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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Mobilkommunikationssystem mit Basisstationen,
einer Mobildienstevermittlungsstelle, einem digitalen Übertragungssystem,
das die Basisstationen mit der Mobildienstevermittlungsstelle verbindet,
und einem Netzwerkabschluss eines ISDN-Basisratenzugangs.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei
Mobilkommunikations- oder Mobiltelefonnetzwerken gemäß dem Stand
der Technik ist eine Basisstation (BTS) des Netzwerks mit einer
Basisstationssteuerung (BSC) entweder durch die Verwendung einer
digitalen Datenstreckenverbindung mit 2048 kbit/s mit insgesamt
32 Zeitschlitzen mit 64 kbit/s oder nur einiger dieser Zeitschlitze
verbunden.
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Die
WO-91/10333 offenbart ein Funkkommunikationssystem mit digitalen
Ortsvermittlungen. Jedoch behandelt D1 nicht die Probleme, die sich
auf eine Basisstation eines Mobilkommunikationssystems beziehen.
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Das
Problem bei den Lösungen
gemäß dem Stand
der Technik waren die hohen Kosten: für eine Basisstation ist es
notwendig, entweder eine vollständige
Datenstreckenverbindung mit 2048 kbit/s, typischerweise eine Kabel-
oder Funkstreckenverbindung, oder mehrere Verbindungen zuzuweisen,
z.B. n separate Verbindungen mit 64 kbit/s.
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Der
Nachteil fester Verbindungen mit 2048 kbit/s besteht darin, dass
die von einer solchen Verbindung angebotene Übertragungskapazität oft zu hoch
ist, d.h. ein Teil der Übertragungskapazität bleibt
ungenutzt. Für
die meisten Basisstationen wären
ungefähr
100 bis 500 kbit/s ausreichend. Die Systeme gemäß dem Stand der Technik sind
daher unflexibel in Bezug auf die Zuweisung von Übertragungskapazität, da es
nicht möglich
ist, nur die erforderliche, kleinere Übertragungskapazität zur Verwendung
auszuwählen.
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Der
Nachteil bei der Verwendung von n separaten Verbindungen mit 64
kbit/s besteht darin, dass die Basisstationen nicht für eine derartige
Datenübertragungsrate
ausgelegt wurden. Die Übertragung
eines Bitstroms von der Basisstation zur Datenstreckenverbindung
ist daher nicht einfach.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, das vorstehend beschriebene
Problem zu lösen,
d.h. wie ein Übertragungskanal
mit 64 kbit/s auf einer ISDN-Datenstreckenverbindung
zwischen den von der Basisstation verwendeten Kanälen mit
8, 16 oder 32 kbit/s aufgeteilt wird. Daher löst die Erfindung auch das von
der Tatsache verursachte Problem, dass es vorher nicht möglich war,
Basisstationen an ISDN-Datenstreckenverbindungen anzuschließen, außer durch
eine Verbindung mit 2048 kbit/s oder n Verbindungen mit 64 kbit/s.
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Dieser
neue Typ von Mobilkommunikationssystem und Basisstation eines Mobilkommunikationssystems
wird mit dem Mobilkommunikationssystem gemäß der Erfindung erreicht, das
dadurch gekennzeichnet ist, dass das digitale Übertragungssystem zumindest
eine auf der Rate des ISDN-Basisratenzugangs arbeitende Datenstreckenverbindung und
digitale Zeitmultiplex-Hauptleitungen
aufweist, dass zumindest eine Basisstation einen ISDN-Basisratenzugangsblock
zum Verbinden der Basisstation mit der auf der Rate des ISDN-Basisratenzugangs
arbeitenden Datenstreckenverbindung aufweist, und dass das digitale Übertragungssystem
eine zwischen der Basisstation und der Mobildienstevermittlungsstelle
positionierte Vermittlungseinrichtung zum Verbinden des ISDN-Basisratenzugangsblocks
der Basisstation über
die auf der Rate des ISDN-Basisratenzugangs arbeitende Datenstreckenverbindung
an eine digitale Hauptleitung aufweist.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Basisstation eines Mobilkommunikationssystems,
die eine Sendeempfängereinheit
und eine Multiplexeinheit aufweist. Die Basisstation der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ISDN-Basisratenzugangsblock zum Verbinden
und Anpassen der Basisstation an eine Datenstreckenverbindung aufweist,
der zwischen der Basisstation und der Mobildienstevermittlungsstelle
oder der Basisstationssteuerung angeordnet ist und auf der Rate
des ISDN-Basisratenzugangs arbeitet.
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Die
Erfindung basiert auf dem Konzept, dass die Basisstation eine Schnittstelleneinheit
aufweist, d.h. einen ISDN-Basisratenzugangsblock, mittels derer
die Basisstation an eine auf der Rate des ISDN-Basisratenzugangs arbeitende Datenstreckenverbindung
angeschlossen bzw. verbunden wird. Dies macht es möglich, eine
Vermittlungseinrichtung zwischen der Basisstation und der Mobildienstevermittlungsstelle
oder Basisstationssteuerung bereitzustellen, wobei die Vermittlungseinrichtung
den ISDN-Basisratenzugang vermittelt bzw. schaltet, d.h. einen Kanal
von 2 × 64
kbit/s + 16 kbit/s oder eine erforderliche Anzahl dieser Kanäle. Der
ISDN-Basisratenzugang ist eine Einrichtung, über die eine Endgerätevorrichtung
sowohl mit einem herkömmlichen Netzwerk
als auch mit einem ISDN-Telekommunikationsnetzwerk,
und über
diese auch mit anderen öffentlichen
Telekommunikationsnetzwerken, kommunizieren kann; im Telekommunikationskanal
werden Daten mindestens vom ISDN-Basisratenzugang zur Vermittlungseinrichtung
des ISDN-Netzwerkes, möglicherweise
sogar weiter, als digitale Zeichen übertragen. Die Zeichenrate
des ISDN-Basisratenzugang ist derart definiert, dass sie zwei Verkehrskanäle von 64 kbit/s
und einen Signalisierungskanal von 16 kbit/s aufweist, der hauptsächlich zum
Herstellen und Überwachen
einer Telekommunikationsverbindung verwendet wird. Die Vermittlung
des ISDN-Basisratenzugangs kann entweder fest oder selektiv bzw. gezielt
erfolgen, damit der Basisstation immer die Menge an Übertragungskapazität zugewiesen
ist, die sie benötigt.
Eine ISDN-Vermittlung oder eine ISDN-Vermittlungseinrichtung ist
eine Vorrichtung, die es ermöglicht,
den Nutzern bzw. Teilnehmer des ISDN-Netzwerks den ISDN-Basisratenzugang
anzubieten.
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Der
Vorteil eines derartigen Mobilkommunikationssystems und einer Basisstation
für ein
Mobilkommunikationssystem besteht darin, dass sie die mit den Lösungen gemäß dem Stand
der Technik in Zusammenhang stehenden Probleme lösen. Die Erfindung ermöglicht es
daher, dass ein ISDN-Basisratenzugang
als eine Telekommunikationsressource einer Basisstation in einem
Mobilkommunikationssystem verwendet wird. Eine Basisstation mit
Hilfe eines ISDN-Basisratenzugangs
an die Mobildienstevermittlungsstelle anzuschließen bzw. zu verbinden, ist
in Gebieten vorteilhaft, die eine ISDN-Ortsvermittlung aufweisen.
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Ein
weiterer Vorteil des Mobilkommunikationssystems gemäß der Erfindung
besteht darin, dass die Erfindung ermöglicht, dass die Verbindung zwischen
der Basisstation und der Mobildienstevermittlungsstelle freigegeben
bzw. abgebaut wird, wenn keine Rufe vorhanden sind. Auf diese Art
und Weise wird noch mehr Datenübertragungskapazität zwischen
der Basisstation und der Mobildienstevermittlungsstelle eingespart.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen ausführlicher
beschrieben, bei denen zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines
Mobilkommunikationssystems gemäß der Erfindung,
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2 ein Blockschaltbild einer
Basisstation gemäß der Erfindung
in einem Mobilkommunikationssystem,
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3 ein Blockschaltbild einer
Basisstation gemäß der Erfindung
in einem Mobilkommunikationssystem und ISDN-Netzwerkabschlüsse.
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Ausführliche
Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein Blockschaltbild
eines Mobilkommunikationssystems gemäß der Erfindung. Die Figur zeigt
Basisstationen BTS-1 und BTS-2 gemäß der Erfindung in einem Mobilkommunikationssystem. Diese
Basisstationen sind an eine Vermittlungseinrichtung 100 angeschlossen
bzw. verbunden, die eine ISDN-Vermittlungseinrichtung, wie etwa
eine ISDN-Vermittlung eines Festnetzes wie gemäß 1, oder eine Rangierverteiler- bzw. Querverbindungsvorrichtung
sein kann. Eine Rangierverteiler- bzw. Querverbindungsvorrichtung
ist eine Vorrichtung, an die digitale Datenstreckenverbindungen
als Teilnehmerverbindungen angeschlossen sind. Die Vermittlungseinrichtung 100 kann
aus dem Basisratenzugangsmultiplexer der ISDN-Vermittlung eines Festnetzes
und der ISDN-Vermittlung eines Festnetzes bestehen. Die digitalen
Datenstreckenverbindungen weisen eine auf der Rate des ISDN-Basisratenzugangs
arbeitende Datenstreckenverbindung 101 sowie eine digitale
Fern- bzw. Hauptleitung 102 auf. Die digitale Fern- bzw.
Hauptleitung 102 ist eine Zeitmultiplex-Hauptleitung, bei
der ein oder mehrere Signalisierungskanäle übertragen werden. Die Hauptleitung
hat daher eine Bitrate von 2048 kbit/s oder 1544 kbit/s. Die Rangierverteiler-
bzw. Querverbindungsvorrichtung 100 kann Verbindungen (durch
Befehle, die vom die Vorrichtung steuernden Bediener oder von einem
Computer gegeben werden) halb-dauernd bzw. semi-permanent zwischen
unterschiedlichen Teilnehmerverbindungen schalten bzw. vermitteln. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
schaltet die Querverbindungsvorrichtung eine Verbindung von der
Basisstation zu einer Basisstationssteuerung BSC oder einer Mobildienstevermittlungsstelle
MSC; die Querverbindungsvorrichtung benötigt daher zumindest eine bidirektionale
Strecke mit einer Rate, die ein Vielfaches von 64 kbit/s ist. Beim
System gemäß der Erfindung
ist die ISDN-Vermittlungseinrichtung zwischen den Basisstationen
und der Basisstationssteuerung oder der Mobildienstevermittlungsstelle
angeordnet, so dass die Basisstationen die ISDN-Datenstreckenverbindungen
ausnützen
können.
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2 zeigt ein Blockschaltbild
einer Basisstation gemäß der Erfindung
in einem Mobilkommunikationssystem. Die Basisstation weist mehrere Sendeempfängereinheiten
TRX.1 bis TRX.3 und eine Betriebs- und Wartungseinheit OMU auf.
Diese Einheiten sind über
einen Bus 200 DTBUS an einen ISDN-Basisratenzugangsmultiplexer 203 MUX
angeschlossen. Der ISDN-Basisratenzugangsmultiplexer ist eine Vorrichtung,
die von mehreren ISDN-Basisratenzugängen gelieferte
Signale (sinngemäß auch Signale
aus der entgegengesetzten Übertragungsrichtung)
kombiniert und sie an eine Hauptleitung liefert, von wo aus sie
mit Hilfe einer Schnittstelle, die entweder dem ISDN-Basisratenzugang
oder dem ISDN-Primärratenzugang
entspricht, weiter an die ISDN-Vermittlung vermittelt bzw. geschaltet
werden. Durch die Verwendung eines Basisratenzugangsmultiplexers
ist es möglich,
Kosten einzusparen, da es nicht erforderlich ist, für jeden
ISDN-Zugang ein langes Leiterpaar einzurichten. Der Multiplexer 203 ist an
die ISDN-Zugangsblöcke
ITB 201, 202 angeschlossen, die Schnittstelleneinheiten
zum Verbinden der Basisstation – insbesondere
ihres Multiplexers MUX – mit
den auf der Rate des ISDN-Basisratenzugangs
arbeitenden Datenstreckenverbindungen 210, 220 sind.
Der Bus DTBUS 200 ist ein digitaler Zeitmultiplexbus, dessen
Datenrate zum Beispiel 2048 kbit/s sein kann. Zusätzlich zu
ihren anderen Funktionen überwacht
und steuert die Betriebs- und Wartungseinheit OMU den Betrieb der
ISDN-Basisratenzugangsblöcke 201, 202.
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2 zeigt ein Blockschaltbild
einer Basisstation gemäß der Erfindung
in einem Mobilkommunikationssystem. Die Basisstation gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Einheiten aufweist, mittels
derer der ISDN-Basisratenzugang implementiert ist, d.h. ISDN-Basisratenzugangsblöcke ITB 201, 202.
Der ISDN-Basisratenzugangsblock kann
eine S- oder U-Schnittstelleneinheit
sein. Die Basisstation gemäß der Erfindung
kann die Verbindung zwischen der Basisstation und der ISDN-Vermittlung
entweder kontinuierlich oder nur bei Bedarf aufrechterhalten. Weist
das System eine Basisstationssteuerung BSC auf, kann ihr ISDN-Basisratenzugangsblock
als ein ISDN-Primärratenzugang
(2048 kbit/s) oder als ein ISDN-Basisratenzugang (144 kbit/s)
dienen. Die beiden Kanäle
von 64 kbit/s beim ISDN-Basisratenzugang werden in einer ausgewählten Bitzuweisung
in Unterkanäle
von 32 kbit/s, 16 kbit/s oder 8 kbit/s aufgeteilt, die für Verkehr,
Signalisierung sowie Betrieb und Wartung zu verwenden sind.
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Gemäß 2 übertragen die Sendereinheiten
TRX.1 bis 3 der Basisstation ihre Signale über einen Signaladdierer COM 222 an
eine Antenne ANT zur weiteren Übertragung
auf den Funkpfad. Die Sendeempfängereinheiten
TRX.1 bis 3 empfangen von Mobiltelefonen übertragene Signale. Die zu übertragenden
Informationen werden in einer Codierungseinheit codiert, die das
an den Sender gelieferte Signal in eine so genannte TRAU-Rahmenform
codiert. Das Signal in der Form von TRAU-Rahmen, das durch die Basisstation
vom Mobiltelefon empfangen wird, wird in einer Decodierungseinheit
decodiert, von wo aus es an einen Bus DTBUS 200 übertragen
wird. Alle Sendeempfängereinheiten
TRX.1 bis 3 und der ISDN-Basisratenzugangsmultiplexer MUX 203 werden
von einer Oszillator- und Zeitsteuerungseinheit OSC gezeitet bzw. zeitlich
gesteuert. Zwischen ihnen befindet sich eine Taktauswahleinheit
CKS. Die Oszillatoreinheit kann phasenfest zu einem von der S- oder
U-Schnittstelleneinheit 201, 202 empfangenen
Zeitsteuerungssignal sein; die Taktauswahleinheit CKS wählt das
Steuersignal von einer S- oder U-Schnittstelleneinheit
ITB aus, oder sie wählt
kein Steuersignal aus. Sowohl die von der Basisstation empfangenen
und vom Decodierer decodierten Informationen als auch die zur Übertragung an
den Codierer zugeführten
Informationen werden über
den Bus 200 an den Codierer oder vom Codierer weg geliefert.
Dementsprechend werden die zu codierenden und zu übertragenden
Informationen vom Multiplexer MUX auf den Bus 200 gelesen.
Der Multiplexer MUX ist eine Vorrichtung, die die Busse DTBUS für den Basisratenzugangsblock
ITB anpasst. Ist die OMU nicht direkt an den Bus DTBUS angeschlossen,
kann sie an den MUX-Block angeschlossen sein, der das Signal der
OMU in Richtung des ITB und entsprechend in die entgegengesetzte Richtung
liefert. Ist das Signal vom DTBUS direkt für den ITB geeignet, und ist
die OMU an den Bus DTBUS angeschlossen, kann der Multiplexer ungenutzt bleiben.
Die gemultiplexten Signale werden an die ISDN-Basisratenzugangsblöcke ITB 201, 202 angelegt,
die sie in eine mit dem ISDN-Basisratenzugang kompatible Form wandeln
und die Signale vom ISDN-Basisratenzugang entsprechend in eine mit der
Basisstation kompatible Form wandeln. Der ISDN-Basisratenzugangsblock
ITB 201, 202 ist eine Schnittstelleneinheit gemäß der ISDN-S-
oder U-Schnittstellenempfehlung.
Die S-Schnittstelleneinheit wandelt ein S-Schnittstellensignal,
das in differentieller Form übertragen
und zwischen den Leitern als eine Offset-Spannung erfasst wird,
in eine mit der Basisstation kompatible Signalform. Entsprechend wandelt
die U-Schnittstelleneinheit ein U-Schnittstellensignal.
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Der
in der S-Schnittstelle verwendete Leitungscode ist pseudo-tertiär, d.h.
Bit „0" wird abwechselnd
als ein Plus- und ein Minus-Impuls übertragen, und Bit „1" wird durch Senden
keines Signalimpulses übertragen.
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3 zeigt ein Blockschaltbild
einer Basisstation gemäß der Erfindung
in einem Mobilkommunikationssystem und ISDN-Netzwerkabschlüsse NT. In
ihren wesentlichen Teilen entspricht die gemäß der Figur gezeigte Basisstation
derjenigen, die gemäß 2 dargestellt ist. Die gemäß der Figur
dargestellte Basisstation – insbesondere
ihr ISDN-Basisratenzugangsblock ITB 201, 202 – ist als
ein S-Schnittstellenblock implementiert. Der S-Schnittstellenblock überträgt Signale 230, 240,
die die an den ISDN-Netzwerkabschluss übertragenen Signale in der
Uplink- bzw. Aufwärtsstreckenrichtung
in differentieller Form transportieren. Der Netzwerkabschluss NT
weist auch eine S-Schnittstelleneinheit auf, die die Signale an
die U-Schnittstelleneinheit weiterleitet, die sie in einem Leiterpaar 250, 260 weiterliefert.
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Die
Zeichnungen und die darauf bezugnehmende Beschreibung sind nur zur
Veranschaulichung der Idee der Erfindung gedacht. In ihren Details
können
das Mobilkommunikationssystem gemäß der Erfindung und die Basisstation
eines Mobilkommunikationssystems innerhalb des Umfangs der Ansprüche variieren.
Obwohl die Erfindung vorstehend hauptsächlich in Verbindung mit Mobilkommunikationssystemen
beschrieben wurde, kann sie auch bei anderen Arten von Funktelefonsystemen verwendet
werden.