DE4307966A1 - Mobilfunksystem - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mobilfunksystem gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie auf zugehörige Mo
bilstationen.
Zur drahtlosen Kommunikation zwischen Teilnehmern eines öf
fentlichen oder privaten Fernsprechnetzes ist es allgemein
bekannt, sogenannte schnurlose Telefone einzusetzen, die bei
spielsweise entsprechend dem gegenwärtigen CT1+ Standard oder
entsprechend dem zukünftigen DECT-Standard arbeiten. Derar
tige schnurlose Telefone haben den Vorteil, daß sie sehr
preisgünstig sind. Sie haben jedoch nur eine verhältnismäßig
geringe Reichweite von den ihnen jeweils zugeordneten Fest
stationen.
Weiterhin ist es bekannt, eine drahtlose Kommunikation zwi
schen Teilnehmern eines öffentlichen Fernsprechnetzes mittels
Mobiltelefonen durchzuführen. Derartige Mobiltelefone werden
beispielsweise in Zusammenhang mit dem bekannten D1/D2-Netz
oder dem zukünftigen E-Netz Mobilfunknetz nach einem als GSM-
Standard bezeichneten Übertragungsstandard betrieben.
Schließlich sind auch Mobilfunkgeräte für geschlossene Netze
bekannt, d. h. die Benutzer können nur mit einem sehr begrenz
ten, internen Personenkreis kommunizieren. Derartige Geräte
werden beispielsweise von der Polizei, Bahndiensten oder auf
Baustellen benutzt.
Falls ein Geschäftsteilnehmer sowohl firmenintern als auch
extern drahtlos kommunizieren möchte, muß er mindestens zwei
derartige Geräte mit sich führen. Es ist jedoch möglich, ein
Funktelefon bereit zustellen, das eine Kombination aus einem
schnurlosen Telefon und einem Mobiltelefon darstellt und
Sende/Empfangsteile sowohl für die schnurlose Kommunikation
als auch für die Mobilkommunikation enthält. Ein derartiges
als auch für die Mobilkommunikation enthält. Ein derartiges
Funktelefon ist beispielsweise aus der UES PS 4,989,230 be
kannt. Wenn sich der Teilnehmer im Bereich einer zugeordneten
Feststation des schnurlosen Telefons befindet, wird die Kom
munikation über diese abgewickelt und sobald sich der Teil
nehmer außerhalb dieses Bereiches befindet, wird die Kommu
nikation über eine Mobilfunk-Basisstation abgewickelt. Ein
derartiges Funktelefon erfordert jedoch einen verhältnismäßig
großen Aufwand, da es Sende/Empfangsteile und Steuerungsteile
für beide Arten der drahtlosen Kommunikation enthält. Es wird
damit relativ groß und schwer. Auch aus der DE 40 19 010 A1
ist eine Funkgerätekombination bekannt, die ein schnurloses
Telefon mit einem Mobiltelefon kombiniert.
Schließlich wäre es noch denkbar, ein Mobiltelefon und ein
schnurloses Telefon dahingehend zu kombinieren, daß das Mo
biltelefon z. B. in einem Fahrzeug montiert wird und dieses
Mobiltelefon gleichzeitig als Feststation eines schnurlosen
Telefons ausgebildet ist. Der schnurlose Teil eines derarti
gen Mobiltelefons könnte jedoch ebenfalls nur in einem
kleinen Umkreis des Fahrzeugs betrieben werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mobil
funksystem anzugeben, das sowohl für eine interne als auch
für eine externe drahtlose Kommunikation geeignet ist und das
nur eine einfache Mobilstation erfordert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Mobilfunksystem der
eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine zugehö
rige Mobilstation ist im Patentanspruch 12 angegeben.
Bei dem Mobilfunksystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das
mit einer Mehrzahl von Mobilstationen und einer Mehrzahl von
an ein öffentliches Fernsprechnetz anschließbaren Basissta
tionen versehen ist, die jeweils Zellen eines Funkgebietes
abdecken, ist mindestens eine mit einem internen Fernsprech
netz verbundene Übertragungsstation vorgesehen. Zu dieser
geschlossenen Gruppe, beispielsweise eines Betriebes, Zugriff.
Die Teilnehmer der geschlossenen Gruppe sind mit Mobil
stationen versehen, die in einer internen Betriebsart nur
eine Kommunikation über die Übertragungsstation und das in
terne Fernsprechnetz und gegebenenfalls von dort zum öffent
lichen Fernsprechnetz durchführen, und die in einer externen
Betriebsart eine Kommunikation über das öffentliche Mobil
funknetz und das öffentliche Fernsprechnetz durchführen.
Bei einem großen Betrieb kann die Übertragungsstation auf
einem der geschlossen Gruppe zugehörigen Betriebsgelände an
geordnet sein, wohingegen bei einem kleinen Betrieb es zweck
mäßig sein kann, daß die Übertragungsstation mit mindestens
einer nächstliegenden Basisstation eine Einheit bildet. In
der Regel ist sie mit dem internen Fernsprechnetz direkt,
z. B. über eine Standleitung verbunden. Dieses interne Fern
sprechnetz, das üblicherweise mit einer Nebenstellenanlage
versehen ist, und das öffentliche Fernsprechnetz können auch
als Datennetz oder als ISDN-Netz ausgebildet sein.
In der Mobilstation erfolgt die Umschaltung zwischen der in
ternen Betriebsart und der externen Betriebsart mittels einer
in der Mobilstation vorgesehenen Umschalteinheit. Diese
Umschalteinheit kann beispielsweise durch zuführbare Chip
karten gesteuert werden.
In den verschiedenen Betriebsarten wird zur Mobilstation und
von dieser ein Protokoll übertragen, das die interne Be
triebsart und die externe Betriebsart kennzeichnet. Die Mo
bilstation ist im Empfangsbetrieb sowohl für die interne als
auch für die externe Betriebsart empfangsbereit.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Mobilfunksystems
gemäß der Erfindung
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Mobilstation ge
mäß der Erfindung
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Mobilfunk
systems gemäß der Erfindung.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Mobilfunksystem ist der Funk
bereich, entsprechend dem sog. GSM-Standard (GSM = Global
System for Mobile Communication), in mehrere Zellen Z aufge
teilt, von denen in Fig. 1 nur die Zellen Z1 und Z2 darge
stellt sind. In einer derartigen Zelle Z wird der Telekommu
nikationsdienst von und zu einer Mobilstation MS1 durch eine
Basisstation BTS bereitgestellt (BTS = base transceiver sta
tion). In der Fig. 1 sind lediglich die den Zellen Z1 und Z2
zugeordneten Basisstationen BTS1 und BTS2 dargestellt. Sie
sind mit jeweils einer Sende/Empfangsantenne A1 bzw. A2 ver
sehen. Eine oder mehrere Basisstationen BTS sind mit einer
Basis-Steuereinheit BSC (BSC = base station controller) ver
bunden. Die Steuereinheit BSC führt die lokalen Funktionen
der Rufvermittlung, Überwachung und Wartung durch. Mehrere
Basis-Steuereinheiten BSC sind mit einer Vermittlungseinrich
tung SSS (SSS = switching subsystem) verbunden, die ihrer
seits mit dem öffentlichen Telefonnetz PSTN (PSTN = public
switched telefone network) verbunden ist, das als ISDN-Netz
ausgebildet sein kann. Anstelle des Telefonnetzes kann auch
ein Datennetz vorgesehen sein.
Falls ein Teilnehmer mit der Mobilstation MS1 in der Zelle Z1
mit einem anderen Teilnehmer kommunizieren will, so wird über
die Basisstation BTS mit der Basis-Steuereinheit BSC ein vor
gegebenes Protokoll abgewickelt, das beispielsweise in dem
obengenannten GSM-Standard festgelegt ist. Wenn die Verbin
dung zwischen der Mobilstation MS1 und der Basis-Steuerein
heit BSC hergestellt ist, wird über die Vermittlungseinrich
tung SSS eine Verbindung zum öffentlichen Telefonnetz PSTN
hergestellt. Von diesem aus wird dann der andere Teilnehmer,
der wiederum mit einer Mobilstation versehen sein kann, er
reicht.
Auf dem Gebiet der Zelle Z1 ist ein Betriebsgelände B vorge
sehen, das mit einer eigenen Übertragungsstation UES für
drahtlose Kommunikation versehen ist und eine betriebsinterne
Zelle versorgt. Diese betriebsinterne Zelle ist durch den
Funkbereich FB dargestellt. Die Übertragungsstation UES ist
ähnlich aufgebaut wie eine Basisstation BTS und eine Basis-
Steuereinheit BSC. Sie ist mit einer betriebsinternen Ver
mittlungsanlage PBX verbunden, die eine Nebenstellenanlage
darstellt und mit dem öffentlichen Fernsprechnetz PSTN ver
bunden ist.
Falls ein Angehöriger des Betriebs auf dem Betriebsgelände B
mit einer Mobilstation MS2 vom Betriebsgelände B aus mit
einem anderen Teilnehmer kommunizieren möchte, stellt er die
Verbindung in ähnlicher Weise wie oben beschrieben, jedoch
über die mit der Antenne A3 versehene Übertragungsstation
UES, zur Nebenstellenanlage PBX her und von dieser zu einem
anderen an der Nebenstellenanlage PBX angeschlossenen Teil
nehmer oder zu einem mit dem öffentlichen Fernsprechnetz PSTN
verbundenen Teilnehmer. Außerhalb des Betriebsgeländes B,
beispielsweise während einer Dienstreise, kann der Teilnehmer
seine Mobilstation MS2 in gewohnter Weise benutzen, wie es
oben im Zusammenhang mit der Mobilstation MS1 beschrieben
wurde und eine Verbindung zum öffentlichen Fernsprechnetz
PSTN über eine Basisstation BTS herstellen. Die Verwendung
der internen Übertragungsstation UES trägt jedoch ganz we
sentlich zur Senkung der Kosten bei, da z. B. bei einem Fern
gespräch vom Betriebsgelände aus gegebenenfalls nur die
üblichen drahtgebundenen Fernsprechkosten und nicht die einer
öffentlichen Mobilfunkverbindung anfallen.
Das zwischen der Mobilstation MS2 und der Übertragungsstation
UES ablaufende Protokoll ist verschieden von dem zwischen der
Mobilstation MS1 und der Basisstation BTS1 ablaufenden, bei
spielsweise im GSM-Standard festgelegten Protokoll, so daß
sichergestellt ist, daß nur Teilnehmer der geschlossenen Be
nutzergruppe (GBG), d. h. die Betriebsangehörigen, auf die
Übertragungsstation UES zugreifen können. Weiterhin ist da
durch sichergestellt, daß von der interne Übertragungsstation
UES nur Mobilstationen MS2 erreicht werden.
In der in Fig. 2 schematisch dargestellten Mobilstation MS2
ist eine Umschalteinheit UM vorgesehen, mittels der die Mo
bilstation MS2 zwischen einer internen Betriebsart, die als
GBG-Betriebsart bezeichnet wird, und einer externen Be
triebsart, die als GSM-Betriebsart bezeichnet wird, umschalt
bar ist. In der internen GBG-Betriebsart wird das entspre
chende Protokoll durchgeführt, mit dem ein Zugriff zur Über
tragungsstation UES erreicht wird, und in der externen GSM-
Betriebsart, wird das GSM-Protokoll ausgeführt, wenn außer
halb des Betriebsgeländes B Zugang zu einer Basisstation BTS,
beispielsweise zur Basisstation BTS1 gewünscht wird.
Gleichzeitig mit der Umschaltung auf die interne GBG-Be
triebsart kann auch die Sendeleistung der Mobilstation MS2
vermindert werden, so daß die Betriebsdauer der Batterie
verlängert wird.
Die Umschaltung zwischen den Betriebsarten kann beispielswei
se durch einen an der Mobilstation MS2 angebrachten Schalter
oder mittels unterschiedlicher Berechtigungskarten, z. B.
Chipkarten erfolgen. Solange beispielsweise eine "Firmen
karte" C1 in der Mobilstation MS2 eingesteckt ist, arbeitet
diese nur in der internen GBG-Betriebsart und sobald eine
Karte C2 eines Mobilfunk-Netzbetreibers gesteckt wird, ar
beitet die Mobilstation MS2 in der externen GSM-Betriebsart.
Zu diesem Zweck ist an der Mobilfunkstation MS2 ein Chip
kartenleser CL vorgesehen.
Wenn die Mobilstation MS2 im Empfangsbetrieb arbeitet, ist
sie zum Empfang von Nachrichten in beiden Betriebsarten be
reit, d. h. sie ist immer von einer Basisstation BTS her und
von der Übertragungsstation UES her erreichbar, wobei sie für
die Bassistation BTS als besetzt gekennzeichnet wird, wenn
sie von der Übertragungsstation UES belegt wird und umge
kehrt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Mobilfunksystem, das sich
insbesondere für Betriebe mit kleinem Betriebsgelände als
zweckmäßig erweist, bildet die Übertragungsstation UES mit
der Basisstation BTS1 eine Einheit. Die Basisstation BTS ist
mit der internen Vermittlungsanlage PBX z. B. über eine Stand
leitung verbunden. Die Basisstation BTS1 überdeckt ohnehin
das Betriebsgelände B innerhalb der Zelle Z1, so daß eine ei
gene Übertragungsstation UES für einen kleinen Betrieb nicht
sinnvoll erscheint. Die Basisstation BTS1 bildet eine virtu
elle Zelle, die das Betriebsgelände B betrifft. Zu diesem
Zweck wird die Kanalkapazität der Basisstation BTS1 entweder
fest oder dynamisch z. B. auch über eine adaptive Lastvertei
lung (adaptive load sharing) zwischen der öffentlichen Zelle
Z1 und der betriebsinternen virtuellen Zelle aufgeteilt. Die
dynamische Zuteilung hat den Vorteil, daß, beispielsweise
während Betriebsferien, nach Betriebsschluß oder während des
Wochenendes die für die Kommunikation mit der virtuellen
Zelle vorgesehenen Kanäle teilweise oder ganz dem öffentli
chen Mobilfunknetz zur Verfügung stehen. In jedem Fall wird
dafür Sorge getragen, daß die betriebsintern benutzten Mo
bilstationen MS2 in der internen Betriebsart GBG nur auf die
dem Betrieb zugeordneten internen Kanäle zugreifen können und
daß die externen Mobilstationen MS1 nur auf die öffentlichen
Kanäle zugreifen können.
Claims (14)
1. Mobilfunksystem mit einer Mehrzahl von Mobilstationen (MS)
und einer Mehrzahl von an ein öffentliches Netz (PSTN) an
schließbaren Basisstationen (BTS), die jeweils Funkgebiete
(Z) abdecken, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine mit
einem internen Netz (PBX) verbundene Übertragungsstation
(UES) vorgesehen ist, zu der nur Teilnehmer einer geschlos
senen Gruppe Zugriff haben, und daß die Teilnehmer der ge
schlossenen Gruppe mit Mobilstationen (MS2) versehen sind,
die in einer internen Betriebsart (GBG) eine Kommunikation
über die Übertragungsstation (UES) und das interne Netz (PBX)
durchführen, und die in einer externen Betriebsart (GSM) eine
Kommunikation über eine Basisstation (BTS) und das
öffentliche Netz (PSTN) durchführen.
2. Mobilfunksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übertragungsstation (UES) auf einem der geschlossen
Gruppe zugehörigen Gelände (B) angeordnet ist.
3. Mobilfunksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übertragungsstation (UES) mit mindestens einer
nächstliegenden Basisstation (BTS) eine Einheit bildet.
4. Mobilfunksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das öffentliche und/oder interne Netz
(PSTN bzw. PBX) als Fernsprechnetze ausgebildet sind.
5. Mobilfunksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umschaltung zwischen der internen Be
triebsart (GBG) und der externen Betriebsart (GSM) mittels
einer in der Mobilstation (MS2) vorgesehenen Umschalteinheit
(UM) erfolgt.
6. Mobilfunksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umschaltung zwischen der internen Betriebsart (GBG)
und der externen Betriebsart (GSM) unter Steuerung von der
Mobilstation (MS2) zuführbaren Chipkarten (C1, C2) erfolgt.
7. Mobilfunksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mobilstation (MS) im Empfangsbetrieb
sowohl für die interne Betriebsart (GBG) als auch für die ex
terne Betriebsart (GSM) empfangsbereit ist.
8. Mobilfunksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der abgehende Verkehr so lange über die
Übertragungsstation (UES) geführt wird, wie sich die
Mobilstation (MS2) im Funkbereich der Übertragungsstation
(UES) befindet.
9. Mobilfunksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Mobilstation (MS2) und von dieser ein
Protokoll übertragbar ist, das die interne Betriebsart (GBG)
und die externe Betriebsart (GSM) kennzeichnet.
10. Sende/Empfangseinrichtung für ein Mobilfunksystem mit
einer Mehrzahl von Mobilstationen (MS) und einer Mehrzahl von
an ein öffentliches Netz (PSTN) anschließbaren Basisstationen
(BTS), die jeweils Funkgebiete (Z) abdecken, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Sende/Empfangseinrichtung als eine mit
einem internen Netz (PBX) verbundene Übertragungsstation
(UES) ausgebildet ist, zu der nur die Mobilstationen (MS2)
von Teilnehmern einer geschlossenen Gruppe Zugriff haben.
11. Sende/Empfangseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Übertragungsstation (UES) mit einer Ba
sisstation (BTS) eine Einheit bildet.
12. Mobilstation für ein Mobilfunksystem mit einer Mehrzahl
von Mobilstationen (MS) und einer Mehrzahl von mit einem öf
fentlichen Netz (PSTN) verbundenen Basisstationen (BTS), die
jeweils Funkgebiete (Z) abdecken, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mobilstation (MS2) eine Umschalteinheit (UM) aufweist,
mittels der die Mobilstation (MS2) zwischen einer internen
Betriebsart (GBG), in der die Kommunikation über eine mit
einem internen Netz (PBX) verbundene Übertragungsstation
(UES) erfolgt und einer externen Betriebsart (GSM) umschalt
bar ist, in der die Kommunikation über eine Basisstation
(BTS) erfolgt.
13. Mobilstation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen mit der Umschalteinheit (UM) verbundenen Chip
kartenleser (CL) aufweist.
14. Mobilstation nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß sie während der internen Betriebsart
(GSM) mit verminderter Leistung sendet.
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