DE4307966C2 - Mobilfunksystem - Google Patents

Description

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 bereitzustellen, 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 Funktelefon ist beispielsweise aus der US 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, eine Basis­ station für ein Mobilfunksystem anzugeben, die sowohl für eine interne als auch für eine externe drahtlose Kommunika­ tion geeignet ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Basisstation gemäß der vorliegenden Erfindung ist an ein öffentliches Netz angeschlossen und bildet eine öffentliche Funkzelle zur Versorgung von Mobilstationen. Weiterhin ist die Basisstation mit einem internen Netz verbunden und bildet eine virtuelle Funkzelle zur Versorgung von Mobilstationen einer geschlossenen Benutzergruppe. Die verfügbare Kanalkapa­ zität der Basisstation wird erfindungsgemäß zwischen der öf­ fentlichen Funkzelle und der virtuellen Funkzelle aufgeteilt.

Die Teilnehmer der geschlossenen Benutzergruppe, beispiels­ weise eines Betriebes, sind mit Mobilstationen versehen, die in einer internen Betriebsart nur eine Kommunikation über die Basisstation und das interne Fernsprechnetz und gegebenen­ falls von dort zum öffentlichen Fernsprechnetz durchführen, und die in einer externen Betriebsart eine Kommunikation über das öffentliche Mobilfunknetz und das öffentliche Fernsprech­ netz durchführen.

In der Regel ist die Basisstation 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 (6)

1. Basisstation (BTS1) eines Mobilfunksystems, wobei

• - die Basisstation (BTS1) an ein öffentliches Netz (PSTN) angeschlossen ist und eine öffentliche Funkzelle (Z1) des Mobilfunksystems zur Versorgung von Mobilstationen (MS1) bildet,
• - die Basisstation (BTS1) mit einem internen Netz verbunden ist und eine virtuelle Funkzelle zur Versorgung von Mobil­ stationen (MS2) einer geschlossenen Benutzergruppe bildet, und
• - die verfügbare Kanalkapazität der Basisstation (BTS1) zwi­ schen der öffentlichen Funkzelle (Z1) und der virtuellen Funkzelle aufgeteilt wird.

2. Basisstation (BTS1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie über eine Standleitung mit einer internen Vermitt­ lungsanlage (PBX) des internen Netzes verbunden ist.

3. Basisstation (BTS1) nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die virtuelle Funkzelle für ein Gebiet des internen Net­ zes innerhalb der öffentlichen Funkzelle (Z1) des Mobilfunk­ systems angeordnet ist.

4. Basisstation (BTS1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, die verfügbare Kanalkapazität fest oder dynamisch zwischen der virtuellen Funkzelle und der öffentlichen Funkzelle (Z1) aufgeteilt wird.

5. Basisstation (BTS1) nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Mobilstationen (MS1, MS2) und von diesen ein Pro­ tokoll übertragbar ist, das eine interne Betriebsart über das interne Netz und eine externe Betriebsart über das öffentli­ che Netz kennzeichnet.

6. Basisstation (BTS1) nach einem Vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das öffentliche und/oder das interne Netz als Fernsprech­ netz, Datennetz oder ISDN-Netz ausgebildet sind.