DE9413749U1 - System für Sammel- und Gruppen-Kommunikationen in einem Kommunikationssystem - Google Patents

Description

System für Saxamel- und Gruppen-Kommunikationen in einem Kommunikationssystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für Sammel- und Gruppen-Kommunikationen (broadcast and group comunications) in einem Kommunikationssystem mit zumindest einer Basisstation und einer Vielzahl von Ferneinheiten, wobei die Ferneinheiten individuelle Identifikationen aufweisen, wie dies beispielsweise bei Punkt-zu-Punkt Kommunikationen, wie in einem GSM-Zellular Funksystem der Fall ist.

Es wude bereits vorgeschlagen, die GSM Groupe Speciale-(Mobile) Zellularfunktechnologie für private Mobilfunk(private mobile radio; PMR)-Auswahltypsysteme (dispatch-type systems) zur Verwendung im Schienenverkehr einzusetzen, wo ein Bedürfnis nach Punkt-zu-Punkt Kommunikationen und für Gruppenkommunikationen besteht.

Auf dem Gebiet der zellularen Funktechnik wurde vorgeschlagen, ein Konferenz-Service-Center einzurichten, um Konferenzgespräche einzurichten, bei denen eine Anzahl von Punkt-zu-Punkt-Gesprächen gleichzeitig und auf einer "ad hoc"-Basis eingeteilt werden, wobei jeder eingehende (inbound) Kanalzeitschlitz an jeden ausgehenden (outbound) Zeitschlitz im Konferenzservice-Center übergeleitet wird.

In "Group Calls in GSM" ETSI SMG-UIC Tast Force 15. Februar 1993 wurde vorgeschlagen, daß ein Konferenz-Center dieses Typs zum Verwalten von Gruppenrufen in einem PMR-System verwendent werden könnte.

Dabei besteht jedoch das Problem, eine derartige Anordnung in einer spektralmäßig effizienten Weise zu verwalten und diese Verwaltung derart zu gestalten, daß keine unzulässigen Verzögerungen bei jedem Schritt der Prozedur auftreten, so daß das System vom Markt akzeptiert wird.

Gemäß der Erfindung ist ein Kommunikationssystem vorgesehen, welches zumindest eine Basisstation und eine Vielzahl von entfernten Einheiten aufweist. Jede entfernte Einheit besitzt eine Identifikation. Die entfernten Einheiten sind zumindest zu einer Gruppe arrangierbar und werden so arrangiert, daß sie mit der Basisstation über eine Funkverbindung kommunizieren. Ein GSC (group service centre) enthält eine Einrichtung zum Empfangen von Nachrichten von einem eingehenden (inbound) Kanal von der Funkverbindung und zum Kopieren dieses Nachrichtenverkehrs in einen Ausgangskanal (outbound channel) zur Funkverbindung. Zumindest eine entfernte Einheit enthält eine Einrichtung zum Kommunizieren seiner Identifikation an das GSC und zum Errichten einer Funkverbindung mit dem GSC. Die Erfindung sieht dabei vor, daß das GSC eine Nachschiageinrichutng (lookup means) zum Korrilieren der Identifikation der entfernten Einheit mit den Identifikationen anderer entfernter Einheiten in einer gemeinsamen Gruppe aufweist und weiterhin eine Einrichtung aufweist, die das individuelle Errichten von Kommunikationsverbindungen mit anderen entfernten Einheiten unter Verwendung der Identifikation dieser entfernten Einheiten zuläßt.

Somit wird das GSC, dadurch, daß ihm Intelligenz zugefügt wird, mehr als lediglich eine Konferenzbrücke und richtet somit aktiv Gruppenrufe ein. Das GSC kann die Gruppenrufe, basierend auf früherem Wissen über die Gruppe, zu dem die entfernte Einheit gehört, einrichten oder, im Falle, daß eine entfernte Einheit mehr als einer Gruppe angehört, muß die GSC nur über die Identifikation der Gruppe, in der die entfernte Einheit eine Verbindung wünscht, informiert werden.

Außerdem wird ein Kommunikationssystem angegeben, welches zumindest eine Basisstation und eine Vielzahl von entfernten Einheiten aufweist, wobei jede entfernte Einheit eine Identifikation aufweist, und die entfernten Einheiten in zumindest eine Gruppe arrangierbar sind und so arrangiert sind, daß sie mit der Basisstation über eine TDMA (time divided multiple access-Funkverbindung), welche Eingangszeitschlitze und Aus-

^rt» · ;

gangszeitschlitze aufweist, kommunizieren können, und weiterhin eine Einrichtung zum Errichten einer Gruppe von entfernten Einrichtungen vorgesehen ist zum Zuordnen eines Steuerkanals (control channel), um jede der entfernten Einheiten in der Gruppe und zum Resersourcen eines Verkehrskanls (traffic channel) für die Gruppe, weiterhin eine Einrichtung zum periodischen Übertragen von Steuerinformation an jede entfernte Einheit an der Gruppe, während die Gruppe errichtet wird, und weiterhin eine Einrichtung an einer entfernten Einheit vorgesehen ist zum Eingeben eines Übertragungserfordernisses und eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Übertragungszugriffs durch die entfernte Einheit in die Gruppe auf den reservierten Verkehrs-Kanal, wenn eine Übertragungsanforderung an die entfernte Einheit eingegeben wird und zum Übertragen auf dem reservierten Verkehrs-Kanal, wobei dies gemäß der Steuerinformation für die entfernte Einheit erfolgt, die beim Übertragungszugriff vorliegt.

Auf diese Weise werden Übertragungsparameter, wie Zeitvorlauf (timing advance) und Leistungspegel bereits eingestellt und, nachdem das PTT gedruckt wurde, kann unmittelbar auf den Kanal zugegriffen werden.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen im einzelnen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines PMR-Systems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Gruppeenservice-Centers der Fig. 1.

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, welche die Schritte wiedergibt, die zum Einstellen (setting up) eines Gruppenrufes in dem System der Fig. 1 vorkommen.

• · * &ogr;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zum Erläutern des Betriebs des Schrittes gemäß den Schritten der Fig. 3.

Verzeichnis der Abkürzungen:

BS Base Station (Basisstation)

BSC Base Station Controller (Basisstationssteuereinheit)

BTS Base Transceiver Station (Basis-Sende/Empfangsstation)

GSC Group Service Centre (Gruppenservice-Center)

GSC Group Service Controller (Gruppenservice-Steuereinheit)

GSM Groupe Speciale Mobile

MS Mobile Station (Mobilstation)

MSC Mobile Switching Centre (mobiles Schaltcenter)

PSTN Public Switched Telephone Network (öffentliches

Telefonnetz)

PTT Push-to-talk (Gesprächsaktivierung)

SDCCH Stand-alone Dedicated Control Chanel (Steuerkanal)

TDMA Time Division Multiple Access

Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen dem GSC und dem Netzwerk. In einem GSM-Netzwerk sind die Mobileinheiten 22 bis 26 über Radiokommunikationskanäle mit den BTSs 18-21 verbunden. Jede BTS 18-21 enthält die Funkkomponenten des Systems und die Module, die für die Schnittstelle mit einer BSC 15-17 notwendig sind. Eine BTS 28-21 ist über Erdleitungen mit ihrer BSC 15-17 verbunden. Eine BSC (zum Beispiel BSC 15) verwaltet eine Gruppe von BTSs (zum Beispiel BTSs 18, 19) und agiert als digitales Verarbeitungsinterface zwischen diesen und den MSCs 1-14 und führt eine GSM-Gesprächsverarbeitung durch. Eine BSC 15-17 ist über eine Erdverbindung mit einer MSC 13-14 verbunden. Die MSCs 13-14 sind Telefonschaltzentren (telephone switching centres). Jede MSC 13-14 stellt einen Dienst an Mobileinheiten zur Verfügung, die sich innerhalb des Funkgebiets befinden. Es stellt außerdem Schnittstellen zu einem PSTN-Netzwerk 10 oder einem ISDN-Netzwerk 11 und terrestischen Schaltkreisen von den BSCs 15-17 zur Verfugung.

Die MS 22 ist mit einem PTT-Knopf 30 gezeigt, welcher die Senderaktivierung ermöglicht (transmitter key-up). Auch jede andere MS weist einen PTT-Knopf auf.

Die GSC ist mit der MSC verbunden. Die GSC stellt die Verwaltung der Gruppenrufe und der Sammelrufe unter Verwendung einer Konferenzeinrichtung oder durch Verwendung einer oder mehrerer Mulitplexer zur Verfugung. Die GSC kann sich innerhalb der MSC oder als davon getrenntes Stück der Ausrüstung, welches mit terrestischen Verbindungen verbunden ist, befinden.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der GSC. Sie besteht aus einer GSC-Steuereinheit 100, einem MSC-Interface 101, einer Gruppendatenbank 102 und einer Konferenzbrücke oder einem oder mehreren Multiplexern 103. Die GSC-Steuereinheit 100 hält die Gruppendatenbank, verwaltet die Schnittstelle zur MSC über das MSC-Interface 101 und steuert die Konferenzbrücke/den Multiplexer 103. Die Gruppendatenbank 102 enthält alle Information, die sich auf die Gruppenmitglieder und ihrer Gruppen/Runkfunkgesprächsprivilegien beziehen. Die Konferenzbrücke/der Mulitplexer 103 verbindet zwei oder mehr Audio-Verkehrskanäle und unterstützt: 1) das Einstellen einer Konferenz für diese Verkehrskanäle (das heißt das Zulassen, daß jede Partei mit jedem anderen Konferenzteilnehmer gleichzeitig spricht) und 2) das Ausstrahlen von Sprache von einem initiierenden TCH-Benutzer an alle Gruppenmitglieder. Die GSC-Steuereinheit 100 zeigt der Konferenzbrücke/dem Multiplexer 103 die Gruppenmitglieder und den Typ des Gesprächs an.

Die Gruppendatenbank 102 wird von einem Steuerterminal 105 gehalten (maintained).

Alternativ kann ein Mobilfunkbenutzer Sammelrufe kreieren, modifizieren und löschen und Gruppenrufe zusammenstellen. Unterschiedliche Zugriffspegel können unterschiedlichen Benutzertypen zugewiesen werden.

Das GSC 12 verwaltet den Sammel- oder Gruppen-Ruf und beobachtet den Zustand einer jeden Mobilverbindung. Dies ermöglicht es dem Service-Center anzuzeigen, ob ein Ruf erfolgreich ist oder nicht. Wenn alle Teilnehmer mit der Konferenz verbunden sind, kann das Service-Center einen Warnton in den Sprachpfad einführen (oder ihn ausschalten). Der Ton kann an den Initiator oder an die gesamte Konferenz ausgestrahlt werden. Das Service-Center steuert, ob die gerufenen Parteien antworten können (Gruppenrufe) oder nicht antworten können {Sammelrufe) . Das Protokoll wird für einen Sammelruf oder Gruppenruf entsprechend optimiert, und die Verwaltung des Rufs kann sehr schnell erfolgen (zwischen ein und zwei Standardgesprächseinrichtungen) .

Diese Lösung hat einen sehr hohen Pegel an Service- und Rufmanagement, welcher vergleichbar ist mit vollständiger Konferenzfähigkeit. Dabei ist sie spektralmäßig gesehen effizienter als das Zuweisen eines TCH an jeden Gruppenrufteilnehmer. Die SDCCH-Lösung stellt eine konstante Signalisierungsverbindung zwischen der GSC und jedem Teilnehmer innerhalb des Gruppenrufes zu Verfügung. Die Verwaltung der Gruppe ist daher einfach. Die Signalisierungsverbindungen müssen nicht bei jedem Zustandswechsel an der Mobileinheit, wie beispielsweise bei einem "hand over" an eine neue Zelle, beim Eintreten in eine neue Gruppe und beim Austreten aus einer Gruppe, neu eingerichtet werden. Zusätzlich können während eines Gruppenrufes Daten an spezielle Mobileinheiten sowie an die geamte Gruppe weitergeleitet werden.

Individuelle Mobileinheiten können aus der Konferenz herausgenommen werden, um auf Rufe mit höherer Priorität antworten zu können.

Jeder SDCCH trägt ein Viertel der Datenraten eines TCH. Die spektrale Belastung, die aus der permanenten Benutzung eines SDCCH für jede Mobileinheit in der Gruppe resultiert, kann durch Verwendung eines Kanals mit achtfacher oder sechzehn-

fächer Rate reduziert werden, das heißt, jeder SDCCH-Zeitschlitz weist eine Dauer auf, die acht oder sechzehn Verkehrs-Kanalzeitschlitzen entspricht.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ablaufdiagramm zum Verdeutlichen, wie der SDCCH verwendet werden kann, um den Zugriff auf einen Gruppen-Rundfunkkanal zu steuern.

Anfänglich wird ein Gruppenruf mit einer Gruppe A eingestellt (Schritt 200). Die GSC-Steuereinheit greift auf die IDs der MS der Gruppe über die Gruppendatenbank zu (Schritt 201). Die GSC initiiert die Verbindung jedes Gruppenteilnehmers (Schritt 202) . Wenn der erste angerufene Teilnehmer der Gruppe antwortet, wird ein SDCCH zugewiesen. Dann wird eine Bestätigung und Verschlüsselung (cyphering) vorgenommen (Schritt 203) und der neue Teilnehmer der Gruppe zuaddiert (Schritt 2 04). Die MSC reserviert dann einen Rundfunk-TCH (Schritt 205). Der Gruppenruf ist nun eingerichtet und das System wartet darauf, daß der PCT-Knopf gedrückt wird (Zustand 206). Wenn zusätzliche Gruppenmitglieder später antworten, werden sie der Gruppe auf ähnliche Weise zugeteilt (Schritt 207). Zusätzliche Rundfunk-Traffik-Kanäle werden, wie benötigt, addiert, da die Mobileinheiten sich in unterschiedlichen Zellen und Rufgruppen befinden können. Alle Mobileinheiten der Gruppe können nun dem "down-link"-Rundfunkkanal zuhören. Währenddessen werden der Zeitvorlauf (timing advance) und die Leistungssteuerung durch die Verwendung des SDCCH aufrechterhalten (Schritt 208).

Wenn der PTT-Knopf gedrückt wird (Fig. 4), wird ein PTT-Befehl an die MSC gesendet (Schritt 257). Der MSC weist den "up-link"-TCH der MS zu (Schritt 258). Die MS wechselt nun von dem SDCCH auf den TCH, und es wird mit Sprache begonnen (Schritt 259). Die Sprache wird in der GSC dupliziert und in einen ausgehenden TCH (Schritt 260) eingesetzt. Die MSC verhindert, daß andere Mobileinheiten Zugriff auf den "up-link"-TCH bekommen (Schritt 261). Wenn der MS-PTT-Knopf losgelassen wird, wird auch der "up-link"-

TCH wieder frei, der Funkruf wird beendet und die Mobileinheit wird dem SDCCH wieder übergeben {Schritt 262).

Claims (4)

·· · · ·14 M#l Schutzansprüche

1. Kommunikationssystem mit zumindest einer Basisstation {18-21), einer Vielzahl von entfernten Einheiten (22-26), wobei jede entfernte Einheit eine Identifikation aufweist, wobei die entfernten Einheiten in zumindest eine Gruppe arrangierbar sind und so arrangiert sind, daß sie mit der Basisstation über eine Funkverbindung kommunizieren können, und einem Gruppenservice-Center (GSC, 12) mit einer Einrichtung zum Empfangen von Nachrichten (traffic) von einem eingehenden Kanal (inbound channel) von der Funkverbindung und zum Kopieren dieser Nachricht in einen ausghenden Kanal (outbound channel) zur Funkverbindung,

wobei zumindest eine entfernte Einheit eine Einrichtung zum Kommunizieren ihrer Identifikation an die GSC und zum Einrichten eine Kommunikationsverbindung mit der GSC aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß:

die GSC eine Nachschlageeinrichtung (102) zum Korrelieren der Identifikation der entfernten Einheit mit Identifikationen anderer entfernter Einheiten in einer gemeinsamen Gruppe aufweist und eine Einrichtung zum individuellen Einstellen von Kommunikationsverbindungen mit den anderen entfernten Einheiten unter Verwendung der Identifikationen dieser entfernten Einheiten aufweist.

2. Kommunikationssystem mit zumindest einer Basisstation (18-21) und einer Vielzahl von entfernten Einheiten (22-26), wobei jede entfernte Einheit eine Identifikation aufweist und wobei die entfernten Einheiten in zumindest eine Gruppe arrangierbar sind und so arrangiert sind, daß sie mit der Basisstation über eine TDMA-Funkverbindung mit eingehenden Zeitschlitzen (inbound time slots) und ausgehenden Zeitschlitzen (outbound time slots) kommunizieren können,

einer Einrichtung (12, 13, 14) zum Einstellen einer Gruppe von entfernten Einheiten zum Zuteilen eines Steuerkanals (control

channel) an jede entfernte Einheit in der Gruppe und zum Reservieren eines Nachrichtenkanals (traffic channel) für die Gruppe;

einer Einrichtung (208) zum periodischen Übertragen von Steuerinformation für jede entfernte Einheit in der Gruppe, während die Gruppe eingerichtet ist,

einer Einrichtung (30) an der entfernten Einheit zum Eingeben eines Übertragungserfordernisses (PTT) und

einer Einrichtung (159) an der entfernten Einheit zum Bereitstellen eines Übertragungszugriffes an der entfernten Einheit in der Gruppe auf den reservierten Nachrichtenkanal (traffic channel), nachdem ein Übertragungserfordernis an der entfernten Einheit eingegeben wurde und zum Übertragen auf dem reservierten Nachrichtenkanal (traffic channel) mit Übertragungen, die entsprechend der Steuerinformation für die entfernte Einheit eingestellt wurden, als der Übertragungszugriff gewährt wurde.

3. Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei die übertragene Informationszeit Vorlaufinformation (timing advance informatin) ist und die Einrichtung an der entfernten Einheit so arrangiert ist, daß das Timing der eingehenden Zeitschlitze (inbound time slots) eingestellt werden kann.

4. Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei die übertragene Steuerinformation Ausgangsleistungsinformation darstellt und die Einrichtung an der entfernten Einrichtung so arrangiert ist, daß sie die Ausgangsleistung der Übertragungen der entfernten Einheit einstellt.