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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Telekommunikationsvorrichtung, insbesondere
ein Mobiltelefon, das in mindestens einer technisch unterstützten Telekommunikationsart
mit einer Mehrzahl von Telekommunikationsbändern oder in einer Mehrzahl
von technisch unterstützten
Telekommunikationsarten mit jeweils mindestens einem Telekommunikationsband
kommunizieren kann, wobei jede Telekommunikationsart ein zugeordnetes
Telekommunikationsnetz aufweist, das ein Sende- und Empfangsmittel
zum Senden und Empfangen von Telekommunikationssignalen und ein
Steuermittel zum Steuern des Sende- und Empfangsmittels umfaßt.
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Zwar
ist die vorliegende Erfindung auf jede Telekommunikationsvorrichtung
anwendbar, jedoch werden die ihr zugrundeliegenden Probleme besonders
an Hand von Mobiltelefonen erläutert.
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Mobiltelefone,
ob diese nun auf einem Zellularnetz oder einem Satellitennetz basieren,
sind heute in einer großen
Vielzahl bekannt. Jedes Mobilfunksystem, beispielsweise GSM, besitzt
mindestens eine technisch unterstützte Kommunikationsart oder
-Betriebsart, die typischerweise durch spezifische technische Standards,
beispielsweise Kommunikationsmuster oder -protokolle, Modulationsmuster
usw., gekennzeichnet ist. Jede Betriebsart weist eine oder mehrere
verwendete Frequenzbänder
und/oder Funkkanäle
auf.
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Für jedes
Mobiltelefonsystem sind spezifische Mobiltelefone erforderlich,
die zum Betrieb gemäß den technischen
Spezifikationen des speziellen Systems ausgelegt sind. Mobiltelefone
mit einer einzigen Betriebsart werden im folgenden als Mobiltelefone
mit einer Betriebsart bezeichnet.
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Überall in
der Welt werden mehrere in verschiedenen geographischen Gebieten
Mobiltelefonsysteme betrieben, die zum Teil durch die in jedem Gebiet angewandten
staatlichen Vorschriften für
das Funkfrequenzspektrum kontrolliert und zum Teil durch politische
und historische Umstände
kontrolliert werden.
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Tabelle
I unten zeigt einige Beispiele für
Zellularsysteme, die in Betriebsweise, Frequenzbänder und Gebiete eingeteilt
sind.
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Tabelle
1: Beispiele für
Mobiltelefonsystemme
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Beispielsweise
kann GSM, wie aus Tabelle I ersichtlich ist, in 3 Frequenzbändern betrieben
werden. Mobiltelefone, die in dem GSM-System in mehr als einem Frequenzband
betrieben werden, werden im folgenden als Mobiltelefone mit einer
Betriebsart und mehreren Bändern
bezeichnet. Ein Beispiel für
diese Art von Ausstattung ist das Produkt Bosch World 718, das für den Betrieb
von GSM 900 und GSM 1900 sorgt, wie in Tabelle II unten gezeigt
ist.
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Tabelle
II: Bosch World 718
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Ein
weiteres Beispiel ist das Produkt Bosch Dual-Com 738, das für den Betrieb
von GSM 900 und GSM 8900 einschließlich von Umschaltung zwischen
Frequenzbändern
während
eines Anrufs sorgt, wie in Tabelle III unten gezeigt ist.
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Tabelle
III: Bosch Dual-Com 738
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Mobiltelefone,
die in mehr als einer Betriebsart, d. h. an mehr als einem System,
betrieben werden können,
sind als Mobiltelefone mit mehreren Betriebsweisen gekennzeichnet.
Ein Beispiel für
diese Art von Ausstattung ist das Mobiltelefon Qualcomm QPC-800,
das sowohl im CDMA- als auch im AMPS-System betrieben werden kann, wie in
Tabelle IV unten gezeigt ist.
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Tabelle
IV: Qualcomm QCP-800
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Das
Produkt Qualcomm geht das Problem der Wahl von Betriebsart und Frequenzband
in folgender Weise an. In solchen Fällen, in denen der Netzbetreiber
mehrere Systeme in dem gleichen geographischen Gebiet bedient, wird
das Problem in der Netzinfrastruktur angegangen, um die Nutzung
der knappen Netzwerkmittel zu maximieren. Das bringt zwei Nachteile
mit sich. Einerseits werden die Hersteller digitaler Mobiltelefone
beim Konstruieren mit manchen Auflagen seitens des Netzbetreibers
konfrontiert. Das ermöglicht
keine Flexibilität.
Alle möglichen
Systemkonfigurationen müssen
im voraus mit Netzbetreibern geprüft werden. Andererseits kann
bei interregionaler Mobilität
das Problem nicht in der Netzinfrastruktur angegangen werden, da
verschiedene Netzbetreiber wirken. Mithin ist die Qualcomm-Lösung nicht über regionale
Grenzen hinaus durchlässig.
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Mobiltelefone
für den
Betrieb mit satellitengestützten
Systemen, beispielsweise Iridium, können weltweit betrieben werden,
wie in Tabelle V unten gezeigt ist, leiden jedoch an Einschränkungen
hinsichtlich Kapazität,
Betriebskosten usw.
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Tabelle
V: Iridium-Telefon
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Alle
vier nach dem Stand der Technik gegebenen Beispiele leiden an den
Einschränkungen
bei Gebieten und Betriebsarten oder weisen andere Nachteile auf;
d. h. es stehen keine wirklich universellen Telefone zur Verfügung.
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Ein
Fachmann könnte
die Konstruktion eines Mobiltelefons vorschlagen, das technisch
in der Lage ist, in allen bekannten Betriebsarten in allen Gebieten
der Welt zu funktionieren. Dabei ergeben sich jedoch bestimmte Probleme,
wie im folgenden beschrieben ist.
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Ein
Mobiltelefon für
den Gebrauch in mehreren Betriebsweisen muß in allen Gebieten der Welt
funktionieren können,
in denen alle bekannten Betriebsarten unterstützt werden, und niedrige Betriebskosten
bringen. Das bei einem Mobiltelefon mit mehreren Betriebsarten anzutreffende
Problem ist regulatorischer Art. Auf Grund von staatlichen Vorschriften
für Funkfrequenzen,
die in jedem Gebiet angewandt werden, und politischen Entscheidungen,
nach denen Systeme in spezifischen Gebieten betrieben werden dürfen, ergeben
sich große
Schwierigkeiten beim Antrag auf Typenzulassungen von Mobiltelefonen
mit mehreren Betriebsweisen.
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Tabelle
VI unten zeigt das Problem beim Befassen mit einer Mehrzahl von
Gebieten, Betriebsarten und Frequenzbändern.
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TABELLE
VI Regionale Verfügbarkeit
von Arten und Bändern
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In
Tabelle VI bezeichnet RG verschiedene Gebiete, Mi bezeichnet verschiedene
Arten und Bj bezeichnet verschiedene Frequenzbänder.
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In
einem spezifischen Gebiet, beispielsweise R1, kann eine spezifische
Betriebsart aktiv sein, beispielsweise M1, bei der spezifische Frequenzbänder genutzt
werden, beispielsweise B1 und B3, und die manche anderen Arten verbietet,
beispielsweise M2 und M3.
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In
einem anderen Gebiet, beispielsweise R2, sind andere Betriebsarten,
beispielsweise M2, und andere Frequenzbänder, beispielsweise B4 und
B5, in Kombination mit Betriebsart M1 auf dem Frequenzband B3 zugelassen.
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Ein
wichtiges Problem entsteht, wenn es um verschiedene Gebiete geht,
da zwischen Gebieten keine regulatorischen Rahmen festgelegt sind.
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Folgende
Voraussetzungen gibt es für
Typenzulassungen:
- 1. Das Mobiltelefon muß den spektrumsmäßigen Vorschriften
genügen,
die in dem Gebiet angewandt werden, in dem um Zulassung ersucht
wird. Das läßt sich
normalerweise leicht für
Mobiltelefone mit einer Betriebsart und einem Band innerhalb eines
spezifischen Gebiets erreichen.
- 2. Wenn das auf Grund von Versäumnis nicht erreichbar ist,
muß man
den Behörden
nachweisen, daß das Mobiltelefon
dem bestehenden Frequenzspektrum nicht schadet. Falls man die zuständigen Behörden überzeugen
kann, lassen sich die Zulassungen einholen. Das ist die typische
Situation, wenn es um Mobiltelefone mit mehreren Betriebsarten und
um Mobiltelefone mit einer Betriebsart und mehreren Telekommunikationsbändern geht,
die in mehr als einem Gebiet betrieben werden sollen.
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Mithin
ist die vorliegende Erfindung darauf, Diskussionen und Verhandlungen
mit regelnden Behörden in
der dargelegten Weise unnötig
zu machen, sowie auf ein Mobiltelefon gemäß dem Verfahren gerichtet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird eine Telekommunikationsvorrichtung
nach Anspruch 1 geschaffen.
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Ein
besonderer Vorteil der Telekommunikationsvorrichtung ist, daß mit einer
Telekommunikationsvorrichtung oder einem Mobiltelefon mit mehreren
Betriebsarten oder einer einzigen Betriebdart und mehreren Telekommunikationsbändern gemäß der Erfindung
automatisch die Voraussetzungen für Typenzulassungen nach der
obigen Darstellung erfüllt
werden. Dadurch werden einige von den Problemen beim Entwickeln
von Telekommunikationsvorrichtungen wie Mobiltelefonen beseitigt,
die komplizierter als einfache Mobiltelefone mit einer Betriebsart
und einem Telekommunikationsband sind.
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Mit
der Erfindung wird für
freie Zirkulation zwischen Gebieten gesorgt; d. h. für den Endnutzer
besteht verbesserte Mobilität
und minimaler Bedarf an landesspezifischen Varianten; d. h. es besteht
ein optimierter Produktionsstrom.
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Die
Hauptaufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, daß die Telekommunikationsvorrichtung
einen Vergleich zwischen technisch unterstützten Betriebsarten, abgemeldeten
Betriebsarten und zur Zeit verfügbaren
Betriebsarten anstellt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist das Registriermittel zur Registrierung in dem Telekommunikationsnetz,
das dem gewählten
derzeitigen Telekommunikationsband zugeordnet ist, derart ausgelegt, daß es in
einem vorgegebenen Spektrumsbereich keine Telekommunikationssignale
oder vorzugsweise überhaupt
keine Telekommunikationssignale sendet, bis das Wählmittel
seine Wahl abgeschlossen hat. Das hat den Vorteil, daß keine
Störung
des oder Einflußnahme
auf den vorgegebenen Spektrumsbereich eintritt, wenn sich später herausstellt,
daß in
diesem Spektrumsbereich in dem gegenwärtigen Gebiet keine Telekommunikation
möglich
ist und mithin keine regulatorischen Probleme bestehen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind ein zweites Eingabemittel zum Eingeben einer fünften Tabelle
von bevorzugten Telekommunikationsarten der angemeldeten Telekommunikationsarten und
ein zweites Speichermittel zum Speichern der fünften Tabelle vorgesehen, wobei
die fünfte
Tabelle von bevorzugten Betriebsarten Teil des vorgegebenen Kriteriums
ist. Mithin können
die Präferenzen
des Benutzers, d. h. angebotene Dienste, Qualität der Dienste, Betriebskosten
usw., berücksichtigt
werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfassen die Telekommunikationsbänder
Frequenzbänder
und/oder -kanäle.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die Betriebsarten durch mindestens eines von spezifischen technischen
Standards, Netzkommunikationsmustern oder -protokollen, Modulationsmustern und
dergleichen gekennzeichnet.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist das erste Bestimmungsmittel zum Bestimmen von zur Zeit verfügbaren Telekommunikationsbändern derart
ausgelegt, daß es
für jede
Telekommunikationsart die Signalstärke eines Bereichs von entsprechenden
Frequenzbändern
und/oder -kanälen
abtastet und die zur Zeit verfügbaren
Telekommunikationsbänder
auf der Basis der Signalstärke
bestimmt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind das erste und das zweite Bestimmungsmittel derart ausgelegt,
daß diese
ihren Betrieb fortsetzen, nachdem eine Registrierung erfolgt ist.
Durch Ausführung
dieser Bestimmungen, beispielsweise asynchron als Hintergrundtätigkeiten,
während
des Betriebs wird die Telekommunikationsvorrichtung oder das Mobiltelefon
auf Mobilität
reaktionsfähig;
d. h. neue Orte können neue
Telekommunikationsarten und/oder Telekommunikationsbänder bieten,
und einige können
verschwinden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist das Sende- und Empfangsmittel zum Senden und Empfangen von Telekommunikationssignalen
derart ausgelegt, daß es
in dem Funkfrequenzspektrum betrieben werden kann.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
das erste Eingabemittel zum Eingeben einer zweiten Tabelle von angemeldeten
Telekommunikationsarten mindestens eines von einer Antenne, einem
Tastenfeld und einer SIM-Karte.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger verständlich durch
die folgende ausführliche
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
derselben in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, in denen:
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1 eine bevorzugte Ausführungsform
der Telekommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
in Form eines digitalen Mobiltelefons ist; und
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2 eine bevorzugte Operationsabfolge
des in 1 gezeigten digitalen
Mobiltelefons ist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine bevorzugte
Ausführungsform
der Telekommuniktionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
in Form eines digitalen Mobiltelefons.
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In 1 bezeichnen die Bezugszeichen
M1–M3
Telekmmunikationsarten, 10 bezeichnet ein Mobiltelefon, 20 eine
Antenne, 30 eine Anzeige, 40 ein Tastenfeld, 50 eine
Sende- und Empfangsvorrichtung, 60 ein Steuermittel mit
einem ersten Speichermittel 61, einem ersten Bestimmungsmittel 62,
einem zweiten Bestimmungsmittel 63, einem Wählmittel 64,
einem Registriermittel 65 und einem zweiten Speichermittel 66; 70 eine SIM-Karte
und 100 einen inneren Bus, der alle elektronischen Module
verbindet.
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Andere übliche Teile,
beispielsweise (das) Grundverarbeitungsteil(e) für das Telekommunikationsband,
(das) Steuerteil(e) für
die Software usw. sind der Klarheit halber in 1 nicht gezeigt.
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Das
in 1 gezeigte Mobiltelefon 10 ist
ein Mobiltelefon mit mehreren Betriebsarten, das über Radiowellen
in einem entsprechenden Telekommunikationsband der drei technisch
unterstützten
Telekommunikationsarten M1–M3
kommunizieren kann, wobei jede Telekommunikationsart M1–M3 ein
zugeordnetes Telekommunikationsnetz besitzt. Der Einfachheit halber
wird angenommen, daß jede
Betriebsart zwei Frequenzbänder
aufweist und jedes Frequenzband zwei Kanäle aufweist.
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Bevor
auf Einzelheiten eingegangen wird, wird die Funktionsweise des in 1 gezeigten Mobiltelefons 10 in
allgemeineren Funktionsbegriffen erläutert. Insbesondere wird der
Vorgang gemäß der im
folgenden beschriebenen Ausführungsform
als "Prinzip des
Hörens
vor dem Senden" bezeichnet.
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Das
Mobiltelefon 10 besitzt bestimmte Kenntnisse von vornherein,
und zwar enthält
das Mobiltelefon 10 interne Informationen darüber, welche
Betriebsarten (hier M1–M3)
und Frequenzbänder
(hier B11, B12, B21, B22, B32, B32) es unterstützt. Die Informationen sind
in einer sogenannten ME-Konfigurationstabelle oder MECT oder apparatemäßig in dem
ersten Speichermittel 61 gespeichert.
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Informationsdaten
für den
Teilnehmer stehen ebenfalls für
das Mobiltelefon 10 zur Verfügung. Eine innere Tabelle mit
der Bezeichnung SUBSCRIBER_PROFILE enthält alle Informationen darüber, welche
Betriebsarten, Frequenzbänder
usw. innerhalb der Anmeldungen) oder apparatemäßig in der SIM-Karte 70 verfügbar sind.
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Beim
Einschalten werden als erstes in einem Betriebsart- und Frequenzbandauswahlverfahren
des Steuermittels 60 die Leistungsfähigkeiten des Netzes hinsichtlich
der verfügbaren
Betriebsarten und der entsprechenden Verknüpfungsqualität jedes
Frequenzbands und jedes Funkkanals bestimmt. Als zweites werden in
dem Betriebsart- und Frequenzbandauswahlverfahren die Ergebnisse
mit Anmeldungsprofilen und Benutzerpräferenzen verglichen, und es
wird entschieden, welche Betriebsart, welches Frequenzband usw.
zu dem Versuch einer Registrierung in einem Netz verwendet werden
sollen. Es findet erst dann eine Funkübertragung statt, wenn die
Wahlabfolge beendet ist.
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Nach
Abschluß des
Betriebsart- und Frequenzbandauswahlverfahrens versucht das Mobiltelefon 10 eine
Registrierung für
das Netz gemäß geeigneten
Spezifikationen. Wenn der Registrierungsversuch gelingt, geht das
Mobiltelefon 10 in den normalen Betrieb mit der gewählten Betriebsart
und dem gewählten
Frequenzband. Wenn der Versuch mißlingt, kehrt das Mobiltelefon
zu dem Betriebsart- und Frequenzbandauswahlverfahren zurück.
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Außerdem läuft das
Betriebsart- und Frequenzbandauswahlverfahren asynchron als Hintergrundvorgang
zum normalen Betrieb. Dadurch kann das Mobiltelefon auf die Mobilität reagierend
ansprechen; d. h. neue Orte können
die angebotenen Betriebsarten und/oder Frequenzbänder verändern.
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Nunmehr
wird eine ausführlichere
Beschreibung der Konstruktion und Funktion des Mobiltelefons 10 besonders
an Hand von 2 gegeben,
die eine bevorzugte Funktionsabfolge gibt.
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Die
Abfolge in Schritt S0 nach dem Einschalten des Mobiltelefons 10 beginnt.
In Schritt S1 tastet das Mobiltelefon 10 das Frequenzspektrum
für Netzträger ab,
die zu jedem der in der MECT-Tabelle enthaltenen Betriebsweisen M1–M3 gehören. Mit
anderen Worten, das erste Bestimmungsmittel 62 tastet die
Signalstärke eines
Bereichs von entsprechenden Frequenzbändern und zugeordneten Kanälen ab und
bestimmt die zur Zeit verfügbaren
Frequenzbänder
und Kanäle
auf der Basis der Signalstärke.
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Jedes
Abtasten erfolgt gemäß der Art
der laufenden Betriebsart; d. h. mit Hilfe der geeigneten Telekommunikations-Bandbreite.
Die Abtastergebnisse werden in dem Mobiltelefon in einer Anordnung
oder Tabelle gespeichert, die als NET_CON_TABLE.POWER ([M]ode, [B]and,
[C]hannel) bezeichnet wird. Das Abtasten kann durch einen Pseudocode
folgendermaßen
beschrieben werden:
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In
Schritt S2 sortiert das erste Bestimmungsmittel 62 des
Mobiltelefons 10 die Anordnung NET_CON_TABLE.POWER in der
von dem Pseudocode beschriebenen Weise:
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In
Schritt 3 identifiziert das zweite Bestimmungsmittel 63 jeden
der gefundenen Kanäle;
d. h. es untersucht, ob die gefundenen Kanäle zu einer (einem) der in
der MECT-Tabelle aufgeführten
Telekommunikationsarten bzw. -bänder
nach der Beschreibung durch den Pseudocode gehören:
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In
Schritt S4 werden gemeinsame Einträge der Tabelle IDENTIFIED_CARRIERS
und der Tabelle SUBSCRIBER_PROFILE durch das zweite Bestimmungsmittel 63 gemäß dem angemeldeten
Telekommunikationsarten in die Tabelle LEGAL-CARRIERS eingetragen.
Mit anderen Worten, angemeldete identifizierte Betriebsarten werden
von nicht angemeldeten Betriebsarten gefiltert.
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In
Schritt S5 wird die Tabelle LEGAL_CARRIERS gemäß den in dem zweiten Speichermittel 66 Präferenzen
des Benutzers; d. h. nach angebotenen Diensten, Qualität der Dienste,
Betriebskosten usw. sortiert, und zwar in eine Tabelle PREFERRED_CARRIERS.
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Bis
jetzt war das Mobiltelefon an der Schnittstelle Luft-Funk vollkommen
funkstill. Es gab keine Sendetätigkeit
und mithin keine mögliche
Störung
für einen
anderen Gebrauch des Spektrums und mithin keine regulatorischen
Probleme.
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Das
Mobiltelefon ist nun zur Registrierung im Netz bereit, wenn die
Tabelle LEGAL_CARRIERS nicht leer ist. Andernfalls kehrt die Abfolge
zyklisch zu Schritt S1 zurück.
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In
Schritt S6 wird das Registriermittel 65 in dem Telekommunikationsnetz,
das dem am meisten bevorzugten gegenwärtigen Telekommunikationskanal
zugeordnet ist, gemäß der gewählten Betriebsart
und dem gewählten
Betriebsband und den entsprechenden technischen Daten des Benutzers
oder der voreingestellten automatischen Weise registriert, wenn
keine Benutzerpräferenzen
vorliegen. Auf Grund der Registrierungsvorgänge tritt das Mobiltelefon
in normalen Betrieb.
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Dabei
sendet das Mobiltelefon zum ersten Mal an das Netz.
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Obwohl
es in 2 nicht ausdrücklich gezeigt
ist, laufen die Schritte S1–5
asynchron als Hintergrundaktivitäten
während
des Betriebs ab; dadurch kann das Mobiltelefon auf Mobilität reagierend
ansprechen, d. h. neue Orte können
neue Betriebsarten anbieten und/oder manche Betriebsarten können verschwinden.
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Auch
kann der Benutzer zusätzliche
Dienste abrufen, die nicht von der laufenden Betriebsart unterstützt werden.
Der Benutzer zwingt das Mobiltelefon mit manuellen Mitteln, Teile
der Schritte S4–5
zu wiederholen und dabei einen speziellen Dienst abzurufen, der
vielleicht nicht in der laufenden Betriebsart und dem Frequenzband
verfügbar
ist.
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Zwar
wurde die vorliegende Erfindung hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen
derselben beschrieben, es versteht sich jedoch, daß viele
Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
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Insbesondere
ist die in Zusammenhang mit 2 beschriebene
obige Operationsabfolge nur eine Weise zum Erreichen des Ziels.
Andere Operationsabfolgen können
zu dem gleichen Ziel führen.
Das Ziel ist, daß das
Mobiltelefon einen Vergleich zwischen unterstützten Systemen, vom Netz angebotenen
Systemen und dem Teilnehmerprofil angestellt hat, bevor es in dem
Netz registriert wird. Das Abtasten kann auf verschiedene Weise
erfolgen, beispielsweise als Abtasten aller Kanäle für jede Betriebsweise oder durch
alle anderen geeigneten Algorithmen.
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Zwar
wurde in dem gegebenen Beispiel eine Mehrzahl von zwei Kanälen angenommen,
gewöhnlich sind
diese jedoch in der Größenordnung
von hundert Kanälen
pro Frequenzband vorhanden.
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Zwar
ist in dem gegebenen Beispiel das Sende- und Empfangsmittel zum
Senden und Empfangen von Telekommunikationssignalen derart ausgelegt,
daß es
in dem Funkfrequenzspektrum funktioniert, es kann jedoch auch derart
ausgelegt sein, daß es
in einem anderen Frequenzbereich oder in dem optischen Frequenzspektrum
wirkt.
