination mit dem verantwortlichen Dienstprovider.
Darüber
hinaus werden in vielen Konferenzanrufsystemen die Informationssignale von
dem Konferenzanrufteilnehmer kombiniert und das resultierende zusammengesetzte
Signal wird universell zu jedem solchen Teilnehmer geliefert. Dies
schließt
effektiv separate Verschlüsselung
von jeden solchen Informationssignalen als ein Mittel für die Erhöhung von
Kommunikationssicherheit aus, weil die separat verschlüsselten
Informationssignale im Allgemeinen nicht aus dem zusammengesetzten Signal
zurück
erhaltbar sein würden.
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EP-A-0676906
beschreibt eine Sprach- und Dienstsignalübertragungsprozedur. Die digitalisierte Sprache
und Dienstsignale werden jeweils zu einem Teilnehmersystem über einen
B Kanal geliefert. Das System verwendet eine Durchschalteeinheit
um die Sprachsignale direkt zu einem Steuerungsmodul weiter zu leiten.
Das Durchschaltegerät
leitet auch die Dienstsignale zu dem Steuerungsmodul über einen
Beobachtungsschaltkreis weiter. Das Steuerungsmodul ist mit einem
speziellen Terminal verbunden. Der Beobachtungsschaltkreis konvertiert
die Dienstsignale von dem B Kanal zu einem jeweiligen D Kanal und
liefert diese zu dem Steuerungsmodul. Das Steuerungsmodul und der Überwachungsschaltkreis
sind konstruiert als spezielle periphere Module in einem kommerziell
verfügbaren
Teilnehmersystem. Daten werden somit gemäß einem Standardprozess übertragen.
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US-A-5119375
beschreibt ein System und ein Verfahren zur drahtlosen Übertragung
von Informationssignalen zwischen einer Basisstation und einer Vielzahl
von Teilnehmerstationen. Eine Basisstation empfängt ein Informationssignal
von Stammleitungen zur Übertragung über eine
Hochfrequenzverbindung zu einer vorbestimmten Empfangseinheit, welche
dazu in der Lage ist, das Informationssignal zu empfangen und zu
verarbeiten. Das Informationssignal wird pfadweise zugeordnet zum
Verarbeiten des Informationssignals, welches über die Hochfrequenzverbindung übertragen
werden soll. Das Informationssignal wird gesampelt in einer vorbestimmten Art
und Weise und gemäß dem zugeordneten
Kanal verarbeitet, um Signalsampels zu erzeugen, welche anzeigend
für das
Informationssignal sind. Die Signalsampels können rekonstruiert werden bei
der vorbestimmten Empfangseinheit, um im Wesentlichen die gleiche
Information wie das Informationssignal, welches vor der Verarbeitung
bereit gestellt wurde, bereit zu stellen, wobei der Kompressionsschritt
zu einem selektiven Löschen
von vorbestimmten Teilen der Signalsampels derart führt, dass
es im Wesentlichen nicht degradierte rekonstruierte Signalsampels geben
wird. Die komprimierten Signalsampels, welche anzeigend für Informationssignale
sind, werden in vorbestimmten diskreten Positionen von sich wiederholenden
Segmenten eines Übertragungssignalkanals
platziert, und über
eine Funkverbindung zu der vorbestimmten Empfangseinheit gesendet.
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Dementsprechend
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein privates Kommunikationsnetzwerk
direkt innerhalb eines zellularen und/oder Landleitungstelefonssystems
derart einzubauen, dass die Erfordernis für Vorabkommunikation mit einem Dienstprovider
umgangen wird.
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Es
ist ein anderes Ziel der Erfindung dass das private Kommunikationsnetzwerk
ein LMR Netzwerk charakterisiert durch PTT Betrieb emuliert.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, dass die
Steuerung des privaten Kommunikationsnetzwerks innerhalb eines Netzwerkrufmanagers
residiert, welcher separat mit einem existierenden Landleitungstelefonsystem
verbunden ist.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, dass Verschlüsselungstechniken
dazu in der Lage sind, innerhalb des privaten Kommunikationsnetzwerks
als ein Mittel der Erhöhung
der Kommunikationssicherheit angewendet zu werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein privates Kommunikationsnetzwerk über eine
Vielzahl von teilnehmenden Benutzern gerichtet, welche unter Verwendung
eines öffentlichen
Telefonnetzwerks (PSTN = public switched telephone network) kommunizieren.
Jeder teilnehmende Benutzer verwendet entweder ein mobiles Landleitungstelefon,
welches direkt mit dem PSTN verbunden ist, oder verwendet ein modifiziertes
Mobiltelefon, welches operativ mit dem PSTN durch ein drahtloses
Kommunikationssystem verbunden ist. Das private Kommunikationsnetzwerk umfasst
einen Netzwerkrufmanager, welcher ein Telefonnetzwerkinterface zum
Aufbauen einer Telefonverbindung über jede einer Vielzahl von
Telefonleitungen des PSTN hat. Jede der Vielzahl von Telefonleitungen
ist mit einer der Vielzahl von teilnehmenden Benutzern verbunden.
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Der
Netzwerkrufmanager weist ferner eine Telefonleitungsschaltmatrix
auf, welche mit dem Telefonnetzwerkinterface verbunden ist, um ein
Informationssignal, welches von einem aktiven teilnehmenden Benutzer über eine
ausgewählte
Telefonleitung empfangen wurde, zu den verbleibenden nicht aktiven
teilnehmenden Benutzern zu liefern. Ein Netzwerkmanagercontroller
bzw. eine Netzwerkmanagersteuerung identifiziert den aktiven teilnehmenden
Benutzer auf der Basis von Sprachanforderungssignalen, nämlich push-to-talk (PTT) Anforderungssignalen,
welche von den Telefonen der teilneh menden Benutzer über die
Vielzahl von Telefonleitungen empfangen werden. Der aktive Benutzer
kann zum Beispiel als der teilnehmende Benutzer identifiziert werden,
von welchem ein PTT Anforderungssignal zuerst empfangen wurde, nachdem
der vorhergehende aktive Benutzer Sprachprivilegien aufgegeben hat.
Alternativ kann der aktive Benutzer unter Verwendung von vorbestimmten
Benutzerprioritätskriterien
ausgewählt
werden, um alle PTT Anforderungssignale welche durch den Netzwerkrufmanager
in eine Schlange gestellt wurden, zu evaluieren.
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Das
Telefongerät
von jedem teilnehmenden Benutzer wird typischerweise sowohl zu Standardtelefonbetrieb
wie auch zu PTT Betrieb über
das private Kommunikationsnetzwerk in der Lage sein. Wenn es für PTT Betrieb
konfiguriert ist empfängt
jedes Telefongerät
Eingangs- Sprach- oder Dateninformation von einem teilnehmenden
Benutzer und verarbeitet diese digital. Die resultierenden Sprach-
oder Datenpakete, wie auch irgendwelche PTT Anforderungssignale,
welche durch den teilnehmenden Benutzer veranlasst werden, werden
dann zu einem Modem zur rückgerichteten
Verbindungsübertragung über das
PSTN zu dem Telefonnetzwerkinterface über den Netzwerkrufmanager
geliefert. Die Sicherheit des PTT privaten Netzwerks kann erhöht werden,
in dem jedes Telefongerät
zur Verschlüsselung
von allen solchen rückwärtigen Verbindungsübertragungen konfiguriert
wird, wie auch zur korrespondierenden Entschlüsselung der vorwärts gerichteten
Information von dem aktiven teilnehmenden Benutzer.
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Somit
wird gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Netzwerkrufmanager
gemäß Anspruch
1 vorgesehen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt wird ein Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch
9 vorgesehen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Aufbauen einer privaten Mehrteilnehmer- bzw.
Multiparty-Telefonverbindung unter einer Vielzahl von push-to-talk
anforderungsfähigen
Telefongeräten
in einem Kommunikationssystem gemäß Anspruch 21 vorgesehen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Zusätzliche
Ziele und Merkmale der Erfindung werden leichter offensichtlich
werden von der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen, wenn
sie zusammen mit den Zeichnungen genommen werden, wobei folgendes gilt:
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1 repräsentiert
illustrativ die Elemente eines exemplarischen Telefonsystems innerhalb
dessen ein PTT Punkt-zu-Multipunkt privates Kommunikationsnetzwerk
aufgebaut werden kann;
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2 ist
ein Blockdiagramm eines exemplarischen Netzwerkruf- bzw. -anrufmanagers
des PTT privaten Netzwerks;
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3A zeigt
ein Blockdiagramm eines Landleitungs PTT Dualmodus Telefons, welches
einen Sendeabschnitt und einen Empfangsabschnitt enthält;
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3B zeigt
das Landleitungs Dualmodus PTT Telefon von 3A, modifiziert
um Verschlüsseln
der Kommunikation innerhalb eines PTT privaten Netzwerks zu erleichtern;
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4 ist
ein Blockdiagramm eines AMPS Dualmodus PTT Telefons;
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5 ist
ein Blockdiagramm eines CDMA zellularen Telefons, welches zur Verwendung
innerhalb eines PTT privaten Netzwerks konfiguriert ist;
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6 sieht
ein funktionales Blockdiagramm eines Netzwerkrufmanagers vor, welcher
ausgebildet ist, zur Verwendung innerhalb eines PTT privaten Netzwerks
in welchem Signalisierung unter Verwendung von analogen Tönen ausgeführt wird;
und
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7 zeigt
ein Landleitungstelefon, welches für Kommunikationen mit einem
Netzwerkrufmanager unter Verwendung von analogen Tönen konfiguriert
ist.
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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I. Struktur
eines PTT privaten Netzwerks
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1 repräsentiert
illustrativ die Elemente eines exemplarischen Telefonsystems innerhalb
dessen ein PTT Punkt-zu-Multipunkt privates Kommunikationsnetzwerk
(„PTT
privates Netzwerk")
aufgebaut werden kann. Unter Bezugnahme auf 1 weist
das exemplarische Telefonsystem ein öffentliches Telefonnetzwerk
(PSTN) 10, ein CDMA zellulares Kommunikationssystem 14 und
ein analoges (AMPS) zellulares Kommunikationssystem 18 auf. Das
CDMA System 14 sieht Dienst für CDMA kompatible mobile Funktelefone
(„CDMA
Mobilgeräte") 22 und 24 vor,
während
das AMPS System 18 die Kommunikation mit Benutzern von
AMPS kompatiblen mobilen Funktelefonen („AMPS Mobilgeräte") 28 und 30 erleichtert.
Ein Netzwerkrufmanager, welcher durch eine Vielzahl von T1 Kanälen 44 mit
dem PSTN 10 verbunden ist, wird wie nachfolgend beschrieben betrieben,
um ein privates Kommunikationsnetzwerk unter einer korrespondierenden
Vielzahl von teilnehmenden Benutzern innerhalb des exemplarischen Telefonsystems
von 1 zu erzeugen.
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Das
private Kommunikationsnetzwerk kann teilnehmende Benutzer beinhalten,
welche durch eines oder mehrere der CDMA und AMPS zellularen Systeme 14 und 18 bedient
werden, und/oder kann einen oder mehrere teilnehmende Benutzer beinhalten,
welche direkt mit dem PSTN 10 durch modifizierte Landleitungstelefone
wie das Telefon 48 verbunden sind. Obwohl CDMA und AMPS
zellulare Systeme als eingebaut innerhalb des exemplarischen Ausführungsbeispiels
von 1 gezeigt sind, soll es verstanden werden dass
die Lehren der vorliegenden Erfindung für andere zellulare Luftinterfacestandards wie
zum Beispiel global system for mobile communication (GSM) und Zeitmultiplex-Vielfachzugriff
(TDMA = time devision multiple access) relevant sind. Eine kurze
Beschreibung der konstituierenden Elemente der CDMA und AMPS zellularen
Kommunikationssysteme 14 und 18, welche in 1 gezeigt sind,
wird vor der Diskussion der Betriebsprinzipien der Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung gegeben.
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Das
CDMA zellulare Kommunikationssystem 14 weist eine Vielzahl
von Zellen auf, von welchen zwei in 1 als zellseitig
enthalten (das heißt „Basisstationen") 56 und 58 identifiziert
sind. Jede Zelle kann in eine Anzahl von Sektoren partioniert sein,
wo Kommunikationen mit CDMA Mobilgeräten 22 und 24 innerhalb
eines gegebenen Sektors durch einen zellseitigen Übertrager
hantiert wird, welcher Funkabdeckung über den Sektor vorsieht. Die
Basisstationen 56 und 58 werden betrieben, um
die Signale, welche einem Funkübertrager
innerhalb jedes CDMA Mobilgeräts
ermöglichen,
zu empfangen und zu senden, um mit dem PSTN 10 zu kommunizieren.
In dem CDMA System 14 werden Datenpakete in dem über-die-Luft
Austausch von Informationen zwischen den Basisstationen 56 und 58 und
den CDMA Mobilgeräten 22 und 24 verwendet.
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Telefonanrufe
werden durch die zellseitigen Basisstationen 56 und 58 zwischen
den CDMA Mobilgeräten 22 und 24 und
einer CDMA Mobilvermittlungsstelle (MSC = mobile switching center) 60 weitergeleitet,
welche typischerweise innerhalb eines Mobiltelefonvermittlungsstelle
(nicht gezeigt) angeordnet ist. Der Hauptzweck der MSC 60 ist,
Sprachpfadverbindungen zwischen den CDMA Mobilgeräten 22 und 24 und
dem PSTN 10 vorzusehen. Hierzu führt die MSC 60 Funktionen
wie das Bewerten von Daten zwischen einem MSC Modem 62 und
CDMA Mobilgeräten 22 und 24 im
Weg der geeigneten CDMA Basisstation 56 oder 58 aus.
Die MSC 60 führt auch
andere Aufgaben aus, einschließlich
Paging eines CDMA Mobilgerätes
wenn ein Anruf von dem PSTN 10 empfangen wird, und das
Schalten von Anrufen zu verfügbaren
PSTN Leitungen über
eine Vielzahl von T1 Kanälen 64.
Ein Satz von MSC Modems 62 dient zur Konvertierung der
digitalen Informationssignale, welche von den CDMA Mobilgeräten 22 und 24 empfangen
wurden, in analoge Signale, welche geeignet sind zur Übertragung über das
PSTN 10, und konvertiert ebenfalls analoge Signale von
dem PSTN 10 zu digitalen Signalen, welche nachfolgend zu
den CDMA Mobilgeräten 22 und 24 geliefert
werden.
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Das
AMPS zellulare Kommunikationssystem 18 weist auch eine
Anzahl von Zellen auf, wovon zwei in 1 als zellseitige
Basisstationen 70 und 72 enthaltend identifiziert
sind. Jede Zelle kann in eine Vielzahl von Sektoren partioniert
sein, wo Kommunikationen mit AMPS Mobilgeräten 28 und 30 innerhalb eines
gegebenen Sektors durch einen zellseitigen Übertrager gehandhabt werden,
welcher Funkabdeckung über
den Sektor vorsieht. Telefonanrufe werden durch die zellseitigen
Basisstationen 70 und 72 zwischen den AMPS Mobilgeräten 28 und 30 und
einer AMPS Mobilvermittlungsstelle (MSC = mobile switching center) 76,
welche mit dem PSTN 10 über eine
Vielzahl von T1 Kanälen 80 verbunden
ist, weitergeleitet.
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II. Betrieb des PTT Privat-Netzwerks
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Unter
Zuwendung nun auf 2 wird Bezug genommen auf ein
Blockdiagramm eines exemplarischen Netzwerkrufmanagers 40 in
der Beschreibung des Betriebs des PTT Privat-Netzwerks. Die Art
und Weise, in welcher die Landleitungs- oder zellularen Telefone,
welche mit jedem teilnehmenden Benutzer verbunden sind, zur Kooperation
mit dem Netzwerkrufmanager 40 konfiguriert sind wird unten
stehend mit Bezug auf die 3 bis 5 beschreiben.
Im Folgenden werden Kommunikationsverbindungen von dem modifizierten
Landleitungstelefon 48, von den AMPS Mobilgeräten 28 und 30 und
von den CDMA Mobilgeräten 22 und 24 zu
dem Netzwerkrufmanager 40 über das PSTN 10 „Rückverbindungen" genannt. Von der
Rückverbindung
welche dem teilnehmenden Benutzer zugeordnet ist, welcher derzeit durch
den Netzwerkrufmanager 40 als der aktive teilnehmende Benutzer
bezeichnet ist, wird angenommen, dass sie nur eine der Rückverbindungen
ist, welche gültige
Sprach- oder Dateninformation tragen. Alle anderen Rückverbindungen
sind verfügbar zur
Verwendung in dem Vorsehen von Signalisierungsinformation zu dem
Netzwerkrufmanager 40. Jede „Vorwärtsverbindung" durch das PSTN 10 von dem
Netzwerkrufmanager 40 zu jedem teil nehmenden Benutzer trägt die Sprache
oder Dateninformation, welche durch den aktiven teilnehmenden Benutzer
geliefert wird. Wie hierin beschrieben ist wird der Netzwerkrufmanager 40 bei
jeder neuen Identifikation eines aktiven Benutzers erneut konfiguriert.
Diese erneute Konfiguration führt
dazu, dass die Rückverbindungs-
Sprach- oder Dateninformation von dem neu identifizierten aktiven
Benutzer zu den Vorwärtsverbindungen,
welche mit all den anderen teilnehmenden Benutzern verbunden sind,
geliefert wird, einschließlich
der Vorwärtsverbindung
des vorhergehenden aktiven teilnehmenden Benutzers.
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Der
Netzwerkrufmanager 40 weist einen Netzwerkcontroller 90 auf,
in welchem mindestens eine Liste von Telefonnummern, welche den
teilnehmenden Benutzern eines ersten PTT privaten Netzwerks zugeordnet
sind gespeichert ist. Wenn es gewünscht wird, auf das erste PTT
private Netzwerk zu zugreifen wählt
ein anrufender teilnehmender Benutzer eine Zugangsnummer welche
das erste PTT private Netzwerk identifiziert. Der Netzwerkcontroller 90 kann
auch andere Listen von teilnehmenden Benutzern speichern, wobei
jede Liste einer einzigartigen Zugriffsnummer zugeordnet ist und
ein separates PTT privates Netzwerk definiert.
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Der
Netzwerkrufmanager 40 ist ausgebildet, um für das PSTN 10 zu
erscheinen, wie es ein privates Zweignetzwerk (PBX = private brunch
exchange) Austausch-System tun würde,
und somit kann der Anruf, welcher durch den aktiven teilnehmenden
Benutzer platziert wurde, über
jeden der T1 Kanäle 44 empfangen
werden. In dieser Hinsicht wird ein Telefonnetzwerk T1 Interface 92 zum
Ausbilden einer Verbindung zwischen dem T1 Kanal 44, welcher
dem anrufenden teilnehmenden Benutzer zugeordnet ist, und einem
oder einer Vielzahl von Netzwerkmanagermodems 98 geliefert.
Wie hierin beschrieben ist dient das T1 Interface 92 auch
dazu, um verschiedene andere der Netzwerkmanagermodems 98 zu
solchen der T1 Kanäle 44,
welche anderen teilnehmenden Benutzern zugeordnet sind, zu verbinden.
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Wenn
der anrufende teilnehmende Benutzer durch das CDMA zellulare System 14 bedient
wird, wird eine Telefonverbindung aufgebaut wenn das Netzwerk-Anruf-Managermodem 98', welches mit dem
T1 Kanal 44 verbunden ist und den einkommenden Anruf empfängt, mit
dem Modem der MSC Modems 62 (1), welches
dem Anruf zugeordnet ist, synchronisiert wird. Für einen anrufenden teilnehmenden
Benutzer, welcher ein Landleitungstelefon oder ein AMPS zellulares
Telefon hat, wird eine ähnliche
Telefonverbindung bei der Synchronisation eines internen Modems
(3A und 4) innerhalb des Telefons des
teilnehmenden Benutzers und des Netzwerkmanagermodems 98', welches den
einkommenden Anruf empfängt,
aufgebaut. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel weist das Netzwerkmanagermodem 98 zum
Beispiel so genannte „AMPS
Modems" auf, welche
insbesondere für über-die-Luft
Informationsübertragung
gut geeignet sind.
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Bei
einem ankommenden Anruf zu einem PTT privaten Netzwerk, welcher
von einem teilnehmenden Benutzer über einen der T1 Kanäle 44 empfangen
wird benutzt das T1 Interface 92 Standardtechniken um die
Zugriffsnummer zu bestimmen, welche während des Aufbauens des Anrufs
gewählt wurde.
Die gewählte
Zugriffsnummer, welche einem gegebenen PTT privaten Netzwerk entspricht
wird durch das T1 Interface 92 zu dem Netzwerkcontroller 90 kommuniziert.
Das T1 Interface verbindet auch den T1 Kanal 44, welcher
dem anrufenden teilnehmenden Benutzer zugeordnet ist zu einem verfügbaren Netzwerkmanagermodem
(zum Beispiel Netzwerkmanagermodem 98'). Wenn die Modemsynchronisation
einmal erreicht wurde kann der Netzwerkcontroller 19 erfordern,
dass der anrufende Benutzer Authentifikationsinformation, welche
zum Verifizieren der Teilnehmerschaft des anrufenden Benutzers in
dem PTT privaten Netzwerk wie identifiziert durch die angerufene
Zugriffsnummer verwendet wird liefert. Bei der Bestätigung einer
solchen Teilnehmerschaft kann der Netzwerkcontroller 90 entweder
das T1 Interface 92 oder ein ausgewähltes Netzwerkmanagermodem 98 anweisen,
ein Paging der verbleibenden teilnehmenden Benutzer des identifizierten
PTT privaten Netzwerks zu initiieren. Es sei erwähnt, dass in alternativen Ausfüh rungsbeispielen das
T1 Interface 92 ein E1 Interface oder verschiedene andere
digitale oder „PBX
typische" Interfaces aufweisen
kann.
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Wenn
ein erster der anderen teilnehmenden Benutzer des identifizierten
PTT privaten Netzwerks einen Netzwerkpage (das heißt ein Telefonanruf)
beantwortet, welcher durch die anrufenden Netzwerkmanagermodems 98 ausgelöst wird,
oder durch das T1 Interface 92, tritt ein Modemsynchronisationsprozess ähnlich zu
dem Typus, welcher oben stehend beschrieben wurde, noch mal auf.
Insbesondere, wenn der anrufende teilnehmende Benutzer durch ein
AMPS oder Landleitungstelefon bedient wird tritt Modemsynchronisation
zwischen dem Modem intern zu dem Telefon des anrufenden teilnehmenden
Benutzers (3A und 4) und demjenigen
des Netzwerkmanagermodems 98 auf. Wenn der anrufende teilnehmende
Benutzer durch das CDMA zellulare System 14 bedient wird
tritt Modemsynchronisation zwischen dem anrufenden Netzwerkmanagermodem 98 und
einem der MSC Modems 92 (1) auf.
Es soll verstanden werden dass die MSC Modems 62 nicht
physikalisch in der Nähe
der MSC 60 sein müssen,
sondern irgendwo innerhalb der Telefonsysteminfrastruktur angeordnet
sein können.
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Wenn
das anrufende Netzwerkmanagermodem 98 eine solche Synchronisation
erreicht, erzeugt es ein CONNECT Signal, welches durch den Netzwerkcontroller 90 detektiert
wird. Der Netzwerkcontroller 90 kann dann das anrufende
Netzwerkmanagermodem 98' anweisen,
ein CONNECT Signal zu dem teilnehmenden Benutzer zu senden, welcher
ursprünglich
die Zugriffsnummer des identifizierten PTT privaten Netzwerks wählt. Der
Netzwerkkontroller kann auch periodisch jedem authentifizierten
partizipierenden teilnehmenden Benutzer des PTT privaten Netzwerks
eine Liste senden, welche auf dem Telefon jedes authentifizierten
Benutzers der anderen derzeitigen partizipierenden teilnehmenden
Benutzer angezeigt wird.
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Ein
PTT Controller 104 wird zum Verleihen von Sprach- oder
Datenübertragungsprivilegien
unter den zwei oder mehreren teilnehmenden Benutzern, welche mit
dem identifizierten PTT privaten Netzwerk verbunden sind, vorge sehen.
Insbesondere ist der PTT Controller 104 ansprechend auf
PTT Anforderungssignale („PTT
Anforderungen"),
welche durch die Landleitungs- oder zellularen Telefone, welche
den teilnehmenden Benutzern des identifizierten PTT privaten Netzwerks
zugeordnet sind, erzeugt werden. Jede PTT Anforderung wird bei dem Telefon
eines teilnehmenden Benutzers entweder in Antwort auf manuelle Betätigung eines
PTT Schalters oder in Antwort auf detektierte Sprachaktivität des teilnehmenden
Benutzers erzeugt. Eine PTT Anforderung von einem gegebenen teilnehmenden
Benutzer wird durch das Modem 98, welches dazu zugeordnet
ist, detektiert, welches das PTT Signal zu dem PTT Controller 104 liefert.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
erklärt
der PTT Controller 104 demjenigen, von welchem die erste
PTT Anforderung empfangen wurde folgend auf die Freigabe von Netzwerksprachprivilegien
durch einen vorhergehenden aktiven teilnehmenden Benutzer empfangen
wurde als derzeitigen aktiven teilnehmenden Benutzer. Netzwerksprachprivilegien
werden durch den vorhergehenden aktiven teilnehmenden Benutzer freigegeben,
im Fall der manuellen PTT Signalisierung, beim Freigeben der Betätigung des
PTT Schalters des Telefons des Sprechers. In dem Fall von sprachaktivierter
PTT Signalisierung werden Netzwerksprachprivilegien beim Auftreten
einer Pause von vorbestimmter Länge
freigegeben.
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel werden
PTT Anforderungen, welche vor der Freigabe von Netzwerksprachprivilegien
durch den derzeitigen aktiven teilnehmenden Benutzer empfangen wurden in
eine Warteschlange gestellt. Wenn der derzeitige aktive teilnehmende
Benutzer nachfolgend Netzwerksprachprivilegien freigibt werden die
in eine Warteschlange gestellten PTT Anforderungen gemäß vorbestimmten
Kriterien bewertet, um den nächsten
aktiven teilnehmenden Benutzer zu bestimmen. Solche vordefinierten
Kriterien können
zum Beispiel Priorität
von teilnehmenden Benutzern, wie auch die Reihenfolge des Empfangs
der in eine Warteschlange gestellten Anforderungen aufweisen.
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Der
Netzwerkrufmanager 40 kann noch andere Techniken zum Auswählen eines
neuen aktiven teilnehmenden Benutzers auf der Basis der empfangenen
PTT Anforderungen verwenden. Zum Beispiel kann jedem teilnehmenden
Benutzer eines gegebenen PTT privaten Netzwerks ein relativer Pegel
von Priorität
innerhalb des Netzwerks zugeordnet sein. In diesem Fall, wenn eine
PTT Anforderung von einem teilnehmenden Benutzer von höherer Priorität als der derzeitige
aktive teilnehmende Benutzer empfangen wird unterbricht der Netzwerkrufmanager 40 den
derzeitigen aktiven Benutzer und erteilt Netzwerksprachprivilegien
zu dem teilnehmenden Benutzer mit höherer Priorität. Es ist
auch möglich,
dass jedem teilnehmenden Benutzer erlaubt wird, seine Priorität innerhalb
vorbestimmten Grenzen, welche dem Netzwerkrufmanager 40 bekannt
sind, zu ändern,
um ein Mittel vorzusehen Netzwerksprachprivilegien bei zwingenden
Umständen
zu Erhalten.
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Nachdem
ein neuer aktiver teilnehmender Benutzer durch den PTT Controller 104 auf
der Basis der empfangenen PTT Anforderungen identifiziert wurde
konfiguriert der PTT Controller 104 einen Multicastschalter 110,
um die Rückverbindungs-Sprache oder
Dateninformation exklusiv von dem Modem 98, welches dem
derzeitigen aktiven teilnehmenden Benutzer zugeordnet ist, zu akzeptieren.
Dies bedeutet, dass die Rückverbindungsinformation
von jedem der anderen Modems 98, von welchen jedes einen
der verbleibenden (das heißt
nichtaktiven) teilnehmenden Benutzer zugeordnet ist, durch den Multicastschalter 110 ignoriert
wird. Der PTT Controller konfiguriert auch den Multicastschalter 110,
um die Rückverbindungsinformation,
welche von dem neu identifizierten aktiven teilnehmenden Benutzer
akzeptiert wurde, zu den Modems 98 zu liefern, welche jedem nicht
aktiven teilnehmenden Benutzer zugeordnet sind. Weil PTT Anforderungen
nur auf den Rückverbindungen
von nichtaktiven teilnehmenden Benutzern gesendet werden interferieren
solche PTT Anforderungen vorteilhafterweise nicht mit dem Empfang
von Rückverbindungsinformation
von dem aktiven teilnehmenden Benutzer.
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Obwohl
die Vorwärtsverbindungen
von jedem PTT privaten Netzwerk normalerweise verwendet werden,
um Sprach- oder Dateninformation von dem ak tiven teilnehmenden Benutzer
zu allen anderen teilnehmenden Benutzern zu tragen kann der Netzwerkcontroller 90 auch
Systemstatusinformation über
die Vorwärtsverbindungen
während
Pausen oder Lücken
von Informationsübertragung
durch den aktiven teilnehmenden Benutzer senden. In einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
umfasst diese Systemstatusinformation das Folgende:
- i) berechtigte teilnehmende Benutzer (Telefonnummer, Name, Priorität) eines
gegebenen PTT privaten Netzwerks,
- (ii) teilnehmende Benutzer (Telefonnummer, Name, Priorität), welche
derzeit mit dem gegebenen PTT privaten Netzwerk verbunden sind,
- (iii) der derzeitige aktive teilnehmende Benutzer (Telefonnummer,
Name, Priorität),
und
- (iv) die Warteschlange von teilnehmenden Benutzern (Telefonnummer,
Name, Priorität,
Reihenfolge der Anforderung) welche PTT Anforderungen zu dem PTT
Controller 104 geliefert haben.
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Diese
Netzwerkstatusinformation wird durch die Telefone, welche den teilnehmenden
Benutzern zugeordnet sind, empfangen und angezeigt. Der folgende
Abschnitt liefert eine Beschreibung von speziellen Implementierungen
von PTT Dualmodustelefonen, welche zur Verwendung innerhalb eines
PTT privaten Netzwerks geeignet sind.
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III. Landleitungs- und
zellulare PTT Dualmodustelefone
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Unter
Bezugnahme nun auf 3A ist ein Blockdiagramm eines
Landleitungs- PTT Dualmodustelefons gezeigt, welches aus einem Sendeabschnitt 140 und
einem Empfangsabschnitt 142 zusammengesetzt ist. Der Sendeabschnitt 140 des
Dualmodustelefons von 3A ist für Standardtelefonbetrieb konfiguriert,
wenn der Eingangsschalter 148 auf den Pol 150 gelegt
ist, wodurch das Eingangsmikrofon 154 zu dem PSTN 10 verbunden
wird. Der Eingangsschalter 148 ist auf Pol 158 gelegt,
wenn es erwünscht
ist, den Sendeabschnitt 140 für PTT Betrieb innerhalb eines
PTT privaten Netzwerks zu konfigurieren. Ähnlich ist der Empfangsabschnitt 142 für Standardtelefonbetrieb
gesetzt, wenn der Empfangschalter 162 auf den Pol 168 gelegt
ist, und ist für PTT
Betrieb gesetzt, wenn der Empfangsschalter 162 auf den
Pol 166 gelegt ist.
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Während des
PTT Betriebs wird Sprachinformation von dem Mikrofon 154 durch
den Schalter 148 zu dem Codierer 172 verbunden.
Der Codec 172 ist angeordnet, um die analoge Sprachinformation,
oder Dateninformation, von einem peripheren Gerät (nicht gezeigt) welches mit
dem Schalter 148 verbunden ist in eine pulscodemodulierte
(PCM = puls code modulated) Wellenform umzusetzen, welche zu einem
Vocoder 176 geliefert wird. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist der Vocoder 176 realisiert gemäß EIA/TIA Standard IS-96A und
wird betrieben, um die Eingangs PCM Wellenform in eine Sequenz von
Vocoder Datenpaketen zu konvertieren. Diese Vocoder Datenpakete
werden zu einem ersten Eingang eines Mikroprozessors 178 geliefert,
welcher auch einen zweiten Eingang hat, welcher mit einem PTT Prozessor 184 verbunden
ist, und einen Ausgang, welcher zu einem Modem 180 verbunden
ist. Wenn ein PTT Schalter 188 durch den zugeordneten teilnehmenden Benutzer
betätigt
wird liefert der PTT Prozessor 184 PTT Datenpakete zu dem
zweiten Eingang des Mikroprozessors 178. Der Mikroprozessor 178 verschachtelt
dann die PTT Datenpakete mit den Vocoderdatenpaketen und liefert
das Ergebnis zu dem Modem 180, welches mit einem der Netzwerkmanagermodems 98 während des
PTT Betriebs synchronisiert wird. Obwohl der PTT Prozessor 184 als
funktional von dem Mikroprozessor 178 beabstandet gezeigt
ist können
beide diese funktionalen Elemente innerhalb einer einzigen Mikroprozessoreinheit
eingebaut sein.
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Der
Empfangsabschnitt 142 weist einen Modemdemodulator 192 auf,
welcher auch synchronisiert wird mit einem begleitenden Netzwerkmanagermodem 98 innerhalb
des Netzwerkrufmanagers 40 während des PTT Modus Betriebs.
Die Vocoder Datenpakete, welche durch das zweite Modem 192 in Antwort
auf Vorwärtsverbindungsinformation
von seinem begleitenden Netzwerkmanagermodem 98 erzeugt
werden, werden zu einem Empfangsab schnitt IS-96A Vocoder 196 geliefert,
welcher wiederum ein PCM Signal von den empfangenen Vocoder Datenpaketen
zur Verwendung durch einen Empfangsabschnittcodec 200 erzeugt.
Der analoge Ausgang von dem Codec 200 wird dann auf einen
konventionellen Telefonlautsprecher 204 angewendet. Es
soll erwähnt
werden, dass die Funktionen, welche durch die Codecs 172 und 200 ausgeführt werden,
durch ein einziges Gerät
ausgeführt
werden können. Ähnlich kann
die Codierfunktion des Vocoders 176 mit der Dekodierfunktion
des Vocoders 196 in einem einzigen Gerät kombiniert werden.
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Wie
es durch 3A gezeigt ist kann bestimmte
Information, welche von der Netzwerkmanagereinheit 40 durch
den Empfangsabschnitt 142 empfangen wurde zu dem Mikroprozessor 178 über die
Signalleitung 212 geliefert werden. Diese Information kann
verschiedene Netzwerkstatusdaten (zum Beispiel Identitäten von
anderen partizipierenden teilnehmenden Benutzern, derzeitigen aktiven teilnehmenden
Benutzern) aufweisen, welche durch den Mikroprozessor 178 zu
einem konventionellen Display 214 (zum Beispiel ein LCD
Bildschirm) geliefert werden sollen.
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3B zeigt
das Landleitungsdualmodus PTT Telefon von 3A als
modifiziert, um verschlüsselte
Kommunikation innerhalb eines PTT privaten Netzwerks zu erleichtern.
Insbesondere weist ein alternativer Sendeabschnitt 140' für das Telefon von 3A ein
Verschlüsselungsmodul 210 auf,
welches zwischen dem IS-96A Vocoder 176 und dem Mikroprozessor 178 dazwischen
gefügt
ist. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird das Verschlüsselungsmodul 210 betrieben,
um die Vocoder Datenpakete gemäß einem
Industriestandardalgorithmus wie zum Beispiel der Datenverschlüsselungsstandard
(DES = data encryption standard) zu verschlüsseln. Ähnlich ist ein alternativer
Empfangsabschnitt 142' vorgesehen,
um ein Entschlüsselungsmodul 214 zum
Entfernen der Verschlüsselung der
Vocoderdatenpakete zu enthalten, welche durch das zweite Modem 192 produziert
wurden. Es soll nochmals erwähnt
werden, dass die Funktionen, welche durch die Codec 172 und 200 ausgeführt werden,
durch ein einziges Gerät
ausgeführt
werden können. Ähnlich kann
die Codierfunktion des Vocoders 176 kombiniert wer den mit
der Dekodierfunktion des Vocoders 196 in einem einzigen
Gerät.
Ferner können
die Funktionen des Verschlüsselungsmoduls 210 und
des Entschlüsselungsmoduls 214 auch
in einem einzigen Gerät
kombiniert werden. Die Landleitungs- und zellularen Telefone, welche
mit allen den teilnehmenden Benutzern eines gegebenen PTT privaten
Netzwerks zugeordnet sind, welche dazu in der Lage sind an der verschlüsselten
Kommunikation teilzunehmen, werden ähnlich konfiguriert wie die Verschlüsselungs-
und Entschlüsselungsmodule
von ähnlichen
Typen.
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Wenn
der Benutzer des Landleitungstelefons von 3B als
der derzeitige aktive teilnehmende Benutzer bestimmt wurde wird
der Mikroprozessor 178 eine Verschlüsselungsidentifikationsnummer bzw.
Verschlüsselungs-ID
zur Übertragung
zu dem Netzwerkrufmanager 40 erzeugen. Die Verschlüsselungs
ID ist einem besonderen „Schlüssel" zugeordnet, welcher
in der Entschlüsselung
der verschlüsselten
Information verwendet wird, welche durch das Verschlüsselungsmodul 210 erzeugt
wurde. Der Netzwerkrufmanager 40 multicasted die Verschlüsselung-ID
zu jedem der Telefone, welche den verbleibenden nicht-aktiven (das
heißt
nicht-sprechenden) teilnehmenden Benutzern zugeordnet sind, wovon jedes
ein Verschlüsselungsmodul ähnlich zu
dem Verschlüsselungsmodul 214 beinhaltet.
Jedes Verschlüsselungsmodul
wird typischerweise eine Nachschautabelle beinhalten, welche den
Entschlüsselungsschlüssel identifiziert,
welcher jeder Verschlüsselungs-ID
zugeordnet ist. Jeder nicht aktive teilnehmende Benutzer ist somit
dazu in der Lage, die verschlüsselte
Information von dem derzeit aktiven teilnehmenden Benutzer beim
Empfang der Verschlüsselungs
ID., welche hierdurch geliefert wird, zu entschlüsseln.
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Unter
Zuwendung nun auf 4 wird ein Blockdiagramm geliefert,
welches ein AMPS Dualmodus PTT Telefon zeigt, welches aus einem
Sendeabschnitt 240 und einem Empfangsabschnitt 242 zusammengesetzt
ist. Der Sendeabschnitt 240 des AMPS Dualmodus PTT Telefons
von 4 ist konfiguriert für Standardtelefonbetrieb, wenn
der Eingangsschalter 248 auf den Pol 250 gelegt
ist, wodurch das Eingangsmikrofon 254 zu einem AMPS Sender 250 verbunden
wird. Der Eingangsschalter 248 wird zu dem Pol 258 gelegt,
wenn es gewünscht wird,
den Sendeabschnitt 240 für PTT Betrieb innerhalb eines
PTT privaten Netzwerks zu konfigurieren. Ähnlich ist der Empfangsabschnitt 242 auf
Standardtelefonbetrieb gesetzt, wenn der Empfangsschalter 262 auf
den Pol 266 gelegt ist, und ist für PTT Betrieb gesetzt, wenn
der Empfangsschalter 262 auf den Pol 268 gelegt
ist.
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Während des
PTT Betriebs wird Sprachinformation von dem Mikrofon 254 durch
den Schalter 248 zu einem Codec 272 verbunden.
Der Codec 272 ist angeordnet, um die analoge Sprachinformation
in eine Pulscode modulierte (PCM = puls code modulated) Wellenform
zu transformieren, welche zu einem IS-96A Vocoder 276 geliefert
wird. Die resultierenden Vocoderdatenpakete können dann optional durch ein Verschlüsselungsmodul 278 verschlüsselt werden. Wenn
Verschlüsselung
nicht gewünscht
ist werden die Vocoderdatenpakete zu einem Mikroprozessor 279 zum
Verschachteln mit PTT Paketen von einem PTT Prozessor 284 geliefert.
Noch mal werden PTT Pakete durch den PTT Prozessor 284 in
Antwort auf die Betätigung
des PTT Schalters 288 erzeugt. Die resultierenden verschachtelten
Vocoderdaten- und PTT
Pakete werden dann verarbeitet, durch ein Sendepfadmodem 280,
und zu einem AMPS Sender 255 zur Übertragung zu der AMPS Basisstation 70 oder 72 geliefert.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann Dateninformation von einem peripheren Gerät (nicht gezeigt) zu dem Verschlüsselungsmodul 278 oder
direkt zu dem Mikroprozessor 279 geliefert werden.
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Der
Empfangsabschnitt 242 weist einen AMPS Empfänger 291 zum
Empfangen von Vorwärtsverbindungsinformation
auf, welche durch den Netzwerkrufmanager 40 geliefert wird.
Der analoge Ausgang von dem AMPS Empfänger 291 ist mit einem
Empfangspfadmodem 292 verbunden, welches synchronisiert
wird mit einem Netzwerkmanagermodem 98 während des
PTT Modusbetriebs. Die Vocoderdatenpakete, welche durch das Empfangspfadmodem 292 erzeugt
wurden, werden zu einem Verschlüsselungsmodul 294 während Perioden
von verschlüsselter
PTT privater Kommunikation geliefert. Wenn Verschlüsselung
nicht beeinflusst wird werden die Vocoderdatenpake te durch den Vocoder 296 des Empfangsabschnitts
operativ verarbeitet, um ein PCM Signal zur Verwendung durch den
Codec 300 des Empfangsabschnitts zu erzeugen. Der analoge Ausgang
von dem Codec 300 wird dann auf einen konventionellen Telefonlautsprecher 304 angewendet.
Wenn Verschlüsselung
beeinflusst wird, wird private Netzwerkstatusinformation und Ähnliches,
wie von der Netzwerkmanagereinheit 40 empfangen wird, entschlüsselt und
zu dem Mikroprozessor 178 über die Signalleitung 212' geliefert.
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Wie
mit Bezug auf die 3A und 3B diskutiert
wurde soll es nochmals erwähnt
werden, dass die Funktionen, welche durch die Codecs 272 und 300 durchgeführt werden,
durch ein einziges Gerät
durchgeführt
werden können. Ähnlich kann
die Codierfunktion des Vocoders 276 mit der Decodierfunktion
des Vocoders 296 in einem einzigen Gerät kombiniert werden. Ferner
können
die Funktionen des Verschlüsselungsmoduls 278 und
des Entschlüsselungsmoduls 294 auch
in einem einzigen Gerät
kombiniert werden.
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5 sieht
ein Blockdiagramm eines CDMA zellularen Telefons vor, welches konfiguriert
ist zur Verwendung innerhalb eines PTT privaten Netzwerks. Das CDMA
zellulare Telefon von 5 besteht aus einem CDMA Sendeabschnitt 340 und
einem CDMA Empfangsabschnitt 342. Während des PTT Betriebs wird
Sprachinformation von dem Mikrofon 354 zu einem Codec 372 geliefert,
welcher angeordnet ist, um eine pulscodemodulierte (PCM) Wellenform
zu liefern. Die PCM Wellenform wird zu einem Vocoder 376 geliefert,
welcher wiederum Vocoderdatenpakete für optionale Verschlüsselung
innerhalb eines Verschlüsselungsmoduls 378 erzeugt. Wenn
Verschlüsselung
nicht erwünscht
wird werden die Vocoderdatenpakete zu einem Mikroprozessor 379 zum
Verschachteln mit PTT Datenpaketen von einem PTT Prozessor 384 geliefert.
Nochmals werden PTT Pakete durch den PTT Prozessor 384 in Antwort
auf Betätigung
des PTT Schalters 388 erzeugt. Die resultierenden verschachtelten
Vocoderdaten- und PTT Pakete werden dann durch den Mikroprozessor 379 zu
dem CDMA Sender 355 geliefert.
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Der
CDMA Empfangsabschnitt 342 weist einen CDMA Empfänger 392 auf,
welcher Vocoderdatenpakete in Antwort auf Vorwärtsverbindungsinformation von
dem Netzwerkrufmanager 40 erzeugt. Die Vocoderdatenpakete
werden zu einem Entschlüsselungsmodul 394 während Perioden
von verschlüsselter
PTT privater Kommunikation geliefert. Wenn Verschlüsselung
nicht aktiviert ist werden die Vocoderdatenpakete durch einen CDMA
Vocoder 396 des Empfangsabschnitts operativ verarbeitet
um ein PCM Signal zur Verwendung durch einen CDMA Empfangsabschnittcodec 400 zu
erzeugen. Der analoge Ausgang von dem Codec 400 des CDMA
Empfangsabschnitts wird dann auf einen konventionellen Telefonlautsprecher 404 angewandt.
Die Funktionen der Codecs 372 und 400 können innerhalb
eines einzigen Geräts
durchgeführt
werden, wie auch die Funktionen der Vocoder 376 und 396 innerhalb
eines einzigen Geräts
ausgeführt
werden können.
Ferner können
die Funktionen des Verschlüsselungsmoduls 378 und
des Entschlüsselungsmoduls 394 auch
in einem einzigen Gerät
kombiniert werden.
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III. Analoges PTT privates
Netzwerk
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6 liefert
ein funktionales Blockdiagramm eines Netzwerkrufmanagers 40,
welches ausgebildet ist zur Verwendung innerhalb eines PTT Privaten Netzwerks,
in welchem Signalisierung unter Verwendung von analogen Tönen ausgeführt wird.
Der Netzwerkrufmanager 40 weist einen Netzwerkcontroller 490 auf,
innerhalb dessen eine oder mehrere Listen von den Telefonnummern
gespeichert werden, welche mit den teilnehmenden Benutzern von korrespondierenden
PTT privaten Netzwerken gespeichert sind. Wenn es gewünscht wird,
auf ein gegebenes PTT privates Netzwerk zuzugreifen wählt ein
anrufender teilnehmender Benutzer eine Zugriffsnummer, welche das
gegebene PTT private Netzwerk identifiziert.
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Der
Netzwerkrufmanager 40 ist ausgebildet, um gegenüber dem
PSTN 10 wie eine Telefonanlage bzw. ein PBX (private branch
exchange) zu erscheinen, und somit kann der Anruf, welcher durch
den anrufenden teilnehmenden Benutzer ausgelöst wurde, von dem T1 Kanal 44,
welcher irgendeinem der Vielzahl von Netzwerkmanager-Tondetektoren 498 zugeordnet
ist, empfangen werden. Der Tondetektor 498', welcher den einkommenden Anruf
empfängt,
legt ein Detektionssignal auf seine Ausgangsleitung 500' an, welche
durch den Netzwerkcontroller 490 abgefühlt wird. Der Netzwerkcontroller 490 beginnt
dann damit, die Tonsequenzen, welche durch den Netzwerkrufmanager
Tondetektor 498' detektiert
wurden, zu analysieren, um den anrufenden PTT Benutzer zu authentifizieren.
Wenn die gewählte
Zugriffsnummer einmal durch den Netzwerkcontroller 490 erkannt wurde
und der teilnehmende Benutzer des zugeordneten PTT Privat-Netzwerks
identifiziert wurde initiiert der Netzwerkcontroller 490 einen
Page der teilnehmenden Benutzer des identifizierten PTT Privat-Netzwerks über die
verbleibenden T1 Kanäle 44 unter
Verwendung von Standardtelefonnetzwerkprozeduren. Beim Abfühlen, dass
ein erster der anderen teilnehmenden Benutzer des identifizierten
PTT privaten Netzwerks einen Netzwerkanruf beantwortet sendet der
Netzwerkcontroller 190 ein CONNECT Signal in der Form von
Tönen zu
dem teilnehmenden Benutzer, welcher ursprünglich die Zugriffsnummer des
identifizierten PTT Privat-Netzwerks wählt – wodurch dem anrufenden teilnehmenden
Benutzer angezeigt wird, dass mindestens ein anderer teilnehmender
Benutzer mit dem identifizierten PTT Privat-Netzwerk verbunden wurde.
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Ein
PTT Controller 504 wird gemäß Sprachprivilegien unter den
zwei oder mehreren teilnehmenden Benutzern vorgesehen, welche mit
dem identifizierten PTT Privat-Netzwerk verbunden sind. Insbesondere
ist der PTT Controller 504 ansprechend auf PTT Anforderungssignale
in der Form von einem oder einer Kombination von analogen Tönen („PTT Tonanforderungen"), welche durch die
Telefone erzeugt wurden, welche mit den teilnehmenden Benutzern
des identifizierten PTT Privat-Netzwerks erzeugt wurden. Jede PTT
Tonanforderung wird bei einem Telefon eines teilnehmenden Benutzers
entweder in Antwort auf manuelle Betätigung eines PTT Schalters
oder in Antwort auf detektierte Sprachaktivität durch den teilnehmenden Benutzer
erzeugt. Eine PTT Tonanforderung von einem gegebenen teilnehmenden
Benutzer wird durch den Tondetektor 498 detektiert, welcher
dazu zugeordnet ist, welcher dann ein PTT Anforderungssignal zu
dem PTT Controller 504 über
eine der Ausgangsleitungen 500 liefert. In einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
ist der PTT Controller 504 betreibbar, um Sprachprivilegien unter
anfordernden teilnehmenden Benutzern in der oben mit Bezug auf den
PTT Controller 104 (2) beschriebenen
Art und Weise zuzuweisen.
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Nachdem
ein neuer aktiver teilnehmender Benutzer identifiziert wurde durch
den PTT Controller 504 auf der Basis der empfangenen PTT
Tonanforderungen konfiguriert der PTT Controller 504 einen
Multicastschalter 510 um die Rückleitungs-Sprach- oder Dateninformation
exklusiv von dem T1 Kanal 44, welcher dem derzeitig aktiven
teilnehmenden Benutzer zugeordnet ist, zu akzeptieren. Dies bedeutet,
dass die Rückverbindungsinformation
von jedem der anderen T1 Kanäle,
welche jeweils einen der verbleibenden (das heißt nicht aktiven) teilnehmenden
Benutzer zugeordnet sind, nicht durch den Multicastschalter 510 weitergeleitet
werden. Der PTT Controller 504 konfiguriert auch den Multicastschalter 510, um
die Rückverbindungsinformation,
welche von dem neu identifizierten aktiven Benutzer akzeptiert wurde,
zu den T1 Kanälen
zu liefern, welche zu jedem nicht aktiven teilnehmenden Benutzer
zugeordnet sind. Weil PTT Tonanforderungen nur auf den Rückverbindungen
von nicht aktiven teilnehmenden Benutzern gesendet werden, interferieren
solche PTT Tonanforderungen vorteilhafterweise nicht mit dem Empfang
von Rückverbindungsinformation
von dem aktiven teilnehmenden Benutzer.
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Obwohl
die Vorwärtsverbindungen
von jedem PTT Privat-Netzwerk nominal verwendet werden um Sprach-
oder Dateninformation von dem aktiven teilnehmenden Benutzer zu
allen anderen teilnehmenden Benutzern zu liefern, kann der Netzwerkcontroller 490 auch
Systemstatusinformation über
die Vorwärtsverbindungen
während
Pausen oder Lücken
in der Informationsübertragung
durch den aktiven teilnehmenden Benutzer senden. In einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
weist diese Systemstatusinformation das Folgende auf:
- (i) berechtigte teilnehmende Benutzer (Telefonnummer, Name,
Priorität)
oder eines gegebenen PTT privaten Netzwerks,
- (ii) teilnehmende Benutzer (Telefonnummer, Name, Priorität) welche
derzeit mit einem gegebenen PTT privaten Netzwerk verbunden sind,
- (iii) der derzeit aktive teilnehmende Benutzer (Telefonnummer,
Name, Priorität),
und
- (iv) die Warteschleife von teilnehmenden Benutzern (Telefonnummer,
Name, Priorität,
Reihenfolge der Anforderung), welche PTT Tonanforderungen zu den
PTT Controller 504 geliefert haben.
-
Solche
Information kann unter Verwendung von Tonsequenzen oder Tonkombinationen
gesendet werden, welche dazu in der Lage sind, innerhalb des Telefons
von jedem teilnehmenden Benutzer detektiert zu werden. Verschiedene
PTT Privat-Netzwerkinformation (das heißt Listen von teilnehmenden
Benutzern, Prioritäten)
können
innerhalb des Telefons von jedem teilnehmenden Benutzer gespeichert
werden, und spezifische Einträge,
welche zum Anzeigen beim Empfang des zugeordneten Tons oder Tonkombinationen
von dem Netzwerkrufmanager bzw. Netzwerk-Anruf-Manager 40 können wieder
gefunden werden. In dieser Hinsicht wird ein Landleitungstelefon,
welches zur Verwendung innerhalb eines PTT Privat-Netzwerks, welches
durch den Netzwerkrufmanager 40 gesteuert wird, konfiguriert
ist, unmittelbar nachfolgend mit Bezug auf 7 beschrieben.
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Unter
Bezugnahme auf 7 ist ein Blockdiagramm eines
Landleitungs PTT Telefons gezeigt, welches Sende- und Empfangsabschnitte 540 und 542 hat,
welche ausgebildet sind zur Kommunikation unter Verwendung von analogen
Tönen.
Während des
PTT Betriebs ist ein Eingangsschalter 548 nominell auf
den Pol 550 gelegt durch den PTT Prozessor 552 derart,
um Sprachinformation von einem Eingangsmikrofon 554 zu
dem PSTN zu liefern. Jedoch setzt der PTT Prozessor 552 den
Schalter 548 auf den Pol 562, wenn der PTT Schalter 560 durch
den zugeordneten teilnehmenden Benutzer betätigt wird, und gibt den Tongenerator 566 frei.
Dies erlaubt, dass die PTT Tonanforderungen, welche durch den Tongenerator 566 erzeugt
wurden, über
das PSTN zu dem Netzwerkrufmanager 40 gesendet werden.
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Der
Empfangsabschnitt 542 weist einen Lautsprecher 568 und
einen internen Tondetektor 570 zum Detektieren von analogen
Tönen oder
Kombinationen davon auf, welche durch den Netzwerkrufmanager 40 während des
PTT Modus Betriebs gesendet wurden. Diese Töne oder Tonkombinationen können verwendet
werden, um eine Vielzahl von Status- und Kontrollinformationen zu
dem PTT Telefon von 7 zu befördern. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
kann diese Information folgendes aufweisen:
- (i)
Identifikation des derzeit aktiven teilnehmenden Benutzers (Name,
Priorität),
- (ii) eine Indikation, dass der teilnehmende Benutzer, welcher
dem PTT Telefon zugeordnet ist, Sprachprivilegien bekommen hat,
- (iii) eine Benachrichtigung, dass die Sprachprivilegien des
teilnehmenden Benutzers welcher dem PTT Telefon zugeordnet ist,
entzogen wurden, zugunsten eines teilnehmenden Benutzers von höherer Priorität, und
- (iv) Identifikation der teilnehmenden Benutzer, welche derzeit
mit dem PTT privaten Netzwerk verbunden sind.
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Jeder
Ton oder Tonkombination wird damit eine Zeichenfolge oder andere
Nachricht zugeordnet haben, welche innerhalb des Displayprozessors 574 gespeichert
ist. In Antwort auf jeden detektierten Ton oder Tonkombination liefert
der Displayprozessor 574 die zugeordnete Nachricht zu einem
alphanumerischen Display 578. Die Steuerungs- und Stabsinformation,
welche oben stehend aufgezählt
wurde, ist als hauptsächlich
exemplarisch beabsichtigt, und in alternativen Ausführungsbeispielen
können
andere Typen von Information zu den PTT Telefonen durch den Netzwerkmanager
geliefert werden.
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Die
vorhergehende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels wird gegeben,
um jedem Fachmann zu ermöglichen,
die vorliegende Erfindung auszuführen
oder zu verwenden. Die verschiedenen Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele
werden dem Fachmann sofort offensichtlich werden, und die generischen
Prinzipien, welche hierin definiert wurden, können auf andere Ausführungsbeispiele
ohne die Verwendung der erfinderischen Fähigkeit angewandt werden. Somit
wird es nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf die hierin gezeigten
Ausführungsbeispiele
einzuschränken, sondern
ihr soll der weiteste Umfang wie durch die Ansprüche definiert, zugestanden
werden.