DE69927134T2

DE69927134T2 - Verfahren und gerät zur durchführung von spezialfunktionen in einem zellularen funksystem

Info

Publication number: DE69927134T2
Application number: DE69927134T
Authority: DE
Inventors: Pirkko Laaksonen; Pentti Eeva
Original assignee: Airbus Defence and Space Oy
Current assignee: Airbus Defence and Space Oy
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1999-02-08
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: WO1999040749A1; DE69927134D1; EP1055343A1; EP1055343B1; AU2425799A; FI106178B; FI980292A0; FI980292A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Funksystem und insbesondere auf ein Verfahren und eine Ausrüstung, die das Verfahren implementiert, für das Ausführen spezieller Funktionen in einem zellularen Funksystem, wo Endgeräte primär angeordnet sind, um auf Zellen abgesetzt (camped) zu werden, die als Prioritätszellen bestimmt sind, die mindestens eine Teilnehmerklasse, die mit dem Endgerät verbunden ist, unterstützen. Die Zellen senden Information über die Priorität der Zelle und die Teilnehmerklassen, die durch die Zelle unterstützt werden.
Die neuesten Funksysteme sind in einer Weise gestaltet, dass alle Teilnehmer des Funksystems fähig sind, mit ihren Endgeräten im gesamten Netzwerkgebiet zu arbeiten und die wesentlichen Funktionen des Systems zu nutzen. Das Funksystem muss passende Dienste für Organisationen in verschiedenen Situationen und Umgebungen bieten. Für einen mobilen Teilnehmer(in) ist es sehr wichtig, mit seiner/ihrer Organisation in Verbindung zu gelangen und auch die Verbindung aufrecht zu halten, wenn er oder sie sich von einem Ort zu einem anderen bewegt. Um eine umfassende Abdeckung zu erhalten, sind die Endgeräte und einige Teile des Netzwerks, insbesondere die Funkschnittstelle für verschiedene funktionelle Zustände und Umgebungen auf verschiedene Weise eingerichtet, beispielsweise unter Berücksichtigung der verwendeten Sendeleistungen, Richtantennen etc. Die Verwaltung solcher Elemente wurde konventionellerweise in einem Funksystem mittels einer festen Ausrüstung und einheitenspezifischen Bestimmungen implementiert, die eine unnötige Unflexibilität bei der Konfiguration des Systems verursachen.
Ein Beispiel für eine solche Implementierung ist das öffentliche Sicherheits- und Sicherungsnetzwerk, das zuverlässige Dienste für Organisationen bieten muss, bei denen es sein kann, dass sie gleichzeitig in der Luft und auf dem Boden arbeiten. Funkendgeräte, die in Luftfahrzeugen, beispielsweise Flugzeugen und Helikoptern montiert sind, müssen internationale und nationale Normen erfüllen, wobei die präzisen Regeln auch von den Endgeräten, die beim operativen Einsatz einer Organisation verwendet werden sollen, erfüllt werden müssen. Nachfolgend wird ein solches Endgerät, das in einem Luftfahrzeug montiert werden soll, als ein Luft-Funkgerät bezeichnet, unabhängig davon ob das Endgerät eine einfache Transceiver-Einheit oder eine Teilnehmereinheit ist, die intelligentere Operationen ausführen kann.
Spezielle Luftzellen sind typischerweise mit dem System verbunden, um den Verkehr der Luft-Funkgeräte zu handhaben. Die Basisstationen der Luftzellen sind hauptsächlich gestaltet, um auf die Bedürfnisse der Luft-Funkgeräte anwendbar zu sein, indem die Sendeleistung, die Antennenrichtung, die Höhe des Antennenmasts und andere Eigenschaften entsprechend eingestellt werden. Da die Anzahl von Teilnehmern, die ein Luft-Funkgerät benutzen, typischerweise klein ist, können die Luftzellen auf eine ziemlich kleine Anzahl von Kanälen dimensioniert werden. Es ist jedoch wichtig, dass andere Funkausrüstung, die im System verwendet wird, die nachfolgend als Bodenfunkgeräte bezeichnet wird, keine Belastung mit beispielsweise unnötigen Registrierversuchen für die Luftzellen verursachen. Da die Luftzellen im allgemeinen gestaltet sind, um Funkgeräten zu dienen, die sich in der Luft bewegen, endet ihre Abdeckung dicht am Boden. Ein Luftfunkgerät muss sich schnell und flexibel von einer Luftzelle (air cell) zu einer Bodenzelle (ground cell) und umgekehrt bewegen, so das die Anrufe nicht unterbrochen werden, wenn man sich dem Boden nähert. Zusätzlich ist die Reichweite eines Funksignals in der Luft beträchtlich größer als auf dem Boden, so dass ein Funksignal, das von einem Luftfunkgerät gesandt wird, oft mehrere Bodenzellen erreicht. Daher ist es wichtig, zu gewährleisten, dass die Luftfunkgeräte keine Störung bei anderen Zellen, beispielsweise den normalen Zellen auf dem Boden, verursachen.
In der EP-A1-658 014 ist ein Lösung beschrieben, bei der ein zellulares Telekommunikationssystem Satelliten und Funkeinheiten umfasst, wobei beide eine eingebettete Klassenidentifizierung aufweisen. Wenn es wünschenswert ist, die Anzahl der Benutzer zu beschränken, sendet der Satellit auf dem Sendekanal den Satz der verbotenen Klassenidentifizierungen. Die Anforderung jeder Zelle wird gemessen oder durch Berechnungen vorhergesagt, und wenn die Anforderung sich einem vorbestimmten Niveau nähert, sendet der Satellit die verbotenen Klassen. Eine Funkeinheit wählt unter der Vielzahl von Antennenkeulen die stärkste Antennenkeule, die die Funkeinheit unterstützt (das ist eine Keule, in welcher ihre Klassenidentifizierung nicht verboten ist), aus.
Die oben beschriebenen Eigenschaften wurden konventionellerweise in Funksystemen durch Endgerätspezifische Definitionen auf der Basis von Zellidentifizierungen oder Funkfrequenzen ausgeführt. Während der Initialisierung wurden typischerweise gewisse Einstellungen am Endgerät durchgeführt, auf deren Basis der Betrieb des Endgeräts nur in Zellen, die eine spezielle Zellidentifikation oder spezielle Funkfrequenzen aufweisen, verhindert oder erlaubt wurde. Diese Anordnung ist, unabhängig ihrer vielen Vorteile, ziemlich unflexibel, da die kleinsten Änderungen in der Struktur des Systems die Notwendigkeit ergeben, die Ausrüstung neu zu definieren. Um beispielsweise eine neue Luftzelle hinzu zu fügen, muss die Bedienperson alle Funkvorrichtungen aus dem Feld einsammeln, um die neue Zellidentifikation zu ihren Luftzellenregistern hinzu zu fügen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Ausrüstung, die das Verfahren implementiert, zu liefern, die es ermöglichen, dass ein Funksystem in einer Weise gestaltet und benutzt werden kann, dass Endgeräte und Zellen, die mit speziellen Funktionen verbunden sind, flexibel mit dem Funksystem verbunden werden können. Die Aufgaben der Erfindung werden mit einem Verfahren und einem System gelöst, die gekennzeichnet sind durch das, was in den unabhängigen Ansprüchen offenbart ist. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Die Idee der Erfindung besteht darin, dass ein Funksystem Mittel für das Definieren von Prioritätszellen und das Aufteilen von Funkteilnehmern in Teilnehmerklassen umfasst. Die Zellen senden Information über die Priorität der Zelle und die Teilnehmerklassen, die durch die Zelle unterstützt werden, und liefern, wenn notwendig, die entsprechende Information auch in Bezug auf ausgewählte Nachbarzellen. Ein Funkendgerät im Gebiet hört auf die Information, die von den Zellen gesendet wird und wird hauptsächlich nur auf einer solchen Zelle abgesetzt (camped), die die Teilnehmerklasse unterstützt, die mit dem Funkendgerät verbunden ist. Wenn die Zellen, die die Teilnehmerklasse des Endgeräts unterstützten, eine Prioritätszelle einschließen, wird das Funkgerät auf dieser abgesetzt.
In der Lösung der Erfindung werden die Teilnehmer in verschiedene Teilnehmerklassen aufgeteilt: solche, die spezielle Funktionen ausführen und solche die dies nicht tun, wenn eine besondere spezielle Funktion definiert ist. Eine Zelle, die mit einer speziellen Funktion verbunden ist, ist bestimmt, nur eine Teilnehmerklasse oder Teilnehmerklassen, die mit dieser speziellen Funktion verbunden sind, zu unterstützten, und die Zelle wird auch als eine Prioritätszelle bestimmt. Das Endgerät ist ausgebildet, um seine Teilnehmerklasse mindestens bei der Registrierung im System und in Verbindung mit einer möglichen Änderung in einer Teilnehmerklasse zu aktualisieren. Die Teilnehmerklassen liefern eine Möglichkeit für die Funkendgeräte, die mit speziellen Funktionen verbunden sind, sowohl in den Zellen, die mit den speziellen Funktionen verbunden sind, als auch in anderen sogenannten normalen Zellen zu arbeiten.
Wegen der Anordnung gemäß der Erfindung werden die Zellen, die mit speziellen Funktionen verbunden sind, nicht mit unnötigen Registrierversuchen belastet, da auf der Basis der angegebenen Teilnehmerklasseninformation die Endgeräte, die mit speziellen Funktionen verbunden sind, hauptsächlich versuchen, sich nur in den Zellen zu registrieren, die die spezielle Funktion unterstützten. Durch die Priorität der Zellen, die mit speziellen Funktionen verbunden sind, wählen die Endgeräte, die mit einer speziellen Funktion verbunden sind, wenn es auf der Basis anderer Kriterien möglich ist, immer eine Zelle aus, die die spezielle Funktion unterstützt, obwohl ihre Teilnehmerklasse auch von anderen Zellen unterstützt wird. Da jedoch die anderen Zellen Endgeräte, die mit speziellen Funktionen verbunden sind, auch unterstützen, ist der Übergang von einer Zelle mit einer speziellen Funktion zu einer normalen Zelle reibungslos.
Wenn ein Benutzer(in) ein Endgerät in Benutzung nimmt, so werden seine/ihre Teilnehmerdaten an die Endgerätdaten angefügt. Die Teilnehmerklasse eines Endgeräts kann auf der Basis einer Kombination dieser Daten ausgebildet werden, wobei in diesem Fall die Daten so angeordnet werden, dass sie bei der Registrierung automatisch beim System aktualisiert werden. Die Teilnehmerklasse des Endgeräts kann auch so ausgebildet werden, dass sie auf andere Weise definiert wird, beispielsweise auf der Basis einer Nachricht, die die Teilnehmerklasse betrifft, die durch eine Benutzerschnittstelle eines Teilnehmerendgeräts geliefert wird. Eine Teilnehmerklasse der Erfindung stellt vorzugsweise eine dynamische Eigenschaft dar, die mit dem Teilnehmer und/oder dem Endgerät verbunden ist. Die Teilnehmerklasse kann auch in Form einer festen Bestimmung durch die Bedienperson vorliegen, wobei sie in diesem Fall an die Identifizierung und/oder das Endgerät des Teilnehmers gebunden ist.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch das Definieren von Zellen, die mit neuen speziellen Funktionen verbunden sind, gemäß der Erfindung Zellen mit neuer speziellen Funktion dem System hinzugefügt werden können, ohne die Endgeräte für eine Neudefinition einsammeln zu müssen. Somit kann ein Teilnehmer, sofern notwendig, als ein normaler Teilnehmer oder ein Teilnehmer mit spezieller Funktion arbeiten, beispielsweise durch das Anfügen seiner/ihrer Teilnehmerdaten an die Eigenschaftsdaten eines ähnlichen Endgeräts, beispielsweise mittels einer Datennachricht oder einem persönlichen, übertragbaren Teilnehmeridentifikationsmodul.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt die Struktur eines TETRA-Systems,
2 zeigt die zellulare Struktur eines Funksystems, mit dem Luftzellen, die die Funktion von Luftfunkgeräten, Funkendgeräten, die in Luftfahrzeugen verwendet werden, unterstützen, verbunden sind,
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Endgerät der Erfindung zeigt, und
4 zeigt eine Anordnung der Erfindung in einem Funksystem.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung kann für das Vereinbaren gewünschter spezieller Funktionen in Funksystemen, die Mittel für das Vorsehen der obigen Definitionen, die mit der Priorität einer Zelle und der Teilnehmerklasse eines Endgeräts verbunden sind, umfassen, angewandt werden. Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit dem digitalen TETRA-System (Terrestrial Trunked Radio) beschrieben, das als ein Beispiel des Zusammenpassens von Elementen, die benötigt werden, um Einheiten, die in der Luft und auf dem Boden arbeiten, zu bedienen, dient, ohne die Erfindung auf dieses System oder eine spezielle Funktion zu beschränken. Hinsichtlich des TETRA-Systems wird Bezug genommen auf die Veröffentlichung ETS 300 392-2 „Radio Equipment and Systems (RES); Trans-European Trunked Radio (TETRA); Voiceplus Data (V + D); Teil 2: Air Interface (AI)", März 1996.
1 zeigt eine beispielhafte Struktur eines TETRA-Systems. Eine Mobilstation MS kommuniziert mit einer Basisstation BS über den Funkweg Luft (radio path Air). Die Luftschnittstelle ist in der TETRA-Norm definiert. Jede Basisstation BS ist durch eine Schaltung mit einer digitalen Vermittlungsstelle (Digital Exchange DXT) für TETRA des festen Übertragungsnetzwerks verbunden. Die TETRA-Vermittlungsstellen DXT sind mit anderen Vermittlungsstellen DXT und einer digitalen Zentralvermittlungsstelle (Digital Central Exchange) DXTc für TETRA durch eine feste Schaltung verbunden, wobei die DXTc eine Vermittlungsstelle ist, mit der andere Vermittlungsstellen DXT und/oder andere zentrale Vermittlungsstellen DXTc verbunden sind, um alternative Wege für den Verkehr zu liefern. Die Schnittstelle zu einem anderen TETRA-Netzwerk ist hier in der zentralen Vermittlungsstelle DXTc angeordnet, aber sie kann auch in anderen Vermittlungsstellen DXT angeordnet sein. Die externen Schnittstellen, die durch die Norm definiert sind, zum öffentlichen Telefonnetz PSTN, dem dienstintegrierten digitalen Fernmeldenetz ISDN, einer Nebenstellenanlage PABX und dem Paketdatennetzwerk PDN sind hier in einer Vermittlungsstelle DXT angeordnet, wobei sie aber auch in jeder Vermittlungsstelle angeordnet sein können. Das TETRA-Übertragungsnetzwerk umfasst auch andere Schnittstellen und periphere Einheiten, die in der Figur nicht gezeigt sind. Diese umfassen beispielsweise Netzwerkverwaltungssysteme und Lastverteilungssysteme.
Die Benutzer des Funksystems schließen auch Organisationen ein, die unter verschiedenen Bedingungen arbeiten, beispielsweise unter der Erde, am Boden, in der Luft oder auf See. Um die wesentlichen Dienste für alle Organisationen so ausführlich wie möglich zu liefern, sind Endgeräte und Netzwerkelemente, die hauptsächlich eingerichtet sind, um gewisse spezielle Funktionen auszuführen, typischerweise mit dem System verbunden. Die Lösungen, die dem System hinzugefügt werden, um Dienste für die Teilnehmer, die in der Luft arbeiten, zu liefern, können als ein Beispiel einer solchen Prozedur erwähnt werden.
2 zeigt die zellulare Struktur eines Funksystems, mit dem Luftzellen für Funkendgeräte, die in Luftfahrzeugen verwendet werden, die den Betrieb von Luftfunkgeräten unterstützen, ebenfalls verbunden sind. Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Lösung im wesentlichen nicht die Funkgeräte untersucht, die das Luftfahrzeug braucht, um einen Kontakt mit der Luftverkehrskontrolle aufrecht zu halten, sondern Endgeräte, die durch eine Funkschnittstelle in Luftfahrzeugen arbeiten und bei der operativen Funktion eines Teilnehmers oder von Teilnehmern verwendet werden. Die Eigenschaften und die Verwendung aller Funkgeräte, die in der Luft verwendet werden, sind durch nationale und internationale Regulierungen streng eingeschränkt. Diese Regulierungen betreffen auch die Endgeräte der Erfindung.
Die Basisstationen der Luftzellen sind im wesentlichen in solcher Weise geplant, dass die Zellabdeckung hoch in den Luftraum gerichtet ist, und dass die Abdeckung durchaus in der Nähe des Bodens endet. Durch die wenigen Luftteilnehmer ist die Anzahl der Funkkanäle in der Luftzelle im allgemeinen klein. Hier wird angenommen, dass der Ort der Basisstation fest ist, wobei die Erfindung aber nicht bloß auf feste Basisstationen beschränkt werden soll.
Durch einen Sendesteuerkanal liefert jede Basisstation Information über ihren Betrieb und, sofern benötigt, auch Information über ausgewählte Nachbarzellen. Das Endgerät hört auf die Information des Sendesteuerkanals, die im Gebiet verfügbar ist, und entscheidet auf dieser Basis, ob sie sich auf der Zelle niederlässt. Im TETRA-System wird beispielsweise eine Dateneinheit D-MLESYSINFOR PDU, die ein Teilnehmerklassenelement umfasst, als eine Basisstationsaussendung gesendet. Dieses Element ist typischerweise eine Bitmap, die 16 Zeichen umfasst, durch die die Endgerätpopulation entsprechend aufgeteilt werden kann, so dass sie maximal zu 16 Teilnehmerklassen gehört. Dieselbe Dateneinheit umfasst auch ein BS-Dienstdetailelement, das die Daten in einem Bit umfasst, das anzeigt, ob die Zelle eine Prioritätszelle ist oder nicht.
Teilnehmerklassendaten, die mit der Aufteilung der Endgeräte verbunden sind, können an die individuelle TETRA-Teilnehmeridentität (Individual TETRA Subscriber Identity, ITSI) angefügt werden. Basierend auf den Teilnehmerklassendaten kann das System in der ersten bevorzugten Ausführungsform den lokalen Betrieb des Endgeräts, das von diesem Teilnehmer verwendet wird, steuern. In der ersten bevorzugten Ausführungsform entscheidet das System über die Teilnehmerklassendaten jedes Teilnehmers unter Verwendung der Daten, die vom Endgerät gesendet werden. Die Teilnehmerklassendaten können eng mit der Teilnehmeridentität ITSI oder dem Endgerät verbunden sein, oder sie können dynamisch geändert werden auf der Basis der Daten, die für das System vom Endgerät oder dem Teilnehmer geliefert werden. Wenn sich das Endgerät im System registriert, informiert in der ersten bevorzugten Ausführungsform das System das Endgerät darüber, zu welcher Teilnehmerklasse es gehört. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform identifiziert das Endgerät seine Teilnehmerklasse auf der Basis einiger dieser Daten. Wenn das Endgerät selbst seine Teilnehmerklasse identifiziert, so muss es nicht notwendigerweise das System über seine Teilnehmerklasse informieren, da auf der Basis der Daten der Erfindung, die durch das System geliefert werden, das Endgerät beispielsweise identifizieren kann, ob die Zelle die Teilnehmerklasse des Endgeräts unterstützt.
Wenn das Endgerät, das sich im Netzwerkgebiet bewegt, auf der Basis der Aussendung erkennt, dass die Zelle nicht die Teilnehmerklasse des Endgeräts unterstützt, registriert es sich nicht in die Zelle, wenn eine andere Zelle, die die Teilnehmerklasse des Endgeräts unterstützt, verfügbar ist. Wenn eine Zelle, die diese Teilnehmerklasse unterstützt, nicht gefunden wird, so kann sich das Endgerät auch in einer Zelle registrieren, die diese Teilnehmerklasse nicht unterstützt, aber es sind dann nur Operationen, die mit gewissen Fällen, typischerweise Notfällen, verbunden sind, möglich. Somit versucht das Endgerät immer nach einer Zelle zu suchen, die die Teilnehmerklasse des Endgeräts unterstützt und versucht sich dort zu registrieren.
Im TETRA-System kann die Teilnehmerklasse gemäß der Erfindung eingerichtet sein, um aktualisiert zu werden, beispielsweise wenn ein Teilnehmer mit dem System verbunden wird, oder wenn sich ein Endgerät in einer Zelle registriert. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Teilnehmerklasse des Endgeräts auf der Basis einer Kombination des Endgerättyps und der Teilnehmerdaten eines Teilnehmers, der das Endgerät benutzt, definiert. Die Teilnehmerdaten sind in einer Teilnehmeridentifikationseinheit, einer SIM-Karte, eingeschlossen, die lösbar mit dem Endgerät verbunden ist. Teilnehmerdaten, aus denen auf die Teilnehmerklasse geschlossen werden kann, können beispielsweise die Teilnehmeridentität eines Teilnehmers und natürlich die Teilnehmerklasse oder die Daten, die die Teilnehmerklasse anzeigen, die im Speicher einer Identifikationseinheit gespeichert sind, einschließen.
3 ist ein Blockdiagramm, das das Endgerät der Erfindung zeigt, das ein tatsächliches Endgerät und eine Teilnehmeridentifikationseinheit SIM, die lösbar damit verbunden ist, einschließt. Eine SIM-Karte (Subscriber Identity Modul, Teilnehmeridentitätsmodul), die als die Teilnehmeridentifikationseinheit verwendet wird, ist eine Smart-Karte, die im tatsächlichen Endgerät angeordnet werden muss. Die Smart-Karte umfasst beispielsweise Daten für die Identifikation des Teilnehmers, wie die ITSI-Nummer, die den Mobilstationsteilnehmer individualisiert, und eine gewisse Menge eines Speichers M2. Das tatsächliche Endgerät umfasst einen Transceiver Tx/Rx, der Antennen einschließt, eine Benutzerschnittstelle UI, eine Steuerung CP und mehr Speicher M1.
Wenn ein(e) Teilnehmer(in) beginnt, ein Endgerät zu benutzen, so verbindet er/sie seine/ihre persönliche SIM-Karte damit. In der ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Endgerät eingerichtet, die Teilnehmeridentität, die von der SIM-Karte erhalten wird, und den Funktyp, der im Endgerät eingeschlossen ist, zu verbinden und das System mit dem Daten bei der Registrierung zu versorgen. Wenn das System die Registrierung akzeptiert, bestätigt das System die Teilnehmerklasse des Endgeräts. Wenn der/die Teilnehmer(in) beginnt, ein anderes Endgerät zu verwenden, kann er/sie seine/ihre SIM-Karte zum neuen Endgerät überführen, wobei in diesem Fall die Teilnehmerklasse des Endgeräts entsprechend bei der Registrierung auf der Basis der Teilnehmerdaten und dem Endgerättyp neu definiert wird. In der ersten bevorzugten Ausführungsform kann der/die Teilnehmer(in) selbst Information über die Teilnehmerklasse durch die Benutzerschnittstelle liefern. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung CP des Endgeräts eingerichtet, die Teilnehmerklasse aus den Daten, die im Speicher M1 des Endgeräts gespeichert sind, und/oder aus den Daten, die von der SIM-Karte erhalten werden, und möglicherweise aus den Daten, die durch den Teilnehmer geliefert und durch die Benutzerschnittstelle UI empfangen werden, zu identifizieren.
4 zeigt die Anordnung der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Figur zeigt ein Funksystem, bei dem Luftzellen A, B, C und Bodenzellen X, Y, Z definiert sind. Im Falle des Luftfunkgeräts werden die Teilnehmer in zwei Kategorien unterteilt: Luft-Teilnehmer und andere Teilnehmer. Funkendgeräte, die von Luft-Teilnehmern verwendet werden sollen, sind eingerichtet, um ihre Benutzer als Luft-Teilnehmer zu registrieren, das heißt um eine Luft-Teilnehmerklasse AIR zu unterstützen. Die anderen Funkendgeräte sind eingerichtet, um ihre Teilnehmer in einer Boden-Teilnehmerklasse GROUND zu registrieren.
Das Teilnehmerklassenelement der Luftzellen A, B und C, das in der Zellenaussendung enthalten ist, gibt an, dass die Zellen nicht die Teilnehmerklasse GROUND unterstützten, sondern dass sie die Teilnehmerklasse AIR unterstützen. Zusätzlich gibt das BS-Dienstdetailelement der Luftzellen, das in der Zellenaussendung enthalten ist, an, dass die Zelle eine Prioritätszelle ist. Die Bodenzellen zeigen entsprechend an, dass sie sowohl die Teilnehmerklasse AIR als auch die Teilnehmerklasse GROUND unterstützen, aber sie zeigen an, dass die Zellen keine Prioritätszellen sind. Weiterhin senden alle Zellen Information über ihre Nachbarzellen, bei denen es sich entweder um Luftzellen oder um Bodenzellen handeln kann, Information über die Teilnehmerklassen, die durch die Zellen unterstützt werden, und ob eine Nachbarzelle eine Prioritätszelle ist oder nicht. Im Fall, der in 4 gezeigt ist, sendet die Luftzelle A beispielsweise Information über ihre Luftnachbarn B und C und ihre Bodennachbarn X, Y und Z unterhalb von ihr. Entsprechend liefert beispielsweise die Bodenzelle X Information über die Bodennachbarn Y und Z und über die Luftzelle A über ihr. Es kann sein, dass eine Bodenzelle nur einen Luftnachbar hat, da die Luftzellen im allgemeinen wesentlich größer als die Bodenzellen sind.
Die Teilnehmer MM und NN registrieren sich im Netzwerk durch die Bodenzelle X, die am Flughafen liegt. Der Teilnehmer MM steigt in das Luftfahrzeug und startet unter Verwendung des Funkgeräts, das im Luftfahrzeug montiert ist. Wenn MM die SIM-Karte in einem Luftfunkgerät IR platziert, initiiert sie die Aktualisierungsfunktion des Funkendgeräts und informiert das System, dass der MM nun ein Luftfunkgerät verwendet. Das System aktualisiert die Daten des Teilnehmers MM, wie den Ort, und informiert die Funk-IR, dass sie nun zur Teilnehmerklasse AIR gehört. Entsprechend platziert der/die Teilnehmer(in) seine/ihre SIM-Karte in einem Bodenfunkgerät MR, wobei in diesem Fall das System über den NN, der das Boden-Funkgerät MR verwendet, informiert wird. Entsprechend informiert das System das Boden-Funkgerät, dass es nun zur Teilnehmerklasse GROUND gehört.
Die Bodenzelle X unterstützt die Teilnehmerklassen AIR und GROUND, so dass sich beide Funkgeräte zuerst in der Zelle X registrieren. Gleichzeitig hören beide Funkgeräte auf die Aussendungen der Nachbarzellen und versuchen sich, in einer passenderen Zelle zu registrieren. Das Bodenfunkgerät MR überwacht die darüber befindliche Luftzelle A, aber da die Luftzellen die Teilnehmerklasse GROUND nicht unterstützen, versucht das Bodenfunkgerät nicht, sich in der Luftzelle zu registrieren. Das Luftfunkgerät beobachtet auch die Zelle A oberhalb und erkennt, dass sie die Teilnehmerklasse AIR unterstützt und es sich um eine Prioritätszelle handelt. Daher versucht das Luftfunkgerät IR, sobald die Luftzelle A gut genug empfangen werden kann, sich in ihr zu registrieren.
Wenn das Luftfunkgerät IR sich in der Luft bewegt und sich schon in einer Luftzelle registriert hat, sind sowohl die aktuelle Funkzelle als auch die Nachbarzelle Prioritätszellen, was die Erklärung dafür ist, warum die Definition, die die Priorität zwischen Luftzellen betrifft, die Zellwechselentscheidungen nicht wesentlich beeinflusst. Wenn sich das Luftfunkgerät in eine Umgebung bewegt, in der keine der Luftzellen gut genug empfangen wird, wird es vorübergehend in einer Bodenzelle registriert. Sobald jedoch eine der Luftzellen gut genug empfangen werden kann, neigt das Luftfunkgerät IR durch die Priorität der Luftzelle dazu, sich in einer Luftzelle zu registrieren.
Ein Funksignal wird in der Luft höher und weiter getragen als nahe dem Boden. Ein Endgerät, das sich im Luftraum bewegt, kann somit eine signifikante Störung für den Betrieb der Bodenzellen verursachen. In der Anordnung der Erfindung sind Luftzellen als Prioritätszellen definiert. Somit werden Endgeräte, deren Teilnehmerklasse die Luftzellen unterstützt, primär auf einer Luftzelle niedergelassen, wenn es sowohl Bodenzellen als auch Luftzellen zur Auswahl gibt. Da die Luftzellen die Teilnehmerklasse anderer Endgeräte nicht unterstützen, neigen die anderen Endgeräte trotz der Priorität der Luftzellen nicht dazu, sich in Luftzellen zu registrieren, und sie belasten nicht unnötigerweise die begrenzte Kanalkapazität der Luftzellen. Die Luftfunkgeräte, deren Teilnehmerklasse die Luftzellen unterstützen, neigen dazu, die Bodenzelle zu verlassen, sobald eine der Luftzellen gut genug gehört werden kann. Die Verwendung von Luftzellen wird somit effektiver und die Störung, die durch Luftfunkgeräte bei Bodenzellen bewirkt wird, wird minimiert.
Da die Entscheidung, sich auf Luftzellen oder Bodenzellen niederzulassen, auf der Teilnehmerklasse und der Priorität der Zelle basiert, und nicht wie bisher auf den Ortsgebietsidentifikationen der Zelle, bewirkt das Hinzufügen einer neuen Luftzelle zum System nicht eine Reparametrisierung der verwendeten Endgeräte. Wenn man die Luftzellenparameter in der oben beschriebenen Weise anordnet, so können die Endgerät je nach Wunsch automatisch zu den gewünschten Zellen geleitet werden.
Da das Roaming zwischen Luftzellen und Bodenzellen flexibel ist, wenn man sich von Bodenkanälen, die dicht am Boden verfügbar sind, zu Luftkanälen bewegt, die höher in der Luft verfügbar sind, oder wenn man zum Boden zurück kehrt, können die stattfindenden Gespräche sich im Gegensatz zu bisher ohne Unterbrechungen fortsetzen. In Lösungen des Stands der Technik verursachte der Übergang zwischen Luftzellen und Bodenzellen Unterbrechungen bei der Verwendung.
Die obige Ausführungsform beschreibt, wie Zellen mit spezieller Funktion angeordnet sind, um die Endgeräte, die in Luftfahrzeugen verwendet werden, im System anzuordnen. Dies stellt aber nicht den einzigen Weg für eine Anwendung der Erfindung dar, da diese auch angewandt werden kann, um andere spezielle Funktionen beim Funksystem zu ermöglichen. So können beispielsweise spezielle Zellen, die hauptsächlich für Notfall- und Rettungsoperationen gedacht sind, im Funksystem angeordnet werden. Das Betriebsgebiet des Systems umfasst typischerweise mehrere Gebiete, deren ausführliche Abdeckung ökonomisch nicht gerechtfertigt ist. Um eine gewisse Rettungsfähigkeit aufrecht zu halten, sollte es jedoch möglich sein, Zellen mit einer begrenzten Kanalkapazität an solchen Zielen anzuordnen. Die Verwendung solcher Zellen würde auf gewisse zentrale Rettungseinrichtungen und für normale Teilnehmer nur auf Notfälle beschränkt. Wie die Erfindung vorschlägt, werden die Teilnehmer in Rettungsteilnehmer und andere Teilnehmer unterteilt, die speziellen Zellen in Prioritätszellen und um nur die Rettungsteilnehmerklasse zu unterstützen. Die anderen Zellen unterstützen auch die Rettungsteilnehmerklasse. Ausreichende Resourcen sind somit vorgesehen, um spezielle Funktionen zu unterstützten, und der Übergang von einer Spezialzelle zu einer normal betriebenen Umgebung geschieht reibungslos. Das Hinzufügen von Resourcen bewirkt keinerlei Aktionen, die die Neuprogrammierung der Endgeräte betreffen, so dass solche Zellen sehr schnell einem Zielgebiet hinzugefügt werden können. Normale Funkgeräte verschwenden jedoch nicht die begrenzten Resourcen der Zelle mit unnötigem Funkverkehr.
Dadurch dass die Definition der Endgerätteilnehmerklasse gemäß der Erfindung mindestens dann gegeben wird, wenn der Teilnehmer beginnt, ein spezielles Endgerät zu verwenden, wird dem Teilnehmer eine gute Chance gegeben, unter Verwendung seiner/ihrer Teilnehmeridentifikation als ein spezieller Teilnehmer (beispielsweise ein Luft-Teilnehmer) oder als ein normaler Teilnehmer gemäß einer Situation zu handeln. In der obigen Ausführungsform wird die Teilnehmerklasse des Endgeräts auf der Basis der Teilnehmerdaten in der SIM-Karte und dem Terminaltyp definiert. Dies stellt jedoch nur eine bevorzugte Alternative für das Definieren der Teilnehmerklasse dar. Die Nachricht kann manuell implementiert werden, wobei in diesem Fall der Teilnehmer das System durch eine Endgerätbenutzerschnittstelle UI informiert, ob er/sie als ein Luft-Teilnehmer oder als ein anderer Teilnehmer arbeitet. Die Nachricht kann beispielsweise eine Kurzdatennachricht sein, und das System kann eingerichtet sein, um automatisch die Teilnehmerklasseninformation zu aktualisieren. Wenn das System ein bemanntes Bedienungszentrum verwendet, kann die Definition eingerichtet sein, um von der Bedienperson auf der Basis der Information, die der Teilnehmer, beispielsweise als ein Telefongespräch oder eine Datennachricht geben hat, geliefert zu werden. Es ist jedoch wesentlich, insbesondere wenn eine dynamische Teilnehmerklassendefinition verwendet wird, dass das Endgerät und das System eingerichtet sind, um die Endgerätteilnehmerklasse in Verbindung mit der Endgerätregistrierung oder einer Änderung, die die Teilnehmerklasse betrifft, zu aktualisieren. Ein Beispiel einer solchen Änderung ist ein Teilnehmer, der beginnt, ein anderes Endgerät zu benutzen. Wenn diese spezielle Funktion so ist, dass dasselbe Endgerät anwendbar ist, um in Umgebungen mit normaler und spezieller Funktion verwendet zu werden, kann der Teilnehmer beispielsweise einen passenden Moment auswählen, um die Auswahl der Teilnehmerklasse durchzuführen, wie das oben beschrieben ist.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung, die dieselbe Wirkung bietet, ist eine Anordnung bei der sowohl die Luft-Teilnehmerklasse AIR als auch die Boden-Teilnehmerklasse GROUND dem Luft-Teilnehmer MM zugewiesen sind. Die Luftzellen A, B, C werden als Prioritätszellen definiert und sie unterstützen nur die Luft-Teilnehmerklasse AIR, und die Bodenzellen unterstützen nur die Bodenteilnehmerklasse GROUND. Dann neigen die Boden-Teilnehmer nicht dazu, sich in den Luftzellen zu registrieren, wobei sich aber die Luft-Teilnehmer sowohl in Luft als auch Bodenzellen registrieren können. Da die Luftzellen Prioritätszellen sind, registrieren sich Luftfunkgeräte vorzugsweise in den Luftzellen.

Claims

Verfahren zum Ausführen spezieller Funktionen in einem zellularen Funksystem, wobei Endgeräte (MS) eingerichtet sind, dem Ausführen von Camping in Zellen Priorität zu geben, die als Prioritätszellen bestimmt sind, die mindestens eine Teilnehmerklasse unterstützen, die dem Endgerät (MS) zugeordnet ist, wenn eine solche Zelle verfügbar ist, wobei das Verfahren umfasst – Senden von Informationen in der Zelle über die Priorität der Zelle und die von der Zelle unterstützten Teilnehmerklassen, um zu steuern, welchen Endgeräten (MS) ein Ausführen von Camping in der Zelle erlaubt ist, wobei die Teilnehmer in Teilnehmer mit speziellen Funktionen und andere Teilnehmer aufgeteilt werden; und – Aufteilen der Zellen in Zellen mit speziellen Funktionen (A, B, C, D1, D2) und normale Zellen (X, Y, Z, C1 ... C11); gekennzeichnet durch – Bestimmen der Zellen, die mindestens einer speziellen Funktion zugeordnet sind, zu Prioritätszellen (A, B, C, D1, D2); – Bestimmen, dass die Prioritätszellen (A, B, C, D1, D2), in welchen die Endgeräte (MS) zu betreiben gewünscht werden, die der speziellen Funktion zugeordnet sind, die Teilnehmerklasse unterstützen, die der speziellen Funktion zugeordnet ist; – Bestimmen, dass die normalen Zellen (X, Y, Z, C1 ... C11), in welchen gewünscht wird, dass die Endgeräte (MS) betrieben werden können, die der speziellen Funktion zugeordnet sind, die Teilnehmerklasse unterstützen, die der speziellen Funktion zugeordnet ist; – Bestimmen, dass die Prioritätszellen (A, B, C, D1, D2) nur bestimmte Teilnehmerklassen unterstützen, die speziellen Funktionen zugeordnet sind; und – Leiten der Endgeräte (MS), die einer speziellen Funktion zugeordnet sind, zum Ausführen von Camping in jeweiligen Prioritätszellen (A, B, C, D1, D2), wenn eine solche Zelle verfügbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bestimmen der Zellen, die nur von Funkvorrichtungen verwendet werden sollen, zu Prioritätszellen, und dazu, die Funkendgeräte (MS) zu unterstützen, die zu einer Funk-Teilnehmerklasse gehören, und dadurch, dass auch mindestens ein Teil der normalen Zellen des Systems dazu bestimmt wird, die Funkvorrichtungen zu unterstützen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bestimmen der Zellen, die nur für Notfälle zugewiesen sind, zu Prioritätszellen, und dazu, die Funkendgeräte (MS) zu unterstützen, die zu einer Teilnehmerklasse gehören, die Notfällen zugeordnet ist, und dadurch, dass auch mindestens ein Teil der normalen Zellen des Systems dazu bestimmt wird, die Funkendgeräte zu unterstützen, die zu der Teilnehmerklasse gehören, die Notflällen zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bestimmen der normalen Zellen (X, Y, Z, C1 ... C11) in dem System dazu, Funkendgeräte zu unterstützen, die zu den Teilnehmerklassen gehören, die nicht speziellen Funktionen zugeordnet sind.
Zellulares Funksystem, wobei Parameter verwendet werden, um Teilnehmer in Teilnehmerklassen zu gruppieren, und wobei die Parameter verwendet werden können, um die unterstützten Teilnehmerklassen für die Zellen zu bestimmen, und wobei ausgewählte Zellen als Prioritätszellen bestimmt werden können, auf welchen die Endgeräte (MS) mit einer geeigneten Teilnehmerklasse eingerichtet sind, Camping auszuführen, wenn eine solche Zelle verfügbar ist, und wobei Basisstationen (BS) eingerichtet sind, Informationen in der Zelle über die Priorität der Zelle und die von der Zelle unterstützten Teilnehmerklassen zu senden, um zu steuern, welchen Endgeräte (MS) es erlaubt ist, in der Zelle Camping auszuführen, wobei Zellen, die nicht zu Prioritätszellen bestimmt sind, zu normalen Zellen bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass – die Zellen, die einer ausgewählten speziellen Funktion zugeordnet sind, zu Prioritätszellen bestimmt sind, und dazu, die Teilnehmerklasse zu unterstützen, die der speziellen Funktion zugeordnet ist; – mindestens ein Teil der normalen Zellen auch eingerichtet ist, um die Teilnehmerklasse zu unterstützen, die der speziellen Funktion zugeordnet ist; und – die Endgeräte (MS), die einer speziellen Funktion zugeordnet sind, eingerichtet sind, Camping in jeweiligen Prioritätszellen (A, B, C, D1, D2) ausführen, wenn eine solche Zelle verfügbar ist.
Funksystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Bestimmen der Zellen, die nur von Funkvorrichtungen verwendet werden sollen, zu Prioritätszellen (A, B, C, D1, D2), und dazu, und dazu, die Funkendgeräte (MS) zu unterstützen, die zu der Funk-Teilnehmerklasse gehören, und dadurch, dass auch mindestens ein Teil der normalen Zellen (X, Y, Z, C1 ... C11) in dem System dazu bestimmt wird, die Funkvorrichtungen zu unterstützen.
Funksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen, die nur für Notfälle zugewiesen sind, zu Prioritätszellen bestimmt werden, und dazu, die Funkendgeräte zu unterstützen, die zu einer Teilnehmerklasse gehören, die Notfällen zugeordnet ist, und dadurch, dass auch mindestens ein Teil der normalen Zellen in dem System dazu bestimmt wird, die Funkendgeräte zu unterstützen, die zu der Teilnehmerklasse gehören, die Notfällen zugeordnet ist.
Funksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die normalen Zellen (X, Y, Z, C1 ... C11) in dem System dazu bestimmt werden, Funkendgeräte zu unterstützen, die zu den Teilnehmerklassen gehören, die nicht speziellen Funktionen zugeordnet sind.
Funksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Endgerät (MS) in einer bestimmten Teilnehmerklasse in Benutzung genommen wird, das Endgerät (MS) eingerichtet ist, die Teilnehmerklasse zu aktualisieren, und die Informationen, welche die Teilnehmerklasse des Endgeräts (MS) betreffen, übertragen werden, um für ausgewählte Teile des Systems verfügbar zu sein.
Funksystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (MS) eingerichtet ist, seine Teilnehmerklasse basierend auf Daten zu ermitteln, die in dem Endgerät (MS) gespeichert sind.
Funksystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (MS) eingerichtet ist, die Teilnehmerklasse des Endgeräts (MS) basierend auf Endgeräte- und/oder Teilnehmerdaten zu ermitteln, die von dem Endgerät (MS) erhalten werden.
Funksystem nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilnehmer Informationen über die verwendete Teilnehmerklasse durch eine Benutzerschnittstelle des Endgeräts (MS) bereitstellen kann.
Funksystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das System eingerichtet ist, um – das Endgerät (MS) über die Teilnehmerklasse zu informieren; – zu jedem beliebigen Zeitpunkt die Parameter zu aktualisieren, die verwendet werden, um Teilnehmer in Teilnehmerklassen zu gruppieren; – zu jedem beliebigen Zeitpunkt die Parameter zu aktualisieren, die verwendet werden, um die unterstützten Teilnehmerklassen für die Zellen zu bestimmen.
Funksystembasisstation (BS), vorgesehen zum Ausführen von speziellen Funktionen, wobei Parameter verwendet werden, um Teilnehmerklassen zu bestimmen, die von einer Zelle unterstützt werden, wobei die Zelle als eine Prioritätszelle bestimmt sein kann, auf welcher Endgeräte (MS) mit einer geeigneten Teilnehmerklasse eingerichtet sind, Camping auszuführen, wenn die Zelle verfügbar ist, wobei die Basisstation (BS) eingerichtet ist, in der Zelle (A, B, C, D1, D2) Informationen über die Priorität der Zelle und die von der Zelle unterstützten Teilnehmerklassen zu senden, um zu steuern, welchen Endgeräten (MS) erlaubt ist, in der Zelle (A, B, C, D1, D2) Camping auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass – die Zelle (A, B, C, D1, D2) zu einer Prioritätszelle bestimmt ist, in der die Endgeräte (MS) zu betreiben gewünscht werden, die einer speziellen Funktion zugeordnet sind; – die Zelle (A, B, C, D1, D2) dazu bestimmt ist, die Teilnehmerklasse zu unterstützen, die der speziellen Funktion zugeordnet ist; – die Zelle (A, B, C, D1, D2) dazu bestimmt ist, nur bestimmte Teilnehmerklassen zu unterstützen, die speziellen Funktionen zugeordnet sind; und – die Zelle (A, B, C, D1, D2) dazu eingerichtet ist, ein Endgerät (MS), das einer geeigneten Teilnehmerklasse einer speziellen Funktion zugeordnet ist, zum Ausführen von Camping in der Zelle (A, B, C, D1, D2) zu leiten, wenn die Zelle (A, B, C, D1, D2) für das Endgerät (MS) verfügbar ist.
Basisstation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (BS) eingerichtet ist, Endgeräte (MS) zu unterstützen, die der Funkteilnehmerklasse zugeordnet ist.
Basisstation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (BS) eingerichtet ist, Funkendgeräte (MS) zu unterstützen, die zu der Teilnehmerklasse gehören, die Notfällen zugeordnet ist.
Endgerät (MS), das in einem zellularen Funksystem betrieben wird, eingerichtet, um in Funkzellen Camping auszuführen, welche die Teilnehmerklasse eines Teilnehmers unterstützen, der das Endgerät benutzt, und um dem Ausführen von Camping in ausgewählten Prioritätszellen (A, B, C, D1, D2) Priorität zu geben, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (MS) eingerichtet ist, um – die Teilnehmerklasse in Reaktion auf die Tatsache zu aktualisieren, dass das Endgerät (MS) in einer bestimmten Teilnehmerklasse in Benutzung genommen wird, wobei die Informationen über die Endgeräte-Teilnehmerklasse dann übertragen werden, um für ausgewählte Teile des Systems verfügbar zu sein; – Camping auf einer Prioritätszelle (A, B, C, D1, D2) auszuführen, welche die Teilnehmerklasse des Teilnehmers unterstützt, der das Endgerät (MS) benutzt, wenn eine solche Zelle verfügbar ist; und – Camping auf einer normalen Zelle, welche die Teilnehmerklasse des Teilnehmen unterstützt, der das Endgerät (MS) benutzt, nur dann auszuführen, wenn keine Prioritätszelle verfügbar ist.
Endgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät eingerichtet ist, seine Teilnehmerklasse basierend auf Daten, die in dem Endgerät (MS) gespeichert sind, und/oder den Teilnehmerdaten des Endgerätebenutzers zu identifizieren.
Endgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (MS) eingerichtet ist, Informationen über seine Teilnehmerklasse von dem System zu empfangen.
Endgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (MS) eingerichtet ist, seine Teilnehmerklasse basierend auf Daten zu ermitteln, die durch eine Benutzerschnittstelle des Endgeräts (MS) des Teilnehmers bereitgestellt werden.