DE69636634T2

DE69636634T2 - Bürokommunikationssystem

Info

Publication number: DE69636634T2
Application number: DE69636634T
Authority: DE
Inventors: Markku Rautiola; Jouni Mikkonen
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2016-08-17
Also published as: EP0766427A3; US5949775A; DE69636634D1; FI954638A; EP0766427A2; JP3542691B2; JPH09135479A; FI105740B; FI954638A0; EP0766427B1

Description

Die Erfindung betrifft integrierte Bürokommunikationssysteme, die zusätzlich zu herkömmlichen Telefondiensten Datenkommunikationsdienste und andere fortschrittliche Kommunikationsdienste für Anwender in Büros und anderen Arbeitsumgebungen zur Verfügung stellen.
Bei der heutigen Büroarbeit ist es notwendig, für Angestellte vielseitige Kommunikationsverbindungen einzurichten, die in der Lage sind, Sprache, Faxe, E-Mail und andere Daten, die gewöhnlicherweise in digitaler Form vorliegen, zu übertragen. Kommunikation wird innerhalb eines Büros oder in ähnlichen Arbeitsumgebungen benötigt zur Kommunikation zwischen den Angestellten, Kommunikation zwischen verschiedenen Büros eines Unternehmens, die sich in verschiedenen Städter oder sogar in unterschiedlichen Ländern befinden können, und für Kommunikation zwischen dem Büro und der "Außenwelt". Hier und im folgenden Text, bedeutet "Büro" eine Mehranwenderumgebung, in der die Anwender in gewisser Weise zusammengehören und die sich körperlich in einem relativ kleinen Bereich befindet. Auf diesem Gebiet gab es eine Tendenz in Richtung integrierter Systeme, in denen unterschiedliche Formen von Übertragungen als ein Ganzes verwaltet werden können.
Eine herkömmliche Implementierung eines derartigen integrierten Bürokommunikationssystems umfasst eine private Zweigvermittlung und Telefone, die mit ihr mit Twisted-Pair-Leitungen verbunden sind, um Telefondienste zur Verfügung zu stellen und ein separates lokales Bereichsnetzwerk (bzw. Local Area Network, LAN), das Anwendungen bzw. Applikationen für fortschrittliche Kommunikationsdienste und die für ihren Gebrauch notwendige Intelligenz besitzt. Das lokale Bereichsnetzwerk ist mit der privaten Zweigvermittlung über einen Telefonserver verbunden, der die herkömmliche Client/Server-Architektur unterstützt, in der die Clients als Anwendercomputer mit dem lokalen Bereichsnetzwerk verbunden sind. Der Telefonserver kann zum Beispiel die Telefonanrufe des Büros, Daten-, Fax-, E-Mail- und Sprachmaildienste kombinieren. In einem integrierten System können die Anwender außerdem die Telefondienste über ihre Computerendgeräte, die mit dem lokalen Bereichsnetzwerk verbunden sind, verwalten. Das gesamte integrierte Bürokommunikationssystem ist mit einem öffentlichen Telefonnetzwerk über die private Zweigvermittlung verbunden.
1 zeigt ein Beispiel eines bekannten integrierten Bürokommunikationssystems, in dem Anwendertelefone TP verbunden sind über verdrahtete Verbindungen mit einer privaten Zweigvermittlung (bzw. Private Branch Exchange) PBX, die mit einem öffentlichen Fernsprechwahlnetz (bzw. Public Switched Telephone Network) PSTN verbunden ist, und ein lokales Bereichsnetzwerk LAN ist mit ihr über einen Telefonieserver TS verbunden. Server, die unterschiedliche Anwendungen implementieren, wie zum Beispiel ein Datenbankserver DBS, ein Sprachserver VS und ein E-Mail-Server EMS sind, wie die Anwendercomputer PC, mit dem lokalen Bereichsnetzwerk verbunden. Das mit dieser Art der Implementierung zusammenhängende Problem besteht darin, dass selbst obwohl ein Telefon TP und ein Computer PC eines Anwenders sich gewöhnlich Seite an Seite auf demselben Schreibtisch befinden, sie separate Kabelverbindungen von der privaten Zweigvermittlung PBX auf der einen Seite und von dem Telefonieserver TS des lokalen Bereichsnetzwerks LAN auf der anderen Seite besitzen müssen. Das Aufbauen und Verwalten zweier überlappender Kommunikationsnetzwerke ist naturgemäß kostenintensiv.
Das Problem überlappender Kommunikationsnetzwerke wird durch das rapide Anwachsen der Anzahl tragbarer Mobilstationen, die Funkkommunikation nutzen, verschlimmert. Aufgrund mobiler Arbeit benötigen viele Büroarbeiter ein Mobiltelefon und oft auch ein tragbares Fax und/oder eine Kombination aus einem tragbaren Computer und einem mobilen Telefon. Um diese Geräte auch innerhalb von Gebäuden, in denen die Strukturen Funksignale dämpfen, verwendbar zu machen, wurde vorgeschlagen, dass zum Beispiel die mobilen Kommunikationsnetzwerke mit kleinen Basisstationen ausgestattet werden, die ein Büro oder sogar einen Raum in einem Büro abdecken, die entweder direkt oder über ein drahtgebundenes Telefonnetzwerk mit den Vermittlungssystemen des mobilen Netzwerks verbunden werden könnten. Dieses Netzwerk aus kleinen Basisstationen würde ein drittes überlappendes Übertragungsnetzwerk in einem Büro bilden und somit wird deutlich, dass in einer vorteilhaften Lösung, auf die die vorliegende Erfindung abzielt, eine Anordnung, die Funkkommunikationsgeräte unterstützt, durch im Wesentlichen die gleichen Mittel wie die Kommunikation in dem Büro realisiert werden soll.
Es stellt eine Herausforderung für die Kommunikationssysteme dar, dass mehr und mehr Arbeit in der Kleinbüro-, Heimbüro-(SOHO)-Umgebungen verrichtet wird. Dort besteht oft auch Bedarf an fortschrittlichen Bürokommunikationsdiensten und es wäre besonders vorteilhaft, wenn es ein flexibles System gäbe, das sowohl im Büro als auch zu Hause genutzt werden könnte. Die bestehenden Systeme, die überlappende Verbindungen für die mobilen Kommunikationsdienste, gewöhnlichen Telefondienste und schnellen Datenübertragungsdienste benötigen, sind ziemlich unflexibel soweit es Arbeit in Klein- oder Heimbüros betrifft.
Um den Stand der Technik zu beschreiben, werden als nächstes kurz einige Lösungen diskutiert, die integrierte Kommunikationssysteme betreffen. PCT-Anmeldung WO 94/14291 offenbart eine Anordnung, deren Zweck darin besteht, die Verwendung von Diensten, die über Telefon angefordert werden, zu vereinfachen und zu automatisieren. Die Veröffentlichung offenbart ein Ausführungsbeispiel, in dem eine Anwenderin einen Telefonanruf von einem drahtgebundenen Telefon zu einer automatischen Vermittlung durchführt und mit einem Tastencode anzeigt, dass sie ein Taxi bestellen möchte. Die Nummer des drahtgebundenen Telefons wird automatisch an die Vermittlung übermittelt, die den Ort des Telefons aus einer geeigneten Datenbank überprüft. Dann überprüft die Vermittlung aus einer (automatisch aktualisierten) Taxidatenbank, das Taxi sich geografisch am nächsten zu der betroffenen Anruferin befindet und kann den gewünschten Transport zur Verfügung stellen. Um die Taxidatenbank zu aktualisieren und Verbindungen zu Taxis herzustellen, besitzt jedes Taxi eine Mobilstation, die eine Funkverbindung nutzt. Zur Übertragung sind die Vermittlung und ihre Hilfseinrichtung, wie zum Beispiel die Anrufe beantwortende Einheit, die Datenbanken und die Basisstationen, die die Funklinks unterhalten, über ein lokales Bereichsnetzwerk, das Sprachinformationen zusätzlich zu Daten übertragen kann, untereinander ver bunden. Abweichend von der vorliegenden Erfindung zielt das System nicht auf die Reduzierung überlappender Kommunikationsnetzwerke ab, sondern seine erklärte Absicht besteht darin, menschliche Arbeit in einer Vermittlung, die Taxidienste vermittelt, durch Computer zu ersetzen.
Die europäische Patentanmeldung 599 632 offenbart ein drahtloses Bereichsnetzwerk, dessen Zweck darin besteht, ein vorhandenes drahtgebundenes Netzwerk (wie zum Beispiel Ethernet und Token Ring, beide registrierte Markenzeichen) durch ein Funknetzwerk zu ersetzen, das gewissermaßen ein eigenes zellenförmiges Funksystem bildet, das für Datenübertragung innerhalb eines Unternehmens bestimmt ist. Dieses Anmeldungsdokument konzentriert sich hauptsächlich auf die Behandlung von Problemen, die von Mehrwegausbreitung in einem drahtlosen lokalen Bereichsnetzwerk herrühren, und schlägt eine Lösung vor, in der die Datenübertragungszeitkonstante des Systems oder die Inverse der Bitrate kleiner ist als die typische durch Mehrwegausbreitung verursachte Verzögerung.
Die europäische Patentanmeldung 462 728 offenbart eine intelligente Basisstationssteuerung, die wenigstens eine Basisstation eines funkgestützten Kommunikationssystems steuert und in der Lage ist, Anrufe, die von einer bestimmten Mobilstation kommen, über eine Basisstation direkt an ein drahtgebundenes Telefonnetzwerk zu übertragen. Die Idee des Systems besteht darin, dass, da ein direkt an ein drahtgebundenes Netzwerk gerichteter Anruf nicht die Datenbankdienste einer mobilen Telefonvermittlung oder die langen Übertragungsverbindungen zur Vermittlung verwendet, dafür ein niedrigerer Preis eingestellt werden kann. Falls die betroffene Basisstationssteuerung sich in der Telefonvermittlung eines Unternehmens befindet und ihre Basisstationen das Firmengelände des Unternehmens abdecken, kann das Verfahren verwendet werden, um ein ähnliches drahtloses lokales Bereichsnetzwerk zu bilden, wie das oben im Zusammenhang mit der EP 599 632 beschriebene zu bilden.
Dokument XP274586 "DRITTE GENERATION DER MOBILKOMMUNIKATION" offenbart ein aus einer Vielzahl von drahtloser Untersystemen bestehendes Kommunikationssystem, die mit anderen draht gebundenen Netzwerken verbunden sind, wobei mobile Endgeräte eines Anwenders eine Vielzahl an separaten Verbindungen zu unterschiedlichen überlappenden Kommunikationsnetzwerken benötigen.
So genannte schnurlose Systeme, in denen die festen Endgeräte des konventionellen drahtgebunden Telefonnetzwerks durch entsprechende funkbasierenden Geräten ersetzt sind, bilden ein eigenes Technologiegebiet. Diese Systeme haben sich bis jetzt auf die Standardisierung der Funkschnittstelle zwischen dem mobilen Endgerät und den festen Stationen an dem Ende einer drahtgebundenen Verbindung konzentriert. Bekannte Funkschnittstellenstandards enhaöten zum Beispiel DECT (Digitale europäische schnurlose Telekommunikation bzw. Digital European Cordless Telecommunications) und CT2 (Schnurloses Telefon 2 bzw. Cordless Telephone 2). Sie definieren nicht die Kommunikationsdienste, die dem Anwender angeboten werden, aber die Dienste, die von dem Kommunikationsnetzwerk (zum Beispiel dem öffentlichen drahtgebundenen Telefonnetzwerk) abhängen, mit dem die feste Station, die die Funkschnittstelle implementiert, verbunden ist.
Die obigen Lösungen des Standes der Technik versuchen tatsächlich nicht, das vorher erwähnte Problem des Überschneidens der aufgrund unterschiedlicher Übertragungsformate benötigten Netzwerke zu lösen. Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein System zur Verfügung zu stellen, das alle elektrische Kommunikation in einem bestimmten begrenzten Bereich kombiniert und die Kommunikation, die aus diesem Bereich heraus gerichtet ist, steuert und eine Möglichkeit zur Verfügung stellt, Daten und Datenverarbeitungsressourcen zwischen mehreren Anwendern zu teilen. Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur Verfügung zu stellen, mit der das kommunikationskombinierende System auch Heim- und Kleinbüroanwender bedienen kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung ähnlich der oben erwähnten zur Verfügung zu stellen, in der es möglich ist, dieselbe Einrichtung überall als Endgeräte des Kommunikationssystems zu verwenden.
Diese Aufgaben der Erfindung werden erreicht durch eine Anordnung gemäß den angefügten Ansprüchen, in der der Kern des Kommunikationssystems ein lokales Bereichsnetzwerk in dem Büro und ein zellenförmiges Funknetzwerk zwischen Büroeinheiten ist. Aus Sicht des zellenförmigen Funksystems bildet jedes Büro ein zellenförmiges Untersystem, in dem ein bestimmter so genannter Gateway- bzw. Netzwerkübergangscomputer die Verbindungen in Richtung der zellenförmigen Funksystemvermittlung steuert und in dem das lokale Bereichsnetzwerk eine Gruppe von Basiseinheiten, die als Funkbasisstationen dienen, mit diesem Gateway-Computer verbindet.
Ein integriertes Bürokommunikationssystem gemäß der Erfindung, das ein lokales Bereichsnetzwerk enthält, ist dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem verbunden mit diesem lokalen Bereichsnetzwerk enthält

– Gateway-Einrichtung bzw. Netzwerksübergangseinrichtung, um Informationen zwischen dem lokalen Bereichsnetzwerk und einem öffentlichen zellenförmigen Funknetzwerk zu übertragen, und
– Basisstationseinrichtung mit niedriger Leistung bzw. Kleinleistungsbasisstationseinrichtung, um eine Funkschnittstelle für Endgeräteeinrichtung, die in einem öffentlichen zellenförmigen Funknetzwerk betrieben wird, zur Verfügung zu stellen, wobei die Funkschnittstelle im Wesentlichen identisch zu der Funkschnittstelle ist, die durch herkömmliche Basisstationseinrichtung in dem öffentlichen zellenförmigen Funknetzwerk zur Verfügung gestellt wird,

In der erfindungsgemäßen Anordnung wird das lokale Bereichsnetzwerk innerhalb eines Büros für alle Datenübertragung verwendet, wodurch sich überlappende bzw. überschneidende Netzwerke nicht benötigt werden. Die Erfindung basiert auf der neuen Idee, dass, da ein Büro, das durch ein lokales Bereichsnetzwerk verbunden ist, ein integriertes Untersystem bildet, das Räume oder Zellen umfasst, über eine Netzwerksübergangsverbindung bzw. Gateway-Verbindung verbunden werden kann, um einen Bestandteil des zellenförmigen Funksystems auf dieselbe Weise wie ein gewöhnliches Basisstationsuntersystem (bzw. Base Station Subsystem, BSS) zu bilden, das durch eine Basisstationssteuerung (bzw. Base Station Controller, BSC) gesteuert wird und mehrere Basisstationen (Base Stations, BS) umfasst. Jedoch beschränkt die Erfindung nicht die externen Kommunikationsverbindungen des Büros zu dem zellenförmigen Funknetzwerk. Von dem lokalen Bereichsnetzwerk kann es zusätzlich zur zellenförmigen Funknetzwerkverbindung, die durch die Gateway-Maschine zur Verfügung gestellt wird, außerdem andere Kommunikationsverbindungen zur Außenwelt geben, wie zum Beispiel eine Verbindung zu einem drahtgebundenen Telefonnetzwerk oder einem Netzwerk mit asynchronem Übertragungsmodus-(bzw. Asynchronous Transfer Mode, ATM) Network.
Nanozellen werden in dem Büro geschaffen, die einen oder einige Räume abdecken und die eine bestimmte Basisstation mit sehr geringer Leistung zum Bedienen bzw. Versorgen gewöhnlicher Endgeräte eines zellenförmigen Funksystems besitzen. Die Basisstationen sind über ein lokales Bereichsnetzwerk miteinander und eine Gateway-Maschine verbunden, die den notwendigen Datentransfer von dem lokalen Bereichsnetzwerk zu einer Vermittlung in dem zellenförmigen Funksystem zur Verfügung stellt. Es ist außerdem möglich, Infrarotstationen mit dem lokalen Bereichsnetzwerk zu verbinden, die auf dieselbe Weise wie die Funkbasisstationen mit niedriger Leistung der Nanozellen arbeiten, mit der Ausnahme, dass anstelle einer Funkverbindung die Verbindung zu einem Endgerät über einen Infrarotlink hergestellt wird. Zusätzlich können Stationen, die Schnurlos-Standards anwenden (wie zum Beispiel DECT) mit dem lokalen Bereichsnetzwerk verbunden werden, wodurch auch Endgeräte schnurloser Systemen in dem Büro verwendet werden können. Gewöhnlich besitzt das lokale Bereichsnetzwerk in vorteilhafter Weise ein oder mehrere Server, die für bestimmte Funktionen sorgen, die die Verteilung von Ressourcen, wie zum Beispiel den Datenbankdiensten und Sprach-Mail- und E-Mail-Diensten, betreffen.
Für Heim- und Kleinbüroanwender und Fernarbeit umfasst das Kommunikationssystem gemäß der Erfindung vorteilhaft eine Nanozelle im Heim des Anwenders mit einer Verbindung zum lokalen Bereichsnetzwerk im Büro. Die Verbindung kann auf viele Arten umgesetzt werden. Die vorteilhafteste Weise besteht darin, eine bestehende Verbindung im Heim des Anwenders zu verwenden, wie zum Beispiel die Zweidrahtverbindung des konventionellen Telefonnetzwerks. Falls das Heim des Anwenders mit einem Koaxialkabel eines Kabel-TV-Systems ausgestattet ist, kann die benötigte Übertragungskapazität vom Kabel-TV-Unternehmen geleast werden. In Zukunft, sowie ATM- und ISDN-Netzwerke in weiterem Umfang verwendet werden, können diese verwendet werden, um insbesondere Heimverbindungen, die hohe Bitraten benötigen, zu implementieren. Von dem lokalen Bereichsnetzwerk im Büro gibt es eine Brückenverbindung zu dem Netzwerk, das die Heimverbindung realisiert; die Implementierung der Brückenverbindung wird in größerem Detail später erläutert. Wenn das Heim- oder Kleinbüro des Anwenders mit vielen alternativen Verbindungen ausgestattet ist, kann die Anwenderin vorteilhaft wählen, welche der Verbindungen zum lokalen Bereichsnetzwerk im Büro sie verwenden möchte.
Die Erfindung wird im größeren Detail unter Bezug auf die vorteilhaften Ausführungsbeispiele, die als Beispiele vorgestellt werden, und auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen
1 eine bekannte Kommunikationsanordnung in einer Büroumgebung zeigt,
2 das Kommunikationssystem der Erfindung insbesondere vom Standpunkt der Büroumgebung zeigt,
3 das Kommunikationssystem gemäß der Erfindung insbesondere vom Standpunkt der Heim- oder Kleinbüroumgebung zeigt, und
4 bekannte Beziehungen zwischen bestimmten administrativen Bereichen zeigt.
Oben im Zusammenhang mit der Beschreibung des Standes der Technik wurde Bezug auf 1 genommen und daher wird sich im Folgenden bei der Beschreibung der Erfindung und ihrer vorteilhaften Ausführungsbeispiele hauptsächlich auf die 2 bis 4 bezogen. In den Figuren sind ähnliche Teile durch gleiche Bezugszeichen und -buchstaben gekennzeichnet.
2 zeigt das Kommunikationssystem gemäß der Erfindung insbesondere vom Standpunkt der Büroumgebung aus. In der Figur sind Teile, die zu der Büroeinrichtung gehören, von den anderen Teilen des Systems mit einer gestrichelten Linie getrennt. Um den Betrieb des Systems zu veranschaulichen, werden zuerst Teile, die nicht zu der Büroeinrichtung gehören, erläutert, die als solche bekannt sind und zu standardisierten zellenförmigen Funksystemen gehören. In der nachstehenden Beschreibung, die ein zellenförmiges Funksystem offenbart, werden zum Zweck der Veranschaulichung Bezeichnungen, die im GSM-(Groupe Speciale Mobile)-System verwendet werden, verwendet, das in Europa weite Verwendung hat, aber damit ist in keiner Weise beabsichtigt, die Anwendbarkeit der Erfindung auf irgendein bestimmtes zellenförmiges Funksystem zu beschränken.
Der operationelle Kern eines zellenförmigen Funksystems wird durch die Mobilvermittlungszentralen (bzw. Mobile Switching Centres) MSC gebildet, mit denen verbunden es Datenbanken gibt, wie zum Beispiel die Teilnehmerdatenbank SDB und Besucherdatenbank VDB zum Speichern und Verwenden von Informationen, die den Ort und den Status von Mobilstationen betreffen. Unter einer MSC gibt es mehrere Basisstationssteuerungen BSC, wobei jede davon eine oder mehrere Basisstationen BS steuert. Im GSM-System wird die standardisierte Schnittstelle zwischen einer Vermittlungszentrale MSC und einer Basisstationssteuerung BSC A-Schnittstelle genannt.
Eine Mobilstation MS in einem zellenförmigen Funksystem steht in Funkverbindung mit einer Basisstation BS, wodurch die Basisstation die Ort- und Statusinformationen dieser Mobilstation an die Datenbankmittel SDB oder VDB in einer Vermittlungszentrale MSC abhängig davon, ob die mobile Station zu den Teilnehmern des betroffenen Bereichs gehört oder ob sie ein Besucher in dem Bereich ist, überträgt. Die Vermittlungszentrale MSC verwendet die gespeicherten Daten zum Steuern von Ausrufnachrichten bzw. Paging-Nachrichten, die an individuelle Mobilstationen gerichtet sind. Die Basisstationen bilden Ortsbereiche (bzw. Location Areas, LA), die die Genauigkeit darstellen, mit der der Ort einer Mobilstation bestimmt werden kann. Wenn sich eine Mobilstation MS von einem Ortsbereich zu einem anderen bewegt, werden ihre Ortsinformationen aktualisiert und die Handhabung der Verbindung zu der Vermittlungszentrale MSC wird auf eine Basisstation BS im neuen Ortsbereich mit einer Übergabefunktion bzw. Handover-Funktion übertragen.
Als nächstes werden diejenigen Teile in 2 beschrieben, die in der Büroumgebung angeordnet sind und die eine erfindungsgemäße Einheit in dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel bilden. Innerhalb des Büros findet alle Kommunikation über ein lokales Bereichsnetzwerk LAN statt. Der Netzwerksübergangscomputer bzw. Gateway-Computer, der in der Figur gezeigt ist, arbeitet als ein Verbindungsglied bzw. Link zwischen dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN und einer Mobilvermittlungszentrale MSC. Die Schnittstelle 2 zwischen dem Gateway-Computer 1 und der Mobilvermittlungszentrale MSC genügt demselben A-Schnittstellenstandard, der die Kommunikation zwischen einfachen Basisstationssteuerungen BSC und einer Mobilvermittlungszentrale MSC definiert, und daher sieht die Vermittlungszentrale den Gateway-Computer gerade so wie jede beliebige Basisstationssteuerung. Alternativ kann die Schnittstelle 2 zwischen dem Gateway-Computer 1 und der Mobilvermittlungszentrale MSC als eine DSS.1+-Schnittstelle implementiert werden, sobald die Standardisierung für diese neue Schnittstelle abgeschlossen ist. Die neue Schnittstellendefinition bedeutet primär, dass bestimmte Protokoll-Konvertierungsaufgaben von der Mobilvermittlungszentrale MSC auf den Gateway-Computer 1 übertragen werden. Aus Sicht der Vermittlungszentrale finden alle Kommunikationsoperationen, die unter der Steuerung des Gateway-Computers 1 auftreten, in einem bestimmten dem betroffenen Büro entsprechenden Ortsbereich 3 statt. Es könnte also aus Sicht der Ver mittlungszentrale gesagt werden, dass die unter dem Gateway-Computer betriebenen Systeme ein Basisstationsuntersystem (BSS) bilden.
Die Schnittstelle zwischen dem Gateway-Computer 1 und dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN hängt von der Implementierung des lokalen Bereichsnetzwerks und den Protokollen und Anwendungsprogrammierungsschnittstellen (bzw. Application Programming Interfaces, API) ab, die zur Aufrechterhaltung des Verkehrs des lokalen Bereichsnetzwerks verwendet werden. Bekannte Netzwerkprotokolle schließen zum Beispiel TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) und Novel Netware SPX/IPX (Sequenced Packet Exchange/Internetwork Packet Exchange) ein. Eine bekannte API-Schnittstelle ist zum Beispiel NetBIOS (Network Basic Input/Output System).
Eine breite Vielfalt von Einrichtungen kann mit dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN in einem Büro verbunden werden. Basiseinheiten ((bzw. Base Units, BU) mit niedriger Leistung bzw. Kleinleistungsbasiseinheiten 4, die einen oder wenige Räume bedienen, sind aus Sicht der Erfindung wesentlich. Diese sind kleine Basisstationen, die einen Abdeckungsbereich, der aus Nanozellen besteht, bilden, der das gesamte Büro abdeckt. Jede Basiseinheit 4 enthält ein Netzwerkadapterteil bzw. Netzwerkanschlussteil (nicht in der Figur gezeigt), das bekannten Netzwerkanschlusskarten ähnlich ist, die in Computern breite Verwendung finden und die für die praktische Implementierung der Kommunikation zwischen einer Basiseinheit 4 und dem lokalen Bereichsnetzwerk sorgen. So bezieht sich eine Nanozelle 4a auf den Abdeckungsbereich einer Basiseinheit 4, der ein miniaturisiertes Äquivalent des Abdeckungsbereichs einer Basisstation BS in einem gewöhnlichen zellenförmigen System darstellt. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel arbeitet jede Basiseinheit 4 auf nur einer Sende- und einer Empfangsfrequenz, wodurch eine Basiseinheit simultan ein Maximum von sieben Mobilstationen 5 bedienen kann, wenn zeitgeteilter Mehrfachzugriff (bzw. Time Division Multiple Access, TDMA) mit 8 Kanälen, der aus dem GSM-System bekannt ist, angewendet wird, wobei ein Kanal als Steuerkanal reserviert ist. Für die Anwendbarkeit des Systems ist es wesentlich, dass mit Ausnahme der Übertragungsleistung die Mobilstationen 5 durch die Basiseinheiten 4 angebotene Funkschnitt stelle zu der Funkschnittstelle identisch ist, die durch eine gewöhnliche Basisstation BS angeboten wird, sodass das System keine zusätzlichen Anforderungen an bestehende mobile Stationen stellt.
Die Basiseinheiten 4 können die von allen diesen Mobilstationen 5 benötigte Kommunikation handhaben, die die Funkschnittstelle gemäß einem öffentlichen zellenförmigen Funksystem verwenden und die daher auch außerhalb der Büroumgebung in einem Abdeckungsbereich des öffentlichen zellenförmigen Funksystems verwendet werden können. Diese Geräte schließen ein zum Beispiel Mobiltelefone, tragbare Faxgeräte und Computer, die eine digitale Kommunikationsverbindung verwenden, die mittels eines Datenanschluss bzw. Datenadapters gebildet wird. Die unterschiedliche Funkschnittstellen anbietenden Basiseinheiten 4 können auch mit demselben lokalen Bereichsnetzwerk für diejenigen Anwender, die Mobilstationen zum Beispiel entsprechend dem DCS1800-Standard verwenden, verbunden werden.
Gewöhnlich ist es jedoch nicht wirtschaftlich, relativ teure Mobiltelefone für Büroangestellte zu beschaffen, wenn sie die Telefonverbindung nur innerhalb des Bürobereichs benötigen. Dann besteht eine vorteilhaftere Lösung darin, Basiseinheiten 6, die zum Beispiel dem Funkschnittstellenstandard eines schnurlosen Telefonsystems entsprechen, wie zum Beispiel DECT, mit dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN zu verbinden und so durch diese Basiseinheiten eine schnurlose Telefonverbindung für den gesamten Bürobereich zu schaffen, der schnurlose Telefone 7 verwendet, die gewöhnlicherweise billiger als Mobiltelefone sind. Verglichen mit einem herkömmlichen drahtgebundenen Telefonsystem hat dies den Vorteil, dass es zuerst keinen Bedarf für ein separates Bürotelefonnetzwerk gibt, da die Basiseinheit 6 des schnurlosen Telefonsystems mit demselben lokalen Bereichsnetzwerk LAN verbunden ist wie die anderen Kommunikationsvorrichtungen in dem Büro. Zweitens kann eine Angestellte im gesamten Bürobereich erreicht werden, wenn sie das schnurlose Telefon mit sich führt, was eine deutliche Verbesserung im Vergleich zur Verwendung drahtgebundener Telefone darstellt. Die Basiseinheiten 6 eines schnurlosen Telefonsystems sind außerdem mit Netzwerkanschlussteilen für lokalen Bereichsnetzwerkverkehr ausgestattet.
In bestimmten Fällen ist es wünschenswert, Endgeräte zu verwenden, bei denen die Kommunikation auf einer Infrarotverbindung bzw. einem Infrarotlink basiert. Dies bringt bestimmte Vorteile mit sich, dass zum Beispiel außerhalb des direkten Sichtbereichs die Infrarotverbindung nicht mit anderen ähnlichen Verbindungen in Konflikt gerät und dass die IR-Verbindung nicht bestimmte Funkfrequenzen belegt. Für diese Verbindungen ist es möglich, die Infrarotbasiseinheiten 8 mit dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN zu verbinden, durch das die von den Endgeräten 9 benötigte Kommunikation unter Verwendung der Infrarotverbindung an das lokale Bereichsnetzwerk LAN gerichtet wird.
Natürlich ist es bei der erfindungsgemäßen Implementierung möglich, Anwendercomputer 10, Server 11, Drucker 12 und andere derartige bekannte netzwerkkompatible Geräte mit dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN des Büros direkt über verkabelte Verbindungen zu verbinden. Insbesondere ist es möglich, sie mit Gateway-Computern 13 zu verbinden, die das lokale Bereichsnetzwerk LAN mit verschiedenen öffentlichen Kommunikationsnetzwerken verbinden, wie zum Beispiel einem öffentlichen drahtgebundenen Telefonnetzwerk, digitalen ISDN-Netzwerk, Kabel-TV-Netzwerk oder einem öffentlichen ATM-Netzwerk. Gateway-Computer und die anderen Kommunikationsnetzwerke werden insbesondere verwendet, um Verbindungen zwischen Heim- und Kleinbüroanwendern und dem lokalen Bereichsnetzwerk im Büro einzurichten. Dies wird später diskutieren.
Oben wurde der Begriff "lokales Bereichsnetzwerk" mit seiner aktuellen Bedeutung (am Beispiel der registrierten Handelsmarken Ethernet und Token Ring) verwendet. Jedoch ist die Übertragungskapazität dieser bekannten Implementierungen ziemlich begrenzt und daher ist es begründet, anzunehmen, dass in Zukunft entsprechende Übertragungskanäle intern zu einer Arbeitsumgebung als ATM-Verbindungen oder unter Verwendung anderer schneller Übertragungsverfahren realisiert werden. Dies wird nicht zu Veränderungen in der Architektur des Kommunikationssystems gemäß der Erfindung führen, da die Erfindung nicht auf irgendeine bestimmte Netzwerkimplementierung beschränkt ist.
3 zeigt eine Heimatumgebung HE, von der der Anwender eine Verbindung zu dem lokalen Bereichsnetzwerk in dem Büro in der erfindungsgemäßen Art besitzt. Die Heimatumgebung schließt eine Heimbasiseinheit 14 (bzw. Home Base Unit, HBU) ein, die ähnlich zu denen ist, die als Basisstationen für die Nanozellen 4a in einer Büroumgebung verwendet werden. Die Heimumgebung bildet eine spezielle Nanozelle für die Endgeräte 5 in der Heimumgebung, wobei die Nanozelle in dem System hierarchisch und unter Steuerung des Gateway-Computers 1 in dem Büro angeordnet werden kann und so in demselben Ortsbereich wie die Basiseinheiten in dem Büro, obwohl sie körperlich getrennt von diesen angeordnet ist. 3 zeigt außerdem einen Gateway-Computer 13 vom Bridge-Typ, der Verkehr zwischen einem öffentlichen Kommunikationsnetzwerk 15 (nicht in der Figur spezifiziert) und dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN in dem Büro handhabt. Die Heimbasiseinheit 14 ist mit dem öffentlichen Kommunikationsnetzwerk 15 verbunden, das zum Beispiel ein drahtgebundenes Telefonnetzwerk, ein IDSN-Netzwerk, ein Kabel-TV-Netzwerk (CATV) oder ein ATM-Netzwerk sein kann. Es ist vorteilhaft, ein Netzwerk zu verwenden, das bereits mit der Heimumgebung verbunden ist, wodurch die Anwendung des Systems gemäß der Erfindung nicht die Einrichtung einer neuen Verbindung erfordert.
Die Heimumgebung HE kann außerdem mit anderen Stellen als dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN im Büro kommunizieren. Ein gewöhnliches drahtgebundenes Telefon TP kann mit einem drahtgebundenen Telefonnetzwerk oder über einer lokalen Konvertierungseinheit 16 mit der nächsten Basisstation BS eines zellenförmigen Funksystems und über diese und eine Basisstationssteuerung (bzw. Base Station Controller) BSC mit einer Mobilvermittlungszentrale (bzw. Mobile Switching Centre) MSC verbunden werden. Zusätzlich kann die Heimbasiseinheit 14 vorteilhaft eine Verbindung über ein öffentliches Kommunikationsnetzwerk 15 zu einem beliebigen über sie verfügbare Stelle aufbauen, zum Beispiel über eine spezielle Gateway-Station 17 zu einer Mobilvermittlungszentrale MSC.
Als nächstes wird die praktische Implementierung von Elementen im System gemäß der Erfindung und deren erforderliche Eigenschaften diskutiert. Der Gateway-Computer 1 muss zwei sehr unterschiedliche Kommunikationsnetzwerke, ein lokales Bereichsnetzwerk LAN und ein zellenförmiges Funknetzwerk, in diesem Fall ein GSM-Netzwerk, verbinden. Aus Sicht der Mobilvermittlungszentrale MSC sollte der Gateway-Computer 1 gerade wie eine Basisstationssteuerung BSC arbeiten und er sollte die notwendigen Protokollkonvertierungen zwischen dem GSM-Protokoll und den in dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN verwendeten Protokollen ausführen. Darüber hinaus, da er als eine Basisstationssteuerung zwischen der Basiseinheit 6 und der Mobilvermittlungszentrale MSC arbeitet, führt er die Konvertierungen zwischen der A- und Abis-Schnittstelle, die in den GSM-Standards definiert sind, durch.
Der Gateway-Computer 1 muss außerdem weitere Protokollkonvertierungen durchführen, wenn das lokale Bereichsnetzwerk LAN mit anderen Basisstationen verbunden wird, als denjenigen, die Informationen handhaben, die gemäß den GSM-Standards eingerichtet sind. Jedoch können diese Konvertierungen auch in den Basiseinheiten selber durchgeführt werden, was bedeutet, dass, selbst wenn eine Basiseinheit 6 eine DECT-Funkschnittstelle Endgeräten 7 angeboten hat, kann sie selber alle Informationen, die von dem Endgerät 7 kommen, zuerst in das GSM-Format konvertieren und dann diese in eine durch das lokale Bereichsnetzwerk LAN benötigte Form einkapseln. Dies reduziert die Auslastung des Gateway-Computers 1, da er lediglich die Konvertierungen zwischen Informationen, die im LAN-Format eingekapselt sind, und Informationen im GSM-Format durchführen muss. Die Umkonvertierungsdetails zwischen unterschiedlichen Standards, wie zum Beispiel DECT und GSM, sind Fachleuten bekannt. Durch Umkonvertierungen und durch Betrieb des lokalen Bereichsnetzwerks verursachte Verzögerungen müssen allgemein berücksichtigt werden, insbesondere wenn eine Telefonverbindung zwischen einem Endgerät 5 und einem externen Endgerät aufgebaut wird.
Der Gateway-Computer muss außerdem in der Lage sein, eine aktualisierte Aufzeichnung der betreibbaren Basiseinheiten 4, die mit dem lokalen Bereichsnetzwerk LAN verbunden sind, zu halten. In dieser Hinsicht unterscheidet sich sein Betrieb von dem einer gewöhnlichen Basisstationssteuerung, da gewöhnliche Basisstationen kontinuierlich eingeschaltet bzw. an sind und die Liste der Basisstationen in einer gewöhn lichen Basisstationssteuerung nur aktualisiert wird, wenn eine neue Basisstation installiert wird oder eine alte entfernt wird. In dem Bürokommunikationssystem gemäß der Erfindung, in dem die Basiseinheiten 4 in vorteilhafter Weise raumspezifisch sind, können die Anwender diese beliebig ein- und ausschalten, wodurch die Situation aus Sicht des Gateway-Computers 1 sich ständig verändert.
Der Gateway-Computer 1 ist für alle Mobilitäts-, Anrufsteuerungs- und Übergabe- bzw. Handover-Funktionen innerhalb des Ortsbereichs 3 unter seiner Verwaltung verantwortlich. Daher wird das öffentliche zellenförmige Funknetzwerk nicht mit einer großen Verkehrsauslastung beaufschlagt, die durch die große Anzahl an Nanozellen und durch Überwachen der Mobilstationsorte mit der Genauigkeit einer Nanozelle verursacht würde. Es muss einen Weg geben, um bürointerne Anrufe zu routen, sodass sie nicht unnötigerweise an das öffentliche zellenförmige Funknetzwerk gerichtet werden. Dies erfordert, dass der Gateway-Computer 1 bestimmte eigene Datenbankmittel (nicht gezeigt) enthält, die operativ den Datenbanken SDB und VDB, die seitens der Mobilvermittlungszentrale MSC verwendet werden, entsprechen. Zuweisung von Telefonnummern und Rechnungsstellung werden durch den Netzwerkbetreiber ausgeführt, der das öffentliche zellenförmige Funknetzwerk verwaltet. Bezüglich anderer Aspekte haben in dem Bürokommunikationssystem gemäß der Erfindung registrierte Anwender auch Zugriff auf dieselben Netzwerkdienste wie andere registrierte Anwender des öffentlichen zellenförmigen Funknetzwerks.
Das Bürokommunikationssystem gemäß der Erfindung kann durch Hinzufügen eines zweiten Gateway-Computers (nicht gezeigt) erweitert werden. Aus Sicht des öffentlichen zellenförmigen Netzwerks kann dies auf zwei Wegen eingerichtet werden. Zuerst kann ein vollständiges neues Basisstationsuntersystem (BSS) unter dem neuen Gateway-Computer aufgebaut werden, wodurch zwei parallele Systeme ähnlich zu demjenigen in 2 geschaffen werden. Aus Sicht des Bürokommunikationssystems ist dies der einfachste Weg, aber er weist den Nachteil auf, dass, da es zwei Basisstationsuntersysteme in einem Büro gibt, die Anrufe zwischen ihnen über eine Mobilvermittlungszentrale MSC geleitet werden müssen. Eine andere Alternative besteht darin, einen Gateway-Computer zu einem Master-Gerät zu machen und den anderen entsprechenden Gateway-Computer, der mit ihm verbunden ist, zu einem Slave-Gerät zu machen, wodurch jeder von diesen einen eigenen Ortsbereich besitzt, aber sie würden zum selben Basisstationsuntersystem gehören. In diesem Ausführungsbeispiel werden bürointerne Anrufe von einem Ortsbereich zum anderen über die Gateway-Computer geleitet ohne dass sie über die Mobilvermittlungszentrale laufen müssen.
Die Basiseinheiten 4 des Bürokommunikationssystems gemäß der Erfindung entsprechen den Basisstationen eines gewöhnlichen zellenförmigen Funksystems, aber in dem vorteilhaften Ausführungsbeispiel, das oben beschrieben wurde, unterscheiden sich die zwei in bestimmter Hinsicht und die Unterschiede sind:

– die Fähigkeit, Betriebsspannung ein- und auszuschalten,
– dynamische Kanalzuweisung,
– verwendete Übertragungsleistung, und
– Mobilität.

Da die Basiseinheiten 4 in Räumen der Anwender angeordnet sind, werden sie von Zeit zu Zeit entweder vorsätzlich oder zufällig ein- und ausgeschaltet. Kommunikation zwischen den Basiseinheiten 4 und dem Gateway-Computer 1 erfordert eine Einrichtung ähnlich zu Anmelde (Sign-in)- und Abmelde (Sign-off)-Nachrichten, mit denen eine Basiseinheit, die angeschaltet ist, dem Gateway-Computer anzeigt, dass sie verfügbar ist oder bzw. eine ausgeschaltete Basiseinheit anzeigt, dass sie im System vorhanden ist.
Dynamische Kanalzuweisung in ihrer einfachsten Ausführung bedeutet eine Situation, in der jeder Kanal (Frequenz und/oder TDMA-Zeitschlitz) in jeder Zelle eines zellenförmigen Systems verfügbar ist. Der Kanal mit der geringsten Störung und geringsten Auslastung zu einem bestimmten Zeitpunkt wird zur Verwendung ausgewählt. Gewöhnlich trifft die Vermittlung des zellenförmigen Funksystems die Entscheidung betreffend der Kanalzuweisung, aber, da im erfindungsgemäßen System die Zellengröße sehr klein ist und entsprechend die Anzahl der Zellen sehr groß ist, würde dies zu einer sehr starken Berechnungslast in der Vermittlung führen. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Kanalzuweisungsentscheidungen im Gateway-Computer 1 und/oder in Basiseinheiten 4 getroffen. Zusätzlich zu der Lastverteilung hat dieses Verfahren den Vorteil, dass das System Funkfrequenzressourcen in einer selbstorganisierenden Weise zuweist. Es besteht kein Bedarf, im Vorhinein die Zuweisung von RF-Kanälen bereichs- oder basisstationsweise zu beschränken.
Praktisch ist es kaum wirtschaftlich, Basiseinheiten 4 und Heimbasiseinheiten 14 zu bauen, sodass sie jeden Kanal nutzen könnten. Jedoch müssen sie einen Auswahlbereich mit genügender Kanalzahl besitzen, sodass sie selbst in der Situation der maximal angenommenen Verkehrslast die Wahl haben. Der RF-Teil (nicht gezeigt) einer Basiseinheit 4 und einer Heimbasiseinheit 14 misst den lokalen Störpegel der verfügbaren Kanäle, die als die Übertragungskanäle eines Endgeräts definiert worden sind, und wenn die Störung eines Kanals einen bestimmten Schwellwert überschreitet, wird der Kanal temporär aus der Gruppe der wählbaren Kanäle entfernt. Wenn der Störpegel unter einen zweiten Schwellwert fällt, wird der Kanal wieder in die Gruppe der ausgewählten Kanäle aufgenommen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit einer strengeren Übereinstimmung mit der GSM-Praxis, übertragen die Basiseinheiten 4 und 14 die Kanalinformationen, die zum Treffen der Entscheidungen benötigt werden, an den Gateway-Computer 1, wodurch die dynamische Kanalzuweisung eine Stufe höher in der Systemhierarchie durchgeführt wird.
Wenn das Bürokommunikationssystem gemäß der Erfindung die DECT-Funkschnittstelle in Richtung der Endgeräteeinrichtung anwendet, wird die dynamische Kanalzuweisung gemäß den DECT-Standards im mobilen Endgerät 7 (in DECT-Terminologie, der tragbare Teil bzw. Portable Part, PP) und nicht in der festen DECT-Basiseinheit 6 (fester Teil bzw. Fixed Part, FP) durchgeführt, da im DECT-System die Messung des Kanalstörpegels auf Seiten des Endgeräts 7 durchgeführt wird.
Im erfindungsgemäßen System basiert die Bestimmung der in der physikalischen Implementierung der Funkschnittstelle verwendeten RF-Leistungspegel auf Messungen, die durch die Endgeräte 5 ausgeführt werden. Wenn ein neues Endgerät in einem Ortsbereich, der durch den Gateway-Computer 1 gesteuert wird, registriert wird, wählt der Gateway-Computer dafür einen voreingestellten bzw. Default-Leisfungswert aus, der der niedrigst mögliche, in der Spezifikation des öffentlichen zellenförmigen Funksystems erlaubte ist. Zum Beispiel schlägt GSM-Standard GSM 05.05 vor, dass ein Netzwerkbetreiber die Übertragungsleistung einer Basisstation entsprechend dem Bedarf wählen kann. So kann im System gemäß der Erfindung die Übertragungsleistung sogar 1 μW betragen. Derselbe Standard diskutiert die Minimum- und Maximumwerte der Endgeräteübertragungsleistung, die von der Klassifikation des Endgeräts abhängen. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es wahrscheinlich, dass der geringstmögliche Leistungspegel, der 3,2 mW beträgt, am häufigsten verwendet werden wird. Die Entscheidung über den Leistungspegel wird vorteilhaft in der Basiseinheit 4 getroffen.
Die kleinen Basiseinheiten 4 und 14, die in dem erfindungsgemäßen System verwendet werden, brauchen nicht fest installiert zu sein, solange sie eine bestimmte elektrisch definierte Adresse im lokalen Bereichsnetzwerk LAN besitzen. Falls zum Beispiel das lokale Bereichsnetzwerk LAN ein Ethernet^®-Netzwerk ist, das TCP/IP-Protokolle verwendet, kann eine Basiseinheit 4 mit jeder Erweiterung innerhalb desselben Netzwerkclusters verbunden werden, falls ihre IP-Adresse eindeutig definiert ist. Die Basiseinheit 4 kann gewissermaßen persönliche Basisstation des Anwenders genannt werden und diese kann verwendet werden, um die physikalische Konfiguration des Bürokommunikationssystems in nahezu beliebiger Weise zu verändern.
Ein Weg der physikalischen Implementierung der Basiseinheit 4 besteht darin, eine PCMCIA-(Personal Computer Memory Card International Association)-Karte zu verwenden, die mit der geeigneten Schnittstelle in der Arbeitsstation oder dem Personal Computer (PC) des Anwenders verbunden ist. Dann kann die Basisstation leicht zu einem anderen Platz umgezogen werden, falls erforderlich; zum Beispiel nach Hause. Innerhalb des Bereichs der Erfindung kann die DECT-Basiseinheit 6 auf dieselbe Weise implementiert werden und die Zusammenarbeitsfunktionen bzw. Interworking-Funktionen (IWF), die durch sie benötigt werden, können entweder in dem Computer des Anwenders oder in dem Gateway-Computer 1 angeordnet werden.
Die Heimbasiseinheit 14 ist andererseits ähnlich der Bürobasiseinheit, die oben beschrieben wurde, aber da es möglich sein kann, dass die Verbindung von der Heim- zu der Büroumgebung aus einer bestimmen Gruppe von öffentlichen Kommunikationsnetzwerken gewählt wird, sollte die Heimbasiseinheit 14 einen Schalter zum Auswählen des Netzwerks enthalten und die notwendigen Protokollkonvertierungsfunktionen, um die Verbindung über unterschiedliche Netzwerke zu realisieren, enthalten.
Als nächstes werden die neuen Aspekte, die durch das Bürokommunikationssystem gemäß der Erfindung in die Zellenplanung gebracht wurden, diskutiert. Die Anzahl, Orts- und Betriebsparameter der Abdeckungsbereiche und Basisstationen zu bestimmen, ist allgemein gesprochen eine komplexe Aufgabe, bei der Kosteneffektivität, Kapazitätsoptimierung, Funkwellenreichweite, Störungen in der Ausbreitung der Funkwellen und die angenommene Verkehrsdichte berücksichtigt werden müssen. Unierschiedliche zellenförmige Systeme haben unterschiedliche Ansätze angepasst.
Zum Beispiel sind im GSM-System die Abdeckungsbereiche der Basisstationen relativ große Makrozellen, deren Radien sich im Bereich von 200 m bis zu 35 km bewegen. Das DCS1800-System verwendet Mikrozellen und der Zweck der kleinen Zellengröße (< 1 km) besteht darin, eine gute Kapazität zu erreichen, insbesondere in Bereichen mit hohem Verkehrsvolumen. Jedoch ist es in beiden Systemen schwierig, eine hohe Qualität bei Verbindungen in Gebäuden zu erreichen, wo die Gebäudestrukturen Funkwellen dämpfen. Darüber hinaus, wenn das Verkehrsvolumen sich erhöht, führt die begrenzte Anzahl der verfügbaren Funkkanäle zu Verkehrsstauung und dem System gehen die Kanäle aus.
Oben wurde vorgestellt, dass das erfindungsgemäße Bürokommunikationssystem eine sehr kleine Zellengröße und sehr niedrige Leistungspegel verwendet. Zellen, die einen oder wenige Räume abdecken, wobei sie hauptsächlich im Gebäude implementiert sind, werden hier Nanozellen genannt. Aufgrund der niedrigen Leistungspegel stört der Funkverkehr in den Nanozellen nicht den Verkehr eines breiteren, überlappenden Abdeckungsbereichs und daher kann ein Kommunikationssystem basierend auf Nanozellen so aufgebaut werden, dass ein Makro- oder Mikrozellensystem überlappt. Eine Anordnung, in der ein großer Abdeckungsbereich mehrere kleine Abdeckungsbereiche enthält, wird ein Schirmphänomen genannt.
Zusätzlich wurde oben vorgestellt, dass die Nanozellen dynamische Kanalzuweisung verwenden, was bedeutet, dass die Zellenplanung nicht starr sein muss. Basiseinheiten 4 können zum System gemäß der Erfindung hinzugefügt werden, solange die resultierende Verkehrsdichte nicht die Handhabungskapazität des Gateway-Computers 1 überschreitet. Falls notwendig, können außerdem Gateway-Einheiten zum System, wie oben beschrieben, hinzugefügt werden.
Die Erfindung beschränkt die Implementierung der Funkschnittstelle des Bürokommunikationssystems nicht, da gemäß der Erfindung Basiseinheiten 4, 6, die verschiedene Schnittstellen unterstützen, mit dem System verbunden werden können. Die unten stehende Tabelle zeigt Eigenschaften von bestimmten Funkschnittstellen, die vorteilhaft in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden können:
Die einzigen Veränderungen, die bei diesen Funkschnittstellendefinitionen in dem erfindungsgemäßen System vorgenommen wurden, betreffen die Leistungspegel, wie oben beschrieben.
Als nächstes wird die Orts- und Mobilitätsüberwachung diskutiert, die ein wesentlicher Teil aller Kommunikationssysteme, die Mobilendgeräte verwenden, darstellt. 4 veranschaulicht bekannte gegenseitige Beziehungen zwischen den Konzepten PLMN-(öffentliches landgestütztes mobiles Netzwerk bzw. Public Land Mobile Network)-Bereich, MSC-Bereich, Ortsbereich (bzw. Location Area, LA) und Heimortsbereich (bzw. Home Location Area, HLA). Der Anwender ist ein registrierter Anwender in dem Netzwerkbereich PLMN eines bestimmten Netzwerkbetreibers. Dieser Bereich ist in Verantwortungsbereiche mehrerer Vermittlungszentralen MSC unterteilt und jeder MSC-Bereich ist weiter in Ortsbereiche LA unterteilt. Gewöhnlich ist einer dieser Ortsbereiche als der Heimatortsbereich HLA des Anwenders definiert und während er sich in diesem Bereich aufhält, profitiert der Anwender von bestimmten Vorteilen, wie zum Beispiel billigeren Anruftarifen.
Das Bürokommunikationssystem gemäß der Erfindung begründet wenigstens einen Ortsbereich LA. Im Allgemeinen wird die Ortsbereichsgröße entsprechend der Anforderungen Systemkapazität und Effizienz bestimmt. Da der Ort jedes Endgeräts im System mit der Genauigkeit eines Ortsbereichs bestimmt wird, beeinflusst die Bereichsgröße insbesondere die Verkehrsmenge, die zum Aktualisieren der Orte der Endgeräte und Übermitteln einer Ausrufnachricht bzw. Paging-Nachricht an ein bestimmtes Endgerät benötigt wird. Wenn ein Büro einen Ortsbereich bildet, muss eine Paging-Nachricht an jedes Endgerät im Ortsbereich über alle Basisstationen gesendet werden, wodurch alle Endgeräte alle Paging-Nachrichten decodieren. Die andere extreme Alternative besteht darin, dass jede Nanozelle einen eigenen Ortsbereich bildet, wodurch eine Paging-Nachricht an ein bestimmtes Endgerät über nur eine einzige Basiseinheit gesendet wird. In der letzteren Alternative muss die durch die Gateway-Einheit verwaltete Ortsdatenbank kontinuierlich aktualisiert werden, da die Anwender mit ihren Mobiltelefonen in dem Büro herumlaufen. Natürlich ist aus Sicht der Endgeräteenergieeinsparung übertragen von Paging-Nachrichten in nur einer Zelle die bessere Option, da dann ein Endgerät nur eine kleine Anzahl an Paging-Nachrichten decodieren muss.
Die Ortsbereiche können außerdem als ein Kompromiss zwischen den beiden extremen Alternativen, die oben diskutiert wurden, definiert werden, wodurch jeder Ortsbereich einige Nanozellen umfasst. Falls ein Unternehmen mehrere Büros an unterschiedlichen Orten besitzt, kann es einen Vertrag mit dem Netzwerkbetreiber über bestimmte Vorteile für die Angestellten des Unternehmens für die Ortsbereiche aller Büros oder nur einiger davon schließen.
Im erfindungsgemäßen System wird die Mobilität der Anwender und ihrer Endgeräte wie folgt überwacht: Der Gateway-Computer 1 überwacht Mobilität innerhalb des Bürokommunikationssystems und die Datenbanken einer Mobilvermittlungszentrale MSC enthalten nur das Wissen, dass das Endgerät sich in dem Bereich, der von einem bestimmten Gateway-Computer gesteuert wird, befindet. Wenn eine Paging-Nachricht für das Endgerät ankommt, richtet die Vermittlungszentrale MSC diese an den Gateway-Computer 1, der dann anweist, dass diese an diejenigen Basiseinheiten 4, 6 gesendet werden, die den Ortsbereich bilden, in dem das Endgerät sich aufhält gemäß der Ortsdatenbank des Gateway-Computers 1.
Das erfindungsgemäße System handhabt die Sicherheitsmodalitäten, das heißt Authentifizierung und Sicherung der Privatsphäre durch Verschlüsselung, auf die gleiche bekannte Weise, die in dem öffentlichen zellenförmigen Funksystem oder in diesem Fall dem GSM-System angewendet wird. Zur Rechnungsstellung für Anrufe gibt es mehrere Optionen, mit denen ein Unternehmen, das das erfindungsgemäße System verwendet, interne Anrufe kostenlos machen kann und nur für nach außen gehende Anrufe bezahlt oder einem Netzwerkbetreiber für diejenigen Frequenzen, die als Übertragungsfrequenzen für die Nanozellen verwendet werden und die daher nicht gleichzeitig als Basisstationsfrequenzen für die Basisstationen, die in diesem Bereich betrieben werden, verwendet werden können, Miete entrichtet. Rechnungsstellung kann auch zusätzlich zu den tatsächlichen Anrufen auf dem Umfang der Signalisierung basieren, die nicht Sprache oder übertragene Daten enthält, sondern zum Beispiel Ortsdatenaktualisierungen, die über das öffentliche zellenförmige Netzwerk gehandhabt werden und die so Kosten für den Betreiber verursachen.
Als nächstes werden die Übergabe- bzw. Handover-Funktionen diskutiert, das heißt Verändern des Routings eines laufenden Anrufs, wenn die Anwenderin und ihr Endgerät sich in dem Ausmaß bewegen, dass die ursprüngliche Route nicht die bestmögliche im Hinblick auf die Verbindungsqualität ist. Das erfindungsgemäße System zielt auf eine Situation, in der diese Funktionen so oft wie möglich durchgeführt werden können, auch durch aktuell definierte Maßnahmen. Probleme können auftreten aufgrund der Tatsache, dass das erfindungsgemäße System angepasst werden kann, mit den Funkschnittstellen von sowohl den GSM- als auch den DECT-Systemen zu arbeiten, wobei das erstere festlegt, dass ein Handover in einer zentralisierten Weise durch eine Basisstationssteuerung (BSC) durchgeführt wird und das letztere, dass er in einer dezentralisierten Weise durch das Endgerät ausgeführt wird. Es gibt drei spezifizierte Typen von Handover-Funktionen: Intra-BSC, Inter-BSS und Inter-MSC.
Da im erfindungsgemäßen System der Gateway-Computer 1 einer Basisstationssteuerung eines gewöhnlichen zellenförmigen Funksystems entspricht, sorgt er für alle internen Handover-Funktionen im Büro, das heißt solche, die im Bereich seines Basisstationsuntersystems ausgeführt werden. Entscheidungen über Verändern des Routing innerhalb des Büros basieren auf Messungen, die die Endgeräte gemäß bekannter Standards, die ihren Betrieb regulieren, durchführen und Daten von diesen Messungen werden an den Gateway-Computer 1 in derselben Weise gesendet wie an eine Basisstationssteuerung eines gewöhnlichen zellenförmigen Funksystems. Zusätzlich kann eine Basiseinheit 4, 6 in einer Nanozelle den Kanal, der einem bestimmten Endgerät zugewiesen ist, basierend auf durch die Basiseinheit selbst oder durch das Endgerät durchgeführten Messungen ändern.
Aus Sicht der Erfindung sind Inter-BSS- und Inter-Vermittlungs-Handover-Funktionen identisch dahingehend, dass das Endgerät die Verwaltungsgrenze zwischen dem Bürokommunikationssystem gemäß der Erfindung und dem öffentlichen zellenförmigen Funknetzwerk überschreitet. Dann wird die Handover-Funktion in einer bekannten Weise durch die Mobilvermittlungszentrale MSC durchgeführt. Falls das erfindungsgemäße System sich im Abdeckungsbereich eines öffentlichen zellenförmigen Funknetzwerks (siehe das Schirmphänomen, das vorher erwähnt worden ist) befindet, kann eine neue Situation auftreten, in der das Endgerät sich nicht bewegt, aber aufgrund der Störungssituation die Verbindungsqualität bei einer Übertragung über das öffentliche zellenförmige Funknetzwerk besser wäre. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, in der der Ortsbereich, der durch das Büro gebildet wird, als der Heimatortsbereich des Endgeräts verwendet wird, ist es vorteilhafter, den Anruf über das erfindungsgemäße System für so lange wie die Verbindungsqualität ausreichend gehalten werden kann, zu übertragen. Entsprechend, wenn ein Handover zu einer Verbindung über das öffentliche zellenförmige Funknetzwerk durchgeführt worden ist, wird dafür bezahlt, den Anruf zurück zum erfindungsgemäßen System zu transferieren, sobald die Verbindungsqualität ausreichend wird.
Oben wurde hauptsächlich das DECT-System verwendet, um ein schnurloses Kommunikationssystem darzustellen. Jedoch ist die Anwendung der Erfindung nicht auf irgendein bestimmtes schnurloses System beschränkt. Andere Alternativen sind zum Beispiel CT-2 (Schnurloses Telefon 2 bzw. Cordless Telephone 2), WCPE, PHS, HiperLAN und drahtloses ATM.
Oben wurde hauptsächlich das GSM-System verwendet, um ein zellenförmiges Funksystem zu darzustellen. Jedoch ist die Anwendung der Erfindung nicht auf irgendein bestimmtes zellenförmiges Funksystem beschränkt. Andere Alternativen sind zum Beispiel DCS1800, PCN, D-AMPS, JDC und PCS1900.
Oben wurde hauptsächlich das lokale Bereichsnetzwerk verwendet, um ein Bürokommunikationssystem zu darzustellen. Jedoch ist die Anwendung der Erfindung nicht auf irgendein bestimmtes lokales Bereichsnetzwerk beschränkt. Alternativen schließen zum Beispiel ein Ethernet^®, Token Ring^®, ATM-Netzwerk, FDDI (Fibre Distributed Data Interface), SMDS und DQDB (Distributed Queue Dual Bus).
Die hier vorgestellte Erfindung kombiniert alle elektrische Kommunikation in einem begrenzten Bereich, der die Büroumgebung genannt wird, durch deren Ausrichtung auf ein oder dasselbe lokale Bereichsnetzwerk, wodurch überlappende Kommunikationsnetzwerke im Büro unnötig gemacht werden. Kommunikation von diesem Netzwerk zur Außenwelt wird in einer zentralisierten Weise über einen so genannten Gateway-Computer zu einem öffentlichen zellenförmigen Funknetzwerk ausgeführt, wodurch eine zentralisierte Verwaltung der Kommunikation ermöglicht wird. Zusätzlich ermöglicht es die Erfindung, in der Büroumgebung dieselben mobilen und schnurlosen Stationen zu verwenden, die sonst wo in dem Abdeckungsbereich des öffentlichen Funknetzwerks, das für sie aufgebaut wurde, verwendet werden, wodurch keine separate Büroendgeräteeinrichtung in dem Büro benötigt wird. Da diese Einrichtungen auch in den Heim- und Kleinbüroumgebungen verwendet werden können, von wo es auch möglich ist, eine spezielle Verbindung zu dem lokalen Bereichsnetzwerk in dem Büro in der erfindungsgemäßen Weise herzustellen, erfüllt das erfindungsgemäße System die Ziele bezüglich einer Heim- und Kleinbüroverwendung.

Claims

Ein integriertes Bürokommunikationssystem, das ein lokales Netzwerk (LAN) zum Übertragen von Informationen zwischen zu diesem Bürokommunikationssystem gehörenden Geräten (1, 4, 6, 8, 10, 11, 12, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem verbunden mit dem lokalen Netzwerk aufweist – eine Netzwerkübergangseinrichtung (1) zum Übertragen von Informationen zwischen dem lokalen Netzwerk (LAN) und einem öffentlichen zellenartigen Funknetzwerk, und – eine Kleinleistungsbasisstationseinrichtung (4) zum Anbieten einer Funkschnittstelle für Endgeräte (5), die in einem öffentlichen zellenartigen Funknetzwerk betrieben werden, wobei die Funkschnittstelle im Wesentlichen identisch ist mit der, die durch eine herkömmliche Basisstation (BS) in dem öffentlichen zellenartigen Funknetzwerk zur Verfügung gestellt wird, wobei diese, d. h. die Netzwerkübergangseinrichtung (1), das lokale Netzwerk (LAN) und die Kleinleistungsbasisstationseinrichtung (4), derart eingerichtet sind, dass in dem Bereich des Bürokommunikationssystems eine Verbindung zwischen dem Endgerät (5) und dem öffentlichen zellenförmigen Funknetzwerk über die Kleinleistungsbasisstationseinrichtung (4), das lokale Netzwerk (LAN) und die Netzwerkübergangseinrichtung (1) hergestellt wird.
Bürokommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem verbunden mit dem lokalen Netzwerk aufweist eine zweite Basisstationseinrichtung (6) eines kabellosen Kommunikationssystems, um eine Schnittstelle für Endgeräte (7) des kabellosen Kommunikationssystems zur Verfügung zu stellen.
Bürokommunikationssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kabellose Kommunikationssystem eines der Folgenden ist: DECT (Digital European Cordless Telecommunications), CT-2, WCPE, PHS, HiperLAN, kabelloses ATM.
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter verbunden mit dem lokalen Netzwerk aufweist eine Infrarotbasisstation (8) zum Bereitstellen einer Schnittstelle für eine Infrarotverbindung verwendende Endgeräte (9).
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter verbunden mit dem lokalen Netzwerk aufweist Personal Computer oder Arbeitsstationen (10) der Anwender.
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter verbunden mit dem lokalen Netzwerk aufweist eine zweite Netzwerkübergangseinrichtung (13) zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen dem lokalen Netzwerk (LAN) und einem bestimmten öffentlichen kabelgebundenen Kommunikationsnetzwerk (15).
Bürokommunikationssystem gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das öffentliche kabelgebundene Kommunikationsnetzwerk (15) eines der Folgenden ist: öffentliches Fernsprechwahlnetz, digitales Netzwerk mit integrierten Diensten (ISDN), Netzwerk mit asynchronem Übertragungsmodus ATM-Netzwerk, Kabelfernsehnetzwerk.
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Sicht des öffentlichen zellenartigen Funknetzwerks einen Ortsbereich LA für den Aufenthaltsort von mobilen Endgeräten (5) bildet.
Bürokommunikationssystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Sicht des öffentlichen zellenartigen Funknetzwerks mehrere Ortsbereiche LA für den Aufenthaltsort von mobilen Endgeräten (5) bildet.
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Sicht des öffentlichen zellenartigen Funknetzwerks ein Basisstationsuntersystem BSS für den Aufenthaltsort von mobilen Endgeräten (5) bildet.
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Sicht des öffentlichen zellenartigen Funknetzwerks mehrere Basisstationsuntersysteme BSS für den Aufenthaltsort von mobilen Endgeräten (5) bildet und wenigstens eine Netzwerkübergangseinrichtung (1) für jedes Basisstationsuntersystem (BSS) enthält.
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine zusätzliche Kleinleistungsbasisstationseinrichtung (14) enthält, um eine Funkschnittstelle für Endgeräte (5) in ihrer Umgebung (HE) bereitzustellen, und die zusätzliche Kleinleistungsbasisstationseinrichtung im Wesentlichen weiter weg von dem Bürokommunikationssystem angeordnet ist, als dessen andere Kleinleistungsbasisstationseinrichtungen (4) und zu dem lokalen Netzwerk über eine bestimmte Netzwerkübergangseinrichtung (13) und ein bestimmtes öffentliches Kommunikationsnetzwerk (15) verbunden ist.
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das öffentliche zellenartige Funknetzwerk eines der Folgenden ist: GSM, DCS1800, PCN, D-AMPS, JDC, PCS1900.
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsleistung der Kleinleistungsbasisstationseinrichtung (4, 14) von 1 μW bis 1 mW beträgt, wobei die Größe ihres Abdeckungsbereichs gebäudeinnenseitig einen oder wenige Räume umfasst.
Bürokommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lokale Netzwerk eines der Folgenden ist: Ethernet^®, Token Ring^®, ATM-Netzwerk, FDDI, SMDS, DQDB.