WO2001043313A1 - Vorrichtung zum erstellen einer drahtlosen mobilen internetverbindung - Google Patents

Vorrichtung zum erstellen einer drahtlosen mobilen internetverbindung Download PDF

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WO2001043313A1
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fixed network
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Inventor
Karl-Heinz Möhrmann
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18578—Satellite systems for providing broadband data service to individual earth stations
    • H04B7/1858—Arrangements for data transmission on the physical system, i.e. for data bit transmission between network components

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • Modern communication connections are carried out via satellites if required.
  • the provision of broadband Internet access via satellite is currently being planned.
  • a participant creates an individual connection to the satellite and from there via the central satellite ground station a further connection to the Internet.
  • the problem with such a configuration is that the use of satellites for this purpose is relatively expensive. This has among other things the reason for this is that the mm walls of the house area used for a single connection cannot penetrate. This means that mobile end devices cannot be directly connected to the satellite.
  • the solution would be to install a satellite antenna on the roof of a house, which can be connected to the end device via appropriate lines or a wireless connection at other frequencies. Overall, the problem of economy arises with such a device.
  • the invention is based on the object of specifying a device for how mobile subscriber terminals can be efficiently connected to the Internet.
  • the invention is achieved on the basis of the preamble of claim 1 by the features specified in the characterizing part.
  • An advantage of the invention is in particular that the connection of several subscribers in a microcellular radio network (wireless LAN) to the satellite via a common interface. place takes place.
  • This is as a satellite access point (Satel ⁇ lite Access Point) SAP defined and formed as a satellite terminal.
  • the circuit networks in wireless vitalan ⁇ (Wireless LANs) wired supply used starting point (Wired Access Point) WAP replaced by the transition point Satellitenzu ⁇ SAP.
  • This forms the interface to the fixed network via the satellite.
  • the microcells are thus connected to the Internet via the satellite. Since a Satelli ⁇ tenzugangstician a variety can connect microcells, the costs are distributed to all connected devices. This makes the solution economically very cost-effective.
  • FIG. 2 shows a configuration by means of which mobile subscribers are connected to a fixed network
  • FIG. 3 shows a configuration by means of which mobile subscribers are connected to a fixed network via satellite
  • FIG. 2 shows how mobile terminals are currently connected to a fixed network FN via a wireless subscriber access network are introduced.
  • microcells MZ ⁇ ... MZ meters are forms ge ⁇ .
  • MZi, MZ m _ ⁇ and MZ m are shown .
  • MZ m _ ⁇ are respectively arranged transmission devices, which are designed as radio base stations R ⁇ ... R m. Accordingly, therefore cell in micro- MZi is the radio base station R ⁇ zugeordent, the micro cell MZ m - ⁇ the radio base station R m - ⁇ etc. to the radio-Ba ⁇ sis stations are the Subscriber terminals TLN x , y connected via a wireless connection.
  • the radio base stations are brought directly or indirectly (as in the case of the connection V im ) to an interface WAP via further connections V m , V m .
  • This has a direct connection V F N to the fixed network FN.
  • the typical diameter of a microcell is on the order of several 100 m. If sufficiently low frequencies (eg in the 900 MHz range) can be used, this enables the penetration of walls and thus the use of mobile end devices in the house.
  • a subscriber TLN n wants to create an Internet connection to the fixed network FN, this can be done via the radio base station R m _ ⁇ directly via the connection V m _ ⁇ . If the subscriber TLN X in the micro cell MZ m wishes to have an Internet connection to the fixed network FN, this is done via the radio base station R m . However, if there is already a connection, for example from the subscriber TLNi via the radio base station R m to the wired access point WAP, dynamic problems arise on the connection V m , since the capacity of the radio base station R m does not affect the subscriber TLN X. is fully available. Since in practice several micro cells may be arranged one behind the other, the signal of the most distant subscriber may have to pass through many radio base stations. As a result, the efficiency of data transmission is no longer given in this known configuration.
  • a satellite terminal VSAT is now used as the interface to the fixed network FN.
  • This then has the function of a satellite access point (Satel lite ⁇ Access Point SAP) and replaces the current access point ⁇ WAP.
  • the corresponding relationships are shown in Fig. 3.
  • microcells MZi, MZ m - ⁇ and MZ m are shown, which are connected to the Satelli ⁇ tenterminal VSAT via connections V ⁇ m , V m _ ⁇ , V m .
  • the satellite terminal VSAT is installed on a light ⁇ or utility pole. This creates the possibility of a simple power supply. Any further wiring is unnecessary.
  • This solution also allows a very flexible spatial assignment of the satellite access points SAP to the microcell clusters.
  • the arrangement of the wired access point WAP is limited by the spatial configuration.
  • the wired access point WAP cannot easily be installed in a central location between the microcells, as the environment may not allow this (street, subway, etc.).
  • the spatial arrangement of the VSAT satellite terminal is not subject to any restrictions, since it can be installed at any location.
  • This advantage enables an advantageous configuration to be created, as shown in FIG. 3.
  • the microcells are brought directly to the Satellite Access Point SAP. Restrictions in the efficiency of the data transmission as in the configuration according to FIG. 2 do not have to be accepted here or only to a considerably lesser extent, since the number of microcell radio base stations to be traversed is significantly reduced and at the same time the payload is reduced , As a result, higher available data rates per subscriber can be provided.

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Abstract

Gegenwärtig ist die Bereitstellung von breitbandigen Internetzugriffen über Satellit in Planung. Hierbei soll jeweils eine Einzelverbindung zum Satellit hin erstellt werden und von dort eine weitere Verbindung zum Internet. Damit sind wirtschaftliche Nachteile verbunden. Da die Anbindung mobiler Endgeräte an das Festnetz über eine gemeinsame Schnittstelle zum Festnetz erfolgt, wird vorgeschlagen, diese Schnittstelle mittels Satellitenterminal zu realisieren. Die Internetzugriffe mobiler Teilnehmer erfolgen dann über das Satellitenterminal zum Satelliten hin und dann zum Internet.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Erstellen einer drahtlosen mobilen Internet¬ verbindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Zeitgemäße Kommunikationsverbindungen werden bei Bedarf über Satelliten geführt. Gegenwärtig ist sogar die Bereitstellung von breitbandigen Internetzugriffen über Satellit in Planung. Dabei wird von einem Teilnehmer eine Einzelverbindung zum Satellit hin erstellt und von dort über die zentrale Satelliten - Bodenstation eine weitere Verbindung zum Internet. Pro- blematisch an einer derartigen Konfiguration ist, daß der Einsatz von Satelliten zu diesem Zweck relativ teuer ist. Dies hat u.a. seinen Grund darin, daß die für eine Einzelan- bindung verwendeten mm- ellen Wände des Hausbereichs nicht durchdringen können. Mobile Endgeräte können damit nicht di- rekt an den Satelliten angebunden werden. Als Lösung böte sich die Installation einer Satellitenantenne auf dem Dach eines Hauses an, die über entsprechende Leitungen oder über eine drahtlose Verbindung bei anderen Frequenzen mit dem Endgerät zu verbinden ist. Insgesamt ergibt sich mit einer der- artigen Vorrichtung die Problematik der Wirtschaftlichkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, wie mobile Teilnehmerendgeräte effizient an das Internet angebunden werden können.
Die Erfindung wird ausgehend vom Oberbegriff von Patentanspruch 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhaft an der Erfindung ist insbesondere, daß die An- bindung mehrerer Teilnehmer in einem mikrozellularen Funknetz (Wireless LAN) an den Satellit über eine gemeinsame Schnitt- stelle erfolgt. Diese ist als Satellitenzugangspunkt (Satel¬ lite Access Point) SAP definiert und als Satellitenterminal ausgebildet. Dabei wird der bei drahtlosen Teilnehmeran¬ schlußnetzen (Wireless LANs) verwendete drahtgebundene Zu- gangspunkt (Wired Access Point) WAP durch den Satellitenzu¬ gangspunkt SAP ersetzt. Dieser bildet dann über den Satellit die Schnittstelle zum Festnetz. Die Mikrozellen werden somit über den Satellit an das Internet angebunden. Da ein Satelli¬ tenzugangspunkt eine Vielzahl von Mikrozellen anbinden kann, verteilen sich die Kosten auf alle angeschlossenen Teilnehmer. Die Lösung wird damit wirtschaftlich sehr kostengünstig.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
Fig 1 die gemäß dem Stand der Technik bekannte Konfiguration,
Fig 2 eine Konfiguration, mittels der mobile Teilnehmer an ein Festnetz angeschlossen sind, Fig 3 eine Konfiguration, mittels der mobile Teilnehmer über Satellit an ein Festnetz angeschlossen sind,
In Fig. 1 sei nochmals die Lösung gemäß des Standes der Tech- nik aufgezeigt. Demgemäß sind Teilnehmer TLNi, TLN2... LNn über jeweils zugeordnete bidirektionale Einzelverbindungen Vi, V2...Vn an einen Satelliten S angebunden. Dieser ist über eine weitere bidirektionale Verbindung VFN an ein Festnetz FN herangeführt.
In Fig. 2 ist aufgezeigt, wie gegenwärtig mobile Endgeräte über ein drahtloses Teilnehmerzugangsnetz an ein Festnetz FN herangeführt sind. Hierzu werden Mikrozellen MZι...MZm ge¬ bildet. In Fig. 2 sind lediglich 3 Mikrozellen MZi, MZm_ι und MZm aufgezeigt. In den Mikrozellen sind jeweils Übertra¬ gungseinrichtungen angeordnet, die als Radio-Basis-Stationen Rι...Rm ausgebildet sind. Demgemäß ist somit in der Mikro- zelle MZi die Radio-Basis-Station Rλ zugeordent, der Mikro- zelle MZm-ι die Radio-Basis-Station Rm-ι etc. An die Radio-Ba¬ sis-Stationen sind die Teilnehmer-Endgeräte TLNx,y über eine drahtlose Verbindung angeschlossen. Die Radio-Basis-Stationen sind über weitere Verbindungen Vm, Vm_ι direkt oder indirekt (wie im Falle der Verbindung Vim) an eine Schnittstelle WAP herangeführt. Diese weist eine direkte Verbindung VFN zum Festnetz FN auf. Der typische Durchmesser einer Mikrozelle liegt in der Größenordnung von mehreren 100 m. Falls hinrei- chend tiefe Frequenzen (z. B. im 900 MHZ - Bereich) verwendet werden können, ermöglicht dies die Durchdringung von Wänden und damit die Verwendung mobiler Endgräte im Haus.
Will beispielsweise ein Teilnehmer TLNn eine Internetverbin- düng zum Festnetz FN erstellen, so kann dies über die Radio- Basis-Station Rm_ι direkt über die Verbindung Vm_ι erfolgen. Falls der Teilnehmer TLNX in der Mikrozelle MZm eine Internetverbindung zum Festnetz FN wünscht, erfolgt dies über die Radio-Basis-Station Rm. Besteht jedoch bereits eine Verbind- ung beispielsweise vom Teilnehmer TLNi über die Radio-Basis- Station Rm zum drahtgebundenen Zugangspunkt WAP, so entstehen Dynamikprobleme auf der Verbindung Vm, da die Kapazität der Radio-Basis-Station Rm dem Teilnehmer TLNX nicht voll zur Verfügung steht. Da in der Praxis gegebenenfalls mehrere Mi- krozellen hintereinander angeordnet sind, muß das Signal des entferntesten Teilnehmers gegebenenfalls viele Radio-Basis- Stationen durchlaufen. Dadurch ist die Effizienz der Datenübertragung bei dieser bekannten Konfiguration nicht mehr gegeben.
Erfindungsgemäß wird nun vorgesehen, als Schnittstelle zum Festnetz FN ein Satellitenterminal VSAT zu verwenden. Dieses hat dann die Funktion eines Satellitenzugangspunktes (Satel¬ lite Access Point SAP) und ersetzt den bisherigen Zugangs¬ punkt WAP. Die entsprechenden Verhältnisse sind in Fig. 3 aufgezeigt. Demgemäß sind Mikrozellen MZi, MZm-ι und MZm auf- gezeigt, die über Verbindungen Vιm, Vm_ι, Vm an das Satelli¬ tenterminal VSAT herangeführt sind. Dieses enthält die Inter- working Unit zur notwendigen Formatumsetzung zwischen Mikro- zellennetz und dem Satellitenlink Vs .
Vorzugsweise wird das Satellitenterminal VSAT an einem Licht¬ oder Strommast installiert. Damit ergibt sich die Möglichkeit einer einfachen Stromversorgung. Jede weitere Verdrahtung erübrigt sich.
Diese Lösung erlaubt ferner eine sehr flexible räumliche Zuordnung der Satellite Access Points SAP zu den Mikrozellen- Clustern. Die Anordnung des drahtgebundenen Zugangspunktes WAP ist durch die räumliche Konfiguration beschränkt. So kann beispielsweise der drahtgebundene Zugangspunktes WAP nicht ohne weiteres an zentraler Stelle zwischen den Mikrozellen installiert werden, da die Umgebung dies möglicherweise nicht zuläßt (Straße, U-Bahn etc.) . Die räumliche Anordnung des Satellitenterminals VSAT ist dagegen keinerlei Einschränkungen unterworfen, da eine Installation an jeder beliebigen Stelle erfolgen kann.
Durch diesen Vorteil kann eine vorteilhafte Konfiguration erstellt werden, wie sie in Fig. 3 aufgezeigt ist. Hier sind die Mikrozellen direkt an den Satellite Access Point SAP her- angeführt. Einschränkungen in der Effizienz der Datenübertragung wie in der Konfiguration gemäß Fig. 2 müssen hier nicht oder nur in erheblich geringerem Maße hingenommen werden, da die Zahl der zu durchlaufenden Mikrozellen-Radio-Ba- sis-Stationen deutlich gesenkt ist und zugleich die Nutzlast reduziert ist. Dadurch können höherere verfügbaren Datenraten pro Teilnehmer vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Erstellen einer drahtlosen Internetver¬ bindung, mit einer Merhrzahl von Mikrozellen, in denen je- weils Übertragungseinrichtungen (Rι._.Rm) angeordnet sind, die über eine gemeinsame Schnittstelle (WAP) an ein Festnetz (FN) herangeführt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gemeinsame Schnittstelle als Satellitenterminal (VSAT) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein von einem Teilnehmerendgrät (TLNi ...TLNn) ausgehender Verbindungsaufbau zum Internet über das Satellitenterminal
(VSAT) zum Festnetz (FN) erfolgt, in dem Internet-Funktionen realisiert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Satellitenterminal (VSAT) an einen Strommast zum Zuführen der Speisespannung angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß wenigstens eine Interworking Unit zur Formatumsetzung zwischen Mikrozellennetz und dem Satellitenlink (Vs) im Satellitenterminal (VSAT) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Satellitenterminal (VSAT) im Mikrozellen-Cluster an einer im wesentlichen zentralen Stelle angeordnet ist.
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