DE69839220T2

DE69839220T2 - Integrieren von kommunikationsnetzen

Info

Publication number: DE69839220T2
Application number: DE69839220T
Authority: DE
Inventors: Olaf J. Joeressen
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: EP1038409A1; EP1924106A3; GB2347321A; EP1924107A3; EP1924107B1; ES2301216T3; DE69839220D1; GB9725659D0; EP1924106A2; EP1038409B1; GB2347321B; US7039031B1; GB0011834D0; AU1500299A; WO1999029126A1; EP1924107A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Integration zweier verschiedener Kommunikationsnetze. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Endgerät, das in beiden Netzen gleichzeitig arbeiten kann.
Existierende mobile Kommunikationsnetze haben Protokolle, die spezifische Parameter starr definieren. Beispielsweise arbeiten die GSM-, D-AMPS und PDC-Netze unter Verwendung eines Zeitmultiplexsystems (TDMA). Für jeden Frequenzkanal ist ein TDMA-Zeitrahmen definiert. Der TDMA-Zeitrahmen weist eine feste Anzahl von Zeitschlitzen einer festen Dauer auf, und jeder Zeitschlitz stellt einen Kanal dar, durch den ein mobiles Endgerät und eine Basisstation kommunizieren. Ein spezielles Endgerät verwendet einen Zeitschlitz, um eine Nachricht an die Basisstation ein Mal pro Zeitrahmen zu übertragen, und die Basisstation verwendet einen anderen Schlitz, um eine Nachricht an das spezielle Endgerät ein Mal pro Zeitrahmen zu übertragen. Die TDMA-Zeitrahmen werden einer nach dem anderen zyklisch wiederholt.
Die Eigenschaften des Zeitrahmens variieren von Netz zu Netz. Im GSM-Netz ist der Zeitrahmen in acht Zeitschlitze aufgeteilt, und jeder Rahmen weist eine Dauer von 60/12 ms auf. In den D-AMPS- und PDC-Netzen ist der Zeitrahmen in 3 Schlitze unterteilt, und jeder Rahmen weist eine Dauer von 20 ms auf.
Eine Aufweichung dieser starren Definition ist in der US-4,763,322 angegeben, die ein zellulares, digitales Funkübertragungssystem, das einen Zeitmultiplexierung von Zeitschlitzen in TDM-Zeitrahmen verwendet, beschreibt. Die Basisstation teilt jeden TDM-Zeitrahmen in Zeitschlitze verschiedener zeitlicher Länge auf.
Andere Typen von Funkkommunikationsnetzen sind vorgeschlagen worden. Ein solches Netz ist das Bluetooth-Funkfrequenznetz niedriger Leistung (Low Power Radio Frequency, LPRF), das in http://www.bluetooth.com beschrieben ist. Dieses Kommunikationsnetz wird vorgeschlagen, um die Notwendigkeit physikalischer, elektrischer Verbindungen zwischen elektrischen Geräten aufzuheben.
Die WO 96/41491 bezieht sich auf Verbesserungen in einer drahtlosen Teilnehmerstation in einem Dualmodus, die für eine Kommunikation von Sprache über ein zellulares AMPS-System und für die Kommunikation von Daten über ein zellulares, digitales Paketdatenkommunikationssystem ausgebildet ist. Das CDPD-Netz teilt sich die Übertragungseinrichtungen existierenden AMPS-Netze, und das CDPD-Netz ist für das AMPS-Netz vollständig transparent. Die Basisstation des CDPD-Netzes führt ein HF-Schnüffeln aus, um das Übertragen auf einem Kanal, der vom AMPS-Netz verwendet wird, zu verhindern.
Es würde wünschenswert sein, die neuen oder vorgeschlagenen Kommunikationsnetze mit einem existierenden Kommunikationsnetz oder mit existierenden Kommunikationsnetzen zu integrieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Endgerät in einem mobilen Funkkommunikationsnetz, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist, bereitgestellt.
Die Zeitsteuerung des zweiten Funkkommunikationsnetzes ist so, dass die Zeitsteuerung des mobilen Kommunikationsnetzes und die Zeitsteuerung des zweiten Funkkommunikationsnetzes ausgerichtet werden können. Dies erlaubt es, dass die zwei Netze durch das Endgerät leicht integriert werden können.
Das Endgerät kann durch das Senden oder Empfangen in einem Netz, während es gleichzeitig im anderen Netz sendet oder empfängt, gleichzeitig in beiden Netzen arbeiten.
Das zweite Sendeempfänger-Mittel definiert einen Superrahmen, der die ganzzahlige Anzahl von Schlitzen besitzt, und ein Schlitzzuweisungsmuster für jede Verbindung. Die Zuweisungsmuster definieren, welcher Schlitz im Superrahmen wofür verwendet wird. Der Superrahmen weist eine endliche Länge auf und wird zyklisch wiederholt. Das Zuweisungsmuster weist dieselbe endliche Länge auf und wird mit dem Superrahmen wiederholt. Die endliche Länge kann fest oder variabel sein. Das Zuweisungsmuster ist vorzugsweise variabel. Das zweite Kommunikationsnetz wird vorzugsweise unter Verwendung von Zuweisungsmustern durch das Übertragen von einem zu jedem der anderen Sendeempfänger im Netz gesteuert. Die Schlitzlänge im zweiten Kommunikationsnetz kann fest oder variabel sein.
Das Endgerät ist durch das Definieren des Zuweisungsmuster fähig, kritische, gleichzeitig auftretende Aktivitäten durch das Endgerät in den ersten und zweiten Kommunikationsnetzen zu vermeiden. Dies unterstützt die Integration der ersten und zweiten Netze, erleichtert eine Typbestätigung und vereinfachte die HF-Gestaltung. Die kritischen, gleichzeitigen Aktivitäten können im Endgerät vordefiniert werden. Es sind typischerweise solche Aktivitäten, bei denen es schwierig oder unmöglich ist, sie gleichzeitig zu handhaben. Ein Beispiel kann die gleichzeitige Übertragung in beiden Netzen sein, und ein anderes Beispiel kann der gleichzeitige Empfang in beiden Netzen sein.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu verstehen, wie diese zur Wirkung gebracht werden kann, wird nun nur beispielhaft auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen:
1 zeigt ein LPRF-Kommunikationsnetz, das Master- und Slave-Einheiten einschließt;
2 zeigt den gemeinsamen Zeitrahmen des LPRF-Kommunikationsnetzes;
3 zeigt einen Sendeempfänger, der für eine Verwendung als eine Master-Einheit oder als eine Slave-Einheit geeignet ist;
4 zeigt ein mobiles Endgerät für das gleichzeitige Arbeiten in zwei Kommunikationsnetzen;
5 zeigt die Integration eines mobilen Kommunikationsnetzes und eines LPRF-Kommunikationsnetzes über das mobile Endgerät der 4;
6 zeigt den Zeitrahmen, der im mobilen Kommunikationsnetz verwendet wird;
7 zeigt die Zuweisung von LPRF-Zeitschlitzen in einem LPRF-Kommunikationsnetz, das mit einem ersten mobilen GSM-Kommunikationsnetz integriert ist;
8 zeigt die Zuweisung von LPRF-Zeitschlitzen in einem LPRF-Kommunikationsnetz, das mit einem zweiten mobilen GSM-Kommunikationsnetz integriert ist;
9 zeigt die Zuweisung von LPRF-Zeitschlitzen in einem LPRF-Kommunikationsnetz, das mit einem mobilen PDC- oder einem D-AMPS-Kommunikationsnetz integriert ist; und
10 zeigt, wie der gemeinsame Zeitrahmen des LPRF-Kommunikationssystems verschoben werden kann.
1 zeigt ein Netz 2 von Funk-Sendeempfänger-Einheiten, das eine Master-Einheit 4 und Slave-Einheiten 6, 8 und 10 einschließt, die durch das Senden und Empfangen von Funkpaketen kommunizieren. Die Master-Einheit ist die Sendeempfängereinheit, die die Verbindung von einem Slave zum Netz initiiert. Es gibt nur einen Master in einem Netz. Wenn man die 2 betrachtet, so sind die Sendeempfängereinheiten auf einen gemeinsamen Zeitrahmen 20 für das Netz, das durch die Master-Einheit 4 gesteuert wird, synchronisiert. Dieser Zeitrahmen besteht aus einer Serie von Zeitschlitzen 22–29 gleicher Länge. Jedes Funkpaket, das im Netz übertragen wird, weist seinen Start auf, der mit dem Start eines Schlitzes ausgerichtet ist, und es wird zu jeder Zeit nur ein einziges Paket im Netz übertragen.
Wenn die Master-Einheit eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation ausführt, so wird ein übertragenes Funkpaket an einen speziellen Sendeempfänger adressiert, der der Master-Einheit antworten kann, durch das Übertragen eines Funkpakets, das an die Master-Einheit adressiert ist, im folgenden Zeitschlitz. Jede zeitliche Fehlausrichtung zwischen dem Master und dem Slave wird durch das Einstellen der Zeitsteuerung des Slaves korrigiert, so dass sie der der Master-Einheit 4 entspricht.
Die Sendeempfänger senden und empfangen in diesem Beispiel in einem Mikrowellenfrequenzband, das mit 2,5 GHz angegeben ist. Das Netz reduziert eine Interferenz durch das Ändern der Frequenz, mit der jedes Funkpaket übertragen wird. Eine Anzahl von getrennten Frequenzkanälen wird jeweils mit einer Bandbreite von 1 MHz zugeordnet, und die Frequenz kann in jedem Zeitschlitz mit einer Rate von Sprüngen/Sekunde springen. Das Frequenzspringen der Sendeempfänger, die in dem Netz kommunizieren oder sich dem Netz anschließen, wird durch die Master-Einheit synchronisiert und gesteuert. Die Sequenz der Sprungfrequenzen ist für das Netz eindeutig und wird eindeutig durch die Master-Einheit bestimmt. Obwohl jedem Schlitz eine andere Sequenz der Sprungfrequenzen zugeordnet wird, ist es für ein Funkpaket möglich, dass es sich über eine Anzahl von Schlitzen erstreckt, und in diesem Fall bleibt die Frequenz, mit der das Paket übertragen wird, konstant bei der, die dem Schlitz zum Start des Pakets zugewiesen wurde.
Das Netz ist ein Funkfrequenznetz, das Sprachinformation oder Dateninformation zwischen Sendeempfängern übertragen kann. Die Übertragungen sind von niedriger Leistung, beispielsweise 0 bis 20 dBm, und die Sendeempfängereinheiten können effektiv über den Bereich von einigen Zentimetern bis zu einigen wenigen zehn oder hundert Metern kommunizieren. Die Master-Einheit identifiziert die anderen Sendeempfängereinheiten in ihrem Übertragungsbereich und baut eine Kommunikationsverbindung zwischen der Master-Einheit und der Slave-Einheit auf.
Ein Zuweisungsmuster wird für jede Verbindung im Netz definiert. Dieses Zuweisungsmuster definiert, ob ein Schlitz verwendet wird oder ob dies nicht der Fall ist. Wenn der Schlitz verwendet wird, definiert es, wie der Schlitz verwendet wird. Möglichkeiten für das Verwenden von Schlitzen können einschließen, dass ein Schlitz ist:
ein Abwärtsverbindungsschlitz (D);
ein Aufwärtsverbindungsschlitz (U);
ein Fortsetzungsschlitz (das ist ein Schlitz, in dem die Aktivität des vorherigen Schlitzes fortgesetzt werden kann, beispielsweise um Pakete zu übertragen, die sich über mehrere Schlitze erstrecken (C);
ein nicht verwendeter Schlitz (-);
ein Schlitz mit einer obigen Eigenschaft, aber fest reserviert für eine gewisse Verbindung (F).
Eine Aufwärtsverbindung ist eine Übertragung von der Slave-Einheit zur Master-Einheit, und eine Abwärtsverbindung ist eine Übertragung von der Master-Einheit zu einer Slave-Einheit. Ein Beispiel von zwei Zuweisungsmustern ist:

Schlitznummer Muster 1 für die Slave-Einheit 6 Muster 2 für die Slave-Einheit 8

0 D D

1 U U

2 D F -

3 D C F -

4 U F -

5 U C F -
Die Zuweisungsmuster weisen in diesem Beispiel eine endliche Länge von sechs Schlitzen auf und werden zyklisch wiederholt, bis sie geändert werden. Die Sammlung von Schlitzen, auf das jedes der Zuweisungsmuster angewandt wird, in diesem Fall sechs Schlitze, bildet einen Superrahmen. Der Master verwendet Funkpakete, um eine Steuerinformation an die Slave-Einheiten zu liefern. Diese Steuerinformation steuert die Größe des Superrahmens und die Zuweisungsmuster für den Superrahmen, die von jeder der Slave-Einheiten verwendet werden.
In den Beispiel kann die Slave-Einheit 6 in jedem Schlitz aktiv sein. Die Schlitze 3 und 5 sind als Fortsetzungsschlitze markiert, so dass Pakete, die sich über zwei Schlitze erstrecken, die im Schlitz 2 und 4 starten, verwendet werden können. Weiterhin sind die Schlitze 2 bis 5 für die Slave-Einheit 6 fest reserviert, um somit diesem Slave eine garantierte Kapazität zu liefern. Die Schlitze 0 und 1 werden bei der Verbindung zur Slave-Einheit 8 gemeinsam genutzt. Die Slave-Einheit 8 kann Leistung sparen, indem sie den Verkehr in den Schlitzen 2 bis 5 vollständig ignoriert.
Betrachtet man die 3, so ist dort eine schematische Darstellung einer Sendeempfängereinheit 40 gezeigt. Diese Sendeempfängereinheit kann als eine Slave- oder Master-Einheit funktionieren. Es sind in diesem Diagramm nur so viel funktionelle Blöcke und Verbindungen gezeigt, als notwendig sind, um im folgenden zu erklären, wie die Sendeempfängereinheit und das Kommunikationsnetz arbeiten. Die Sendeempfängereinheit 40 enthält eine Anzahl von funktionalen Elementen, einschließlich: einer Antenne 46, einem Empfänger 50, einem Synchronisierer/Paketdekodierer 54, einer Steuerung 60, einem Speicher 56, einem Paketierer 42 und einem Sender 44. Obwohl diese Elemente als getrennte Elemente gezeigt sind, können sie tatsächlich zusammengefasst und in Software oder Hardware ausgebildet werden.
Daten, die als Nutzlast eines Pakets durch die Sendeempfängereinheit 40 übertragen werden sollen, werden als Datensignal 41 an den Paketierer 42 oder als Steuerinformation von der Steuerung 60 geliefert. Diese Steuerinformation kann die Länge eines Superrahmens und das Zuweisungsmuster für den Superrahmen definieren. Der Paketierer 42 platziert die Daten- oder Steuerinformation in ein Paket, das an eine spezielle Einheit adressiert ist und als ein Signal 43 an den Sender 44 geliefert wird. Der Sender 44 moduliert eine Trägerwelle in Abhängigkeit von dem Sendefrequenzsteuersignal 47, das von der Steuerung geliefert wird. Die Frequenz der Trägerwelle wird so gesteuert, dass sie eine aus einer Sequenz von Sprungfrequenzen ist, durch das Sendefrequenzsteuersignal 47, das auch die Zeitsteuerung der Übertragung steuert.
Die Antenne 46 empfängt ein Funksignal 51 und liefert es an den Empfänger 50, der das Funksignal 51 unter der Steuerung eines Empfangsfrequenzsteuersignals 49, das von der Steuerung 60 geliefert wird, demoduliert, um ein digitales Signal 53 zu erzeugen. Das digitale Signal 53 wird an den Synchronisierer/Dekodierer 54 geliefert. Der Synchronisierer akzeptiert solche empfangenen Funkpakete, die an den Sendeempfänger 40 adressiert sind, und weist solche empfangene Funkpakete zurück, die nicht an den Sendeempfänger 40 adressiert sind. Der Synchronisierer/Dekodierer 54 synchronisiert in Kombination mit der Steuerung 60 die Sendeempfängereinheit 40 auf den Zeitrahmen des LPRF-Netzes. Die Steuerung vergleicht die Zeit, zu der ein Funkpaket empfangen worden ist, mit der Zeit, zu der erwartet wird, dass das Funkpaket empfangen wird, und verschiebt diese Zeitsteuerung, um die Differenz zu kompensieren. Der Synchronisierer/Dekodierer 54 dekodiert auch das empfangene Paket. Wenn der Sendeempfänger eine Slave-Einheit ist, wird jegliche Steuerinformation im Paket an die Steuerung 60 geliefert, und jegliche Daten im Paket werden als Datenausgangssignal 57 geliefert. Die Steuerinformation, die die Länge eines Schlitzes, die Länge eines Superrahmens und die Musterzuweisung einschließt, wird im Speicher 56 gespeichert.
Die Frequenz, mit der der Sendeempfänger 40 Zyklen empfängt oder durch eine Sequenz von Frequenzen springt, umfasst einen Sprung pro Schlitz. Die Frequenz f des Springens ist invers zur Schlitzlänge l. Das Sendefrequenzsteuersignal 47 und das Empfangsfrequenzsteuersignal 49 steuern jeweils den Sender 44 beziehungsweise den Empfänger 50. Eine Slave-Einheit emuliert die Zeitsteuerung der Master-Einheit. Die Sequenz der Frequenzen, durch die das Springen zyklisch hindurch läuft, hängt von der Master-Einheit ab. Die Position im Zyklus hängt von der emulierten Zeit ab. Das Sendefrequenzsteuersignal 47 und das Empfangsfrequenzsteuersignal 49 steuern auch, wann und wie lange der Sendeempfänger empfängt oder sendet.
Die Steuerung 60 in einer Master-Sendeempfängereinheit definiert die Zuweisungsmuster durch das Zuweisen von Zeitschlitzen im gemeinsamen LPRF-Zeitrahmen. Sie steuert die Slaves über übertragene Steuerinformation, die das Zuweisungsmuster einschließt. 5 zeigt die Integration des LPRF-Kommunikationsnetzes 2, das vorher in 1 dargestellt wurde, mit einem mobilen Funkkommunikationsnetz 106. Das mobile Netz 106 umfasst eine Basisstation (BTS) 102 und eine Vielzahl von mobilen Endgeräten (MT) 100, von denen eines dargestellt ist. Das mobile Netz 106 ist ein konventionelles Netz, wie GSM, DCS 1800, D-AMPS oder PDC. Das mobile Endgerät 100 sendet an die Basisstation (Aufwärtsverbindung, U) und empfängt von der Basisstation (Abwärtsverbindung, D) in der Art, die durch das Netz definiert ist und die Fachleuten bekannt ist. Das mobile Endgerät 100 funktioniert auch gleichzeitig als ein Master-Sendeempfänger im LPRF-Kommunikationsnetz 2. Das mobile Endgerät 100 sendet an die Slave-Einheiten (Abwärtsverbindung, D) und empfängt von den Slave-Einheiten (Aufwärtsverbindung, U) in der vorher beschriebenen Art. Somit ist das mobile Endgerät eine Schnittstelle und kann sowohl im mobilen Netz 106 als auch im LPRF-Netz 2 interagieren.
Betrachtet man die 4, so ist dort das mobile Endgerät 100 gezeigt. Das mobile Endgerät 100 weist einen Sendeempfänger 40 für eine Verwendung im LPRF-Netz 2, eine zellulare Telefoneinheit 62, die es ihm erlaubt, im mobilen Netz 106 zu kommunizieren, und eine Steuereinheit 80 auf. Die Sendeempfängereinheit 40 wurde vorher in Verbindung mit 3 beschrieben. Die zellulare Telefoneinheit 62 funktioniert als ein normales zellulares Telefon und steuert die Aktivität des Endgeräts 100 im Netz 106. Die Steuereinheit 80 steuert die Integration des mobilen Netzes 106 und des LPRF-Netzes 2. Obwohl in dieser Figur die zellulare Telefoneinheit 62, die Steuereinheit 80 und die Sendeempfängereinheit 40 als getrennte Einheiten gezeigt sind, können sie tatsächlich gemeinsame Ressourcen, wie Hardwareschnittstellen, Prozessoren, insbesondere DSPs, und Speicher teilen oder in einer einzigen Einheit integriert sein. Somit kann die Steuerung 60 im Sendeempfänger 40 auch funktionieren als die Steuereinheit und Ressourcen an die Telefoneinheit 62 liefern. Es kann in diesem Fall ein Ressourcenkonflikt auftreten, und die Zuweisungsmuster für das LPRF-Netz können definiert werden, um einen solchen Konflikt zu vermeiden.
Das mobile Netz 106 ist typischerweise ein TDMA-Netz. 6 zeigt das gemeinsame Zeitsteuerungssystem 110, das im mobilen Netz verwendet wird. Das System wiederholt zyklisch einen Zeitrahmen als Zeitrahmen 112 und 114 etc. Jeder der mobilen Zeitrahmen 112 und 114 ist in mobile Zeitschlitze 116, 118, 120 ... 130 unterteilt, von denen jeder eine Länge L hat. Jeder mobile Schlitz wird für die Übertragung einer Nachricht von einem mobilen Endgerät an eine Basisstation oder von einer Basisstation an ein mobiles Endgerät verwendet. Das Endgerät 100 im mobilen Netz 106 wird im allgemeinen in jedem Rahmen eine Nachricht senden und eine Nachricht empfangen. Die verbleibenden Schlitze werden von anderen mobilen Endgeräten verwendet.
Im GSM-Netz ist die Rahmengröße 60/13 ms, und es gibt 8 Zeitschlitze pro Rahmen. In den D-AMPS- und PDC-Netzen beträgt die Rahmengröße 20 ms, und es gibt 3 Zeitschlitze pro Rahmen.
Die Länge des LPRF-Schlitzes, die vom mobilen Endgerät 100 verwendet wird, wird so gewählt, dass eine Synchronisation zwischen dem mobilen Netz und dem LPRF-Netz möglich ist. Die Länge l des LPRF-Zeitschlitzes wird so gewählt, dass eine vollständige Zahl von LPRF-Zeitschlitzen in einen Zeitrahmen des mobilen Netzes 106 oder eine vielfache Zahl solcher Zeitrahmen passt. Ein Superrahmen im LPRF-Netz wird auch diese ganze Zahl von Schlitzen aufweisen. Wenn somit ein Superrahmen im LPRF-Netz zyklisch wiederholt wird, ist die Beziehung zwischen den Schlitzen des LPRF-Netzes und den Schlitzen des Mobilnetzes spezifiziert. Der Beginn jedes Superrahmens wird vorzugsweise mit dem Beginn eines Zeitrahmens im Mobilnetz ausgerichtet.
Das mobile Endgerät kann ausgelegt werden oder ist auslegbar, um in zwei verschiedenen mobilen Netzen, die verschiedene Mobilrahmenlängen verwenden, zu arbeiten. Die Länge des LPRF-Zeitschlitzes wird so gewählt, dass eine gesamte Zahl von Zeitschlitzen in einen Zeitrahmen des mobilen Netzes 106 oder ein Vielfaches davon passt, unabhängig von der Größe des Zeitrahmens des mobilen Netzes, das heißt, unabhängig davon, ob es sich um GSM oder alternativ PDC oder D-AMPS handelt.
Wenn N LPRF-Zeitschlitze der Größe l in α GSM-Rahmen der Größe L passen, und N' LPRF-Zeitschlitzen der Größe l in β PDC- oder D-AMPS-Zeitrahmen der Größe L' passen, dann gilt, da L = 60/13 ms und L' = 20 ms: I = (60/13) × (α/N) = (20) × (β/N') Gleichung 1
Der Wert 1 stellt die Größe eines Schlitzes im LPRF-Netz dar. Der Wert N stellt die Größe eines Superrahmens im LPRF-Netz dar, wenn es mit einem mobilen GSM-Netz integriert wird. Der Wert N' stellt die Größe eines Superrahmens im LPRF-Netz dar, wenn es mit einem mobilen D-AMPS- oder PDC-Netz integriert wird. Es sollte erkennbar sein, dass die Größe des Schlitzes l variieren kann, wenn beispielsweise das mobile Endgerät in einem mobilen Netz eines anderen Typs mit einer anderen Größe des Schlitzes arbeitet.
Um den Paketüberhang zu reduzieren, ist es vorteilhaft, dass l so groß wie möglich ist. Es ist auch vorteilhaft, eine gerade Anzahl von LPRF-Zeitschlitzen pro mobilem Zeitrahmen zu haben, um somit Paare von Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungsaktivitäten zu erlauben.
Wenn l gegeben ist (beispielsweise l = 0,625 ms wie in Bluetooth), so führt ein Suchen nach dem kleinsten möglichen α, β, N', N (mit gleichen N', N) zu: α = 13, β = 1, N' = 32, N = 96 = 3·N'.
Betrachtet man die 5, so ist das LPRF-Netz 2 konfiguriert, um Schlitzlängen dieser Länge durch das mobile Endgerät 100 zu verwenden. Die Master- und Slave-Einheiten werden konfiguriert. Betrachtet man die 4, so identifiziert die Steuereinheit 80 über die Telefoneinheit 62 das mobile Netz. Sie bestimmt dann der Wert von l und die Größe des Superrahmens, oder wenn l vorbestimmt und fest ist, bestimmt sie die Größe des Superrahmens. Somit kann die Schlitzlänge, die vom mobilen Endgerät im LPRF-Netz verwendet wird, permanent fest sein oder sie kann in Zukunft variiert werden, wenn sich das mobile Endgerät in verschiedene mobile Netzumgebungen bewegt.
Die Steuereinheit bestimmt auch geeignete Zuweisungsmuster für den Superrahmen. Die Zuweisungsmuster und die Superrahmengröße werden dann an die Sendeempfängereinheit 40 geliefert. Diese Sendeempfängereinheit agiert als Master-Einheit im LPRF-Netz. Ihre Aktivität wird gesteuert durch die Parameter: Größe des Superrahmens, Schlitzlänge l und Zuweisungsmuster. Der Master überträgt auch die Größe des Superrahmens und die Zuweisungsmuster an die Slave-Einheiten. Die Schlitzlänge l wird auch übertragen und ist für das Netz nicht fest. Somit haben alle Einheiten im LPRF-Netz die notwendigen Parameter, um eine Synchronisation mit dem mobilen Netz auszuführen.
Das Endgerät 100 agiert als eine Schnittstelle zwischen dem mobilen Netz und den LPRF-Netzen und es arbeitet gleichzeitig in beiden. Gleichzeitige Aktivitäten und insbesondere eine gleichzeitige Übertragung durch das mobile Endgerät 100 im mobilen Netz 106 und im LPRF-Netz können eine Interferenz und Schwierigkeiten bei der Typannahme verursachen. Die Kommunikation der Basisstation 102 und des mobilen Endgeräts 100 im mobilen Netz wird durch die Basisstation gesteuert. Die Kommunikation des mobilen Endgeräts (Master-Einheit) 100 mit den Slave-Einheiten im LPRF-Netz wird durch das mobile Endgerät (Master-Einheit) 100 gesteuert, wie das vorher beschrieben wurde. Das LPRF-Netz kann durch das mobile Endgerät gesteuert werden, das als eine Master-Einheit wirkt, um eine Synchronisation der zwei Netze aufrecht zu halten und eine gleichzeitige Übertragung durch das mobile Endgerät 100 in den zwei Netzen zu verhindern. Die Steuerung 60 im mobilen Endgerät 100 kann die zwei Netze synchronisieren, indem sie die LPRF-Zeitsteuerung relativ zum mobilen Netz verschiebt. Dies richtet die Zeitsteuerungen vorteilhafterweise aus.
Ein möglicher Algorithmus für das Bestimmen eines Zuweisungsmusters, so dass das mobile Endgerät nicht gleichzeitig in beiden Netzen überträgt, wird nun beschrieben. Die Steuereinheit 80 wird über die Telefoneinheit 62 verständigt, wann das mobile Endgerät 100 das nächste Mal im mobilen Netz 106 senden und empfangen wird. Nachdem die Periode der nächsten Übertragung durch das mobile Endgerät im mobilen Netz bestimmt worden ist, kann die Steuereinheit 80 ein Zuweisungsmuster erzeugen durch das Zuweisen irgendwelcher LPRF-Zeitschlitze, die vollständig oder teilweise gleichzeitig zur dieser Periode sind, für eine Übertragung durch die Slave-Einheiten im LPRF-Netz, das ist der Empfang durch das mobile Endgerät (Master-Einheit). Die verbleibenden LPRF-Schlitze werden dann entweder dem Senden oder Empfangen durch das mobile Endgerät im LPRF-Netz zugewiesen. Vorzugsweise werden das LPRF-Netz und das mobile Netz so ausgerichtet, dass ein LPRF-Zeitschlitz am Ende des mobilen Schlitzes beginnt, in welchem das mobile Endgerät im mobilen Netz sendet. Dieser LPRF-Schlitz wird vorzugsweise durch das mobile Endgerät 100 verwendet, um im LPRF-Netz zu senden.
Es kann der Master-Einheit (mobiles Endgerät 100) im LPRF-Netz erlaubt oder nicht erlaubt sein, Pakete zu empfangen, wenn das mobile Endgerät im mobilen Netz sendet.
Das Zuweisungsmuster kann vom Typ und der Anzahl der Vorrichtungen, die als Slave-Einheiten im LPRF-Netz aktiv sind, abhängen. Es kann sein, dass spezielle Vorrichtungen höhere Kommunikationsraten oder beispielweise eine Echtzeitkommunikation benötigen.
Betrachtet man die 7, so sind drei mögliche Zuweisungsmuster 1), 2) und 3), die von der Steuereinheit 80 gemäß dem obigen Algorithmus erzeugt werden, gezeigt. Das mobile Netz ist ein GSM-Netz, und in diesen Beispielen ist N = 6 und l = 10/12 ms. Ein Superrahmen umfasst 6 LPRF-Zeitschlitze, die mit 0 bis 5 in der Figur bezeichnet sind, und er spannt sich über einen GSM-Zeitrahmen. Die Übertragung (Abwärtsverbindung, D) im LPRF-Netz durch das mobile Endgerät während des Schlitzes 5 ist verboten. Bei diesen Zuweisungen folgt die Übertragung in der Aufwärtsverbindung vom Slave- zur Master-Einheit sofort auf die Übertragung auf der Abwärtsverbindung von der Master-Einheit zum Slave. Gemäß der ersten Zuweisung sendet im LPRF-Netz das mobile Endgerät im Schlitz 0, empfängt im Schlitz 1 und ist ansonsten inaktiv. Gemäß der zweiten Zuweisung sendet im LPRF-Netz das mobile Endgerät in den Schlitzen 0 und 3 und empfängt in den Schlitzen 1 und 4. Gemäß der dritten Zuweisung sendet im LPRF-Netz das mobile Endgerät ein Paket, das sich über die Schlitze 0 und 1 erstreckt, und ein anderes Paket, das sich über die Schlitze 3 und 4 erstreckt, und empfängt in den Schlitzen 2 und 5.
Betrachtet man die 8, so ist eine andere Zuweisung, die durch die Steuereinheit 80 erzeugt wird, dargestellt. Das mobile Netz ist ein leitungsvermitteltes Hochgeschwindigkeits-GSM-Datennetz 2 + 2 (HSCSD), und die Anzahl der LPRF-Zeitschlitze pro GSM-Zeitrahmen ist sechs, die in der Figur mit 0 bis 5 bezeichnet sind. Bei dieser Zuweisung folgt die Übertragung auf der Aufwärtsverbindung von einem adressierten Slave zur Master-Einheit zwei LPRF-Zeitschlitze nach der Übertragung auf der Abwärtsverbindung von der Master-Einheit, die diesen Slave adressiert. Drei getrennte Slave-Einheiten werden in den Schlitzen 0, 1 und 2 adressiert. Die Übertragung (Abwärtsverbindung, D) im LPRF-Netz durch das mobile Endgerät während den Schlitzen 4 und 5 ist verboten. Bei der Zuweisung sendet im LPRF-Netz das mobile Endgerät in den Schlitzen 0, 1 und 2 und empfängt in den Schlitzen 3, 4 und 5.
Betrachtet man die 9, so ist dort ein anderes Zuweisungsmuster, das durch die Steuerung 60 erzeugt wird, gezeigt. Das mobile Netz ist ein PDC- oder D-AMPS-Netz, und die Anzahl der LPRF-Zeitschlitze pro D-AMPS- oder PDC-Zeitrahmen ist 26, in der Figur mit 1 bis 26 bezeichnet. Die Übertragung (Abwärtsverbindung, D) im LPRF-Netz durch das mobile Endgerät während der Schlitze 18 bis 26 ist verboten. Bei diesem Zuweisungsmuster kann das mobile Endgerät in den LPRF-Netzschlitzen 1 bis 17 senden und empfangen und in den Schlitzen 18 bis 26 nur empfangen.
10 zeigt, wie sich die LPRF-Zeitsteuerung nach einer Änderung der Zeitsteuerung des mobilen Netz neu einstellt. In diesem Beispiel ändert sich der mobile Zeitschlitz, in dem das mobile Endgerät im mobilen Netz sendet, vom Schlitz 3 zum Schlitz 6. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn das mobile Endgerät von einer Basisstation an eine andere Basisstation im mobilen Netz übergeben wird. Die Neusynchronisation des mobilen Netzes und des LPRF-Netzes wird durch die zellulare Schaltung 62 erzielt, die die Steuereinheit 80 informiert, die wiederum die Zeitsteuerung des Master-Sendeempfängers 40 im mobilen Endgerät 100 ändert. Der Superrahmen wird um eine ganzzahlige Anzahl von LPRF-Zeitschlitzen verschoben, aber das Zuweisungsmuster im Superrahmen bleibt unverändert und verschiebt sich mit dem Superrahmen.
Obwohl eine spezielle Implementierung der Erfindung beschrieben worden ist, sollte erkannt werden, dass die Implementierung variiert werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen speziellen mobilen Netze und das LPRF-Netz beschränkt, noch sind die Zuweisungsmuster auf die beschriebenen Muster beschränkt.

Claims

Endgerät (100) zum gleichzeitigen Betrieb in einem ersten Mobilfunk-Kommunikations-Netzwerk (106) und einem zweiten anderen Funk-Kommunikations-Netzwerk (2), umfassend: – erste Funk-Sendeempfänger-Mittel (62) zum Übertragen und Empfangen in dem ersten Mobil-Kommunikations-Netzwerk (106) und derart eingerichtet, dass aufeinander folgende Übertragungen von den ersten Sendeempfänger-Mitteln in dem ersten Mobil-Kommunikations-Netzwerk (106) durch eine erste Zeitspanne getrennt sind; und – zweite Funk-Sendeempfänger-Mittel (40) zum Übertragen und Empfangen von Paketen in dem zweiten Funk-Kommunikations-Netzwerk (2), eingerichtet zum sequenziellen Übertragen und/oder Empfangen einer ganzzahligen Anzahl von Paketen in der ersten Zeitspanne.
Endgerät (100) nach Anspruch 1, wobei die zweiten Funk-Sendeempfänger-Mittel (40) das zweite Kommunikations-Netzwerk (2) durch Definieren von Zuweisungsmustern für eine Übertragung und/oder einen Empfang von Paketen in dem zweiten Kommunikations-Netzwerk (2) steuern.
Endgerät (100) nach Anspruch 2, wobei die Zuweisungsmuster die Zeitsteuerung von Übertragungen der Pakete innerhalb des zweiten Kommunikations-Netzwerks (2) steuern.
Endgerät (100) nach Anspruch 3, wobei die Zuweisungsmuster steuern, zu welcher Zeit Sendeempfängereinheiten (6, 8) in dem zweiten Kommunikations-Netzwerk (2) Zugang zu dem Netzwerk (2) gewährt wird, ob dieser Zugriff zum Übertragen oder zum Empfangen vorgesehen ist, und die Dauer des Zugriffs.
Endgerät (100) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Zuweisungsmuster vorbestimmte konkurrierende Aktivitäten an dem Endgerät (100) verhindern.
Endgerät (100) nach Anspruch 5, wobei die Zuweisungsmuster eine Übertragung von Paketen in dem zweiten Kommunikations-Netzwerk (2) durch die zweiten Sendeempfänger-Mittel (40) verhindern oder unterbinden, während die ersten Sendeempfänger-Mittel (62) in dem ersten Kommunikations-Netzwerk (106) übertragen.
Endgerät (100) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Zuweisungsmuster die Übertragung von Paketen in dem zweiten Kommunikations-Netzwerk (2) durch die zweiten Sendeempfänger-Mittel (40) nur dann ermöglichen, wenn die ersten Sendeempfänger-Mittel (62) nicht in dem ersten Kommunikations-Netzwerk (106) übertragen.
Endgerät (100) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Zuweisungsmuster eine endliche Länge aufweist, die gleich der ersten Zeitspanne oder einem Vielfachen davon ist, und zyklisch wiederholt wird.
Endgerät (100) nach Anspruch 8, wobei die Länge der Zuweisungsmuster variabel ist, gesteuert durch die zweiten Sendeempfänger-Mittel (40).
Endgerät (100) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Zuweisungsmuster variabel sind, gesteuert durch die zweiten Sendeempfänger-Mittel (40).
Endgerät (100) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Funk-Sendeempfänger-Mittel (40) ein TDMA-Sendeempfänger ist und die erste Zeitdauer einem TDMA-Rahmen entspricht.
Endgerät (100) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Funk-Sendeempfänger (40) einen gemeinsamen Zeitrahmen definiert, welcher in dem zweiten Funk-Kommunikations-Netzwerk (2) verwendet wird.
Endgerät (100) nach Anspruch 12, wobei der gemeinsame Zeitrahmen eine Reihe von Schlitzen mit der gleichen Länge (l) umfasst, wobei höchstens ein Paket während jedem Schlitz in dem zweiten Kommunikations-Netzwerk (2) übertragen wird.
Endgerät (100) nach Anspruch 13, wobei die Länge der Schlitze (l) derart beschaffen ist, das eine erste ganzzahlige Anzahl von Schlitzen (N) der ersten Zeitdauer (L) oder einem Vielfachen davon (αL) entspricht.
Endgerät (100) nach Anspruch 14, wobei die erste ganzzahlige Anzahl (N) von Schlitzen eine gerade Anzahl von Schlitzen ist.
Endgerät (100) nach Anspruch 14 oder 15, wobei die erste ganzzahlige Anzahl (N) von Schlitzen minimal aber größer als eins ist.
Endgerät (100) nach Anspruch 13 oder jedem vorhergehenden Anspruch, der von Anspruch 13 abhängt, wobei die Länge einer Schlitzes (l) derart beschaffen ist, dass eine zweite ganzzahlige Anzahl von Schlitzen (N') einer zweiten Zeitspanne (L') entspricht, welche die Zeitspanne zwischen aufeinander folgenden Übertragungen in einem dritten PDC- oder D-AMPS- oder GSM-Mobilfunk-Kommunikations-Netzwerk (106) oder ein Vielfaches davon (βL') repräsentiert.
Endgerät (100) nach Anspruch 17, wobei die zweite ganzzahlige Anzahl an Schlitzen (N') eine gerade Anzahl von Schlitzen ist.
Endgerät (100) nach Anspruch 18, wobei die zweite ganzzahlige Anzahl (N') von Schlitzen minimal aber größer als eins ist.
Endgerät (100) nach Anspruch 17, wobei die Länge der Schlitze (l) variabel ist, abhängig von dem ersten und/oder dritten Kommunikationssystem.
Endgerät (100) nach irgendeinem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Länge der Schlitze (l) fest ist.
Endgerät (100) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Sendeempfänger-Mittel (40) das zweite Kommunikations-Netzwerk (2) derart steuern, dass die Frequenz, mit der Pakete darin übertragen werden, mit aufeinander folgenden Schlitzen springt.
Endgerät (100) nach Anspruch 11 oder jedem vorhergehenden Anspruch, der von Anspruch 11 abhängt, umfassend Mittel zum Verschieben des gemeinsamen Zeitrahmens, um die Synchronisation mit seinen Aktivitäten in dem ersten Kommunikations-Netzwerk (106) aufrecht zu erhalten.
Endgerät (100) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Sendeempfänger-Mittel (62) zur Verwendung in einem TDMA-System eingerichtet sind, wobei die erste Zeitspanne der Länge eines TDMA-Rahmens entspricht.
Endgerät (100) nach Anspruch 24, wobei die ersten Sendeempfänger-Mittel für die Verwendung in einem oder mehreren von GSM- oder D-AMPS- oder PDC-Netzwerken eingerichtet sind.
Endgerät (100) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Übertragung durch die ersten Sendeempfänger-Mittel (62) eine vorbestimmte Dauer nicht übersteigt.
Erstes Mobilfunk-Kommunikations-Netzwerk, umfassend ein Endgerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche.