-
Diese
Anmeldung bezieht sich auf die US 6,081,706.
-
Gebiet der
Erfindung
-
Diese
Erfindung betrifft im Allgemeinen Systeme zur drahtlosen Kommunikation
und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Senden einer Datenkommunikation
von einer anrufenden Kommunikationseinheit, die mit einem System
zur drahtlosen Kommunikation in Beziehung steht, an eine angerufene
Kommunikationseinheit.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
In
einem üblichen
System zur drahtlosen Kommunikation wie etwa einem zellularen HF-Mobilfunksystem
(HF = Hochfrequenz), befindet sich ein Radiosubsystem einschließlich eines
Basisstationssystems mit einem Controller und einer Mehrzahl an Sendern
und Empfängern
in Kommunikation mit ei ner Vermittlungsstelle. Eine Übergabeeinheit
("interworking unit") befindet sich oft
in Kommunikation mit einem oder mit mehreren Elementen des Radiosubsystems.
Das Radiosubsystem spricht auf eine mobile Kommunikationseinheit
oder Station an, die innerhalb eines Bereichs arbeitet, der von
dem Basisstationssystem bedient wird.
-
Drahtlose
Mehrfachzugriffskommunikationen zwischen dem Radiosubsystem und
der Mobilstation finden über
HF-Kanäle
statt, die physikalische Pfade zur Verfügung stellen, über die
digitale Kommunikationssignale wie etwa Sprache und Daten gesendet
werden. Ein System zur drahtlosen Kommunikation, das eine CDMA-Kanaleinteilung
("CDMA = Code Division
Multiple Access"/Vielfachzugriff
im Codemultiplex) verwendet, wird detailliert in von der Electronics
Industries Association (EIA) und der Telecommunications Industry
Association (TIA) veröffentlichten
Standards beschrieben, wie etwa dem TIA/EIA Interim Standard 95
(IS-95), IS-95A und IS-96,
jeder dieser Standards ist hierdurch durch Bezugnahme eingefügt.
-
Um
das drahtlose Senden einer Datenkommunikation zu erleichtern, sind
viele Mobilstationen in der Lage, digitale Daten von/an Computer(n),
Faxgeräte(n)
und andere Datenquellen zu empfangen oder zu senden.
-
1 veranschaulicht
den typischen Verlauf eines Verbindungsaufbaus für eine Datenkommunikation,
wie etwa für
eine Faxkommunikation, in einem CDMA-System. Zunächst sendet eine Mobilstation 44 eine
Anfrage nach einer Datenkommunikation 10 an ein Radiosubsystem 46.
Die Anfrage 10 kann über ein
Luftschnittstellenprotokoll wie etwa das IS-95 durchgeführt werden. Das Radiosubsystem 46 fragt dann
eine Datenverbindung 12 in einer Übergangseinheit 56 an,
die ein oder mehrere Modems (nicht abgebildet) umfassen kann. Die
Anfrage 12 kann unter Verwendung des IS-687-Protokolls
implementiert werden, das den Aufbau und den Abbau einer Datenverbindung
zwischen einem Radiosubsystem und einer Übergangseinheit in einem zellularen
Kommunikationssystem bereitstellt.
-
Als
Nächstes
tauschen die Mobilstation 44 und die Übergangseinheit 56 Befehle
und Daten aus, um einen ersten Datenkanal 16 einzurichten
(d. h., einen Mobilstationspfad oder eine Datenschaltung ("data circuit")), wie etwa ein
Kommunikationsprotokollstapel. Ein geeigneter Stapel kann beispielsweise unter
Verwendung des IS-99-Protokolls eingerichtet werden. Es ist dann
für die
Mobilstation 44 und die Übergangseinheit 56 möglich, Befehle
und Antworten 18 auszutauschen, um ein Modem (nicht abgebildet),
das mit einer Übergangseinheit 56 in
Beziehung steht, basierend auf den Anforderungen der Mobilstation 44 zu
konfigurieren. Ein oder mehrere Befehle und Antworten 18 können durchgeführt werden,
um das Modem richtig zu konfigurieren. Beispiele von Befehlen und
Antworten 18 umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein,
Baudratenbefehle, Trägerdetektions-Zeitüberschreitungsbefehle
und andere Befehle und Antworten, wie in IS-99 definiert.
-
An
dieser Stelle ist es im Allgemeinen notwendig, einen zweiten Datenkanal 22 einzurichten, wie
etwa eine PSTN-Datenverbindung,
um eine Verbindung von der Mobilstation 44 zu einem angerufenen
Gerät (nicht
abgebildet) wie etwa ein Festnetzfaxgerät oder Computer zur Verfügung zu
stellen. Die Schritte, die mit dem Einrichten einer PSTN-Datenverbindung verbunden
sind, sind gut bekannt und können,
ohne darauf beschränkt
zu sein, umfassen: Einrichten einer Festnetzdatenschaltung zwischen dem
Radiosubsystem und/oder Modem und dem PSTN; wählen einer mit dem angerufenen
Gerät verbundenen
Nummer; und warten darauf, dass das angerufene Gerät antwortet.
Zusätzlich
kann vor der Initiierung der Datenkommunikation 30 eine
Modemnegotiation 26 gemäß gut bekannter
Verfahren durchgeführt
werden.
-
Um
anzuzeigen, dass ein zweiter Datenkanal 22 eingerichtet
wurde und dass die Modemnegotiation vollständig ist, wird eine Nachricht,
wie etwa eine Verbindungsnachricht 28, an die Mobilstation 44 über den
ersten Datenkanal gerichtet. Sobald die Verbindungsnachricht 28 durch
die Mobilstation 44 empfangen wurde, kann die Datenkommunikation 30 beginnen.
-
Man
sieht, dass die übliche
Weise des Übertragens
einer Datenkommunikation 30 unter verschiedenen Problemen
leidet. Beispielsweise können
wertvolle HF-Ressourcen durch das Warten auf die Einrichtung des
zweiten Datenkanals 22 belegt werden, während keine Datenübermittlung
durch die Mobilstation 44 durchgeführt wird und die gesamte Zeit,
die benötigt
wird, um die Datenkommunikation 30 zu übertragen, kann erhöht werden.
-
Die
US 5,555,447 offenbart ein
Kommunikationssystem, das einen Sprachverlust während einer Verzögerung mildert, die
während
des Aufbaus eines Kommunikationskanals stattfindet und das die Verzögerung begründet. Das
Kommunikationssystem komprimiert zeitlich eine bestimmte, von einem
Anwender gesprochene Sprache und puffert diese zeitlich komprimierte
Sprache in einem FIFO mindestens solange, bis der Aufbau des Kommunikationskanals abgeschlossen
ist. Beim Kanalaufbau beginnt das Kommunikationssystem die Übertragung
der gespeicherten zeitlich komprimierten Sprache und geht zur Übertragung
der normal gesprochenen Sprache über,
wenn der FIFO, der die zeitlich komprimierte Sprache speichert,
im Wesentlichen leer ist. Dieses offenbart keine simulierte Verbindungsnachricht.
-
Die
WO-A-9615638 offenbart ein System für eine drahtlose Teilnehmeranschlussleitung,
das eine Registerrückrufeinrichtung
mit einem Puffer implementiert.
-
Demzufolge
existiert ein Bedarf nach einem Verfahren und einem System zum Übertragen
einer Datenkommunikation von einer Kommunikationseinheit wie etwa
einer Mobilstation, die mit einem System zur drahtlosen Kommunikation
in Beziehung steht, an eine angerufene Kommunikationseinheit, die
den Zeitaufwand minimiert, der zum Vervollständigen der Datenkommunikation
benötigt
wird.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
In
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Übertragen
einer Datenkommunikation von einer anrufenden Kommunikationseinheit,
die mit einem System zur drahtlosen Kommunikation in Bezug steht,
an eine angerufene Kommunikationseinheit zur Verfügung, wie
in Anspruch 1 beansprucht.
-
In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein System
zum Übertragen
einer Datenkommunikation von einer anrufenden Kommunikationseinheit,
die mit einem System zur drahtlosen Kommunikation in Beziehung steht,
an eine angerufene Kommunikationseinheit, die mit einem Landleitungskommunikationssystem
in Bezug steht, zur Verfügung,
wie in Anspruch 14 beansprucht.
-
Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der
folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) der Erfindung leicht
ersichtlich, die aus Veranschaulichungsgründen gezeigt und beschrieben
wurden. Wie man erkennen wird, ist die Erfindung für andere
und unterschiedliche Ausführungsformen
geeignet und ihre Details sind Modifikationen in vielerlei Hinsicht
zugänglich.
Dementsprechend sollen die Zeichnungen und die Beschreibung ihrem
Wesen nach veranschaulichend und nicht beschränkend angesehen werden.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
ein Anrufflussdiagramm, das einen üblichen Ablauf eines Verbindungsaufbaus
für eine Datenkommunikation
in einem CDMA-System veranschaulicht.
-
2 ist
ein Blockdiagramm eines Systems zur drahtlosen Kommunikation zum Übertragen
einer Datenkommunikation von einer anrufenden Kommunikationseinheit
an eine angeru fene Kommunikationseinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
3 ist
ein Anrufflussdiagramm, das einen Ablauf eines Verbindungsaufbaus
für eine
Datenkommunikation gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
-
Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
-
Unter
Hinwendung auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche
Komponenten bezeichnen, ist 2 ein Blockdiagramm
eines Systems 40 zur drahtlosen Kommunikation zum Übertragen
einer Datenkommunikation von einer anrufenden Kommunikationseinheit
an eine angerufene Kommunikationseinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
Eine
mobile Kommunikationseinheit 44, oder Mobilstation, die,
wie gezeigt, an eine Datenquelle 48 wie etwa einem Computer,
einem Faxgerät,
einem persönlichen
digitalen Assistenten oder andere Geräte gekoppelt ist, spricht auf
ein System 40 zur drahtlosen Kommunikation an.
-
Eine
drahtlose Mehrfachzugriffskommunikation zwischen einer Basistransceiverstation
(BTS) 50 und einer Mobilstation 44 findet über HF-Kanäle (HF =
Hochfrequenz) statt, die physikalische Pfade zur Verfügung stellen, über die
digitale Kommunikationssignale wie etwa Sprache, Daten, Video und
andere Informationen übertragen
werden. Kommunikationen von der Basis- zur Mobilstation gelten als
auf einem Vorwärtsverbindungskanal
stattfindend, während Verbindungen
von der Mobil- zur Basisstation als auf einem Rückverbindungskanal bestehend
bezeichnet werden. Wie gezeigt, wurde das Kommunikationssignal 42 über einen
Rückverbindungskanal
wie etwa einen Verkehrskanal durch die Mobilstation 44 an
die BTS 50 übertragen.
-
Die
BTS 50 ist an einen Basisstationscontroller (BSC) 52 gekoppelt.
Zusätzlich
können
die Basistransceiverstationen (nicht abgebildet) auch an den BSC 52 gekoppelt
sein. Gemeinsam werden die BTS 50 und der BSC 52 als
ein Basisstationssystem bezeichnet. Der BSC 52 umfasst
unter anderem einen Datenübermittlungs-Befehlsdetektor 62,
der ein Kommunikationssignal 42 von der Mobilstation 44 untersuchen
kann, um zu bestimmen, gemäß gut bekannten
Verfahren, ob das Signal 42 über einen Vocoder 54 oder
eine Übergangseinheit 56 geleitet
werden sollte.
-
Der
Vocoder 54 funktioniert in einer gut bekannten Weise, um
Sprachinformationen, die von einer Mobilstation 44 über die
Basistransceiverstation 50 empfangen wurden, in PCM-Daten
("PCM = Pulse Code
Modulation"/Pulscodemodulation)
umzuwandeln.
-
Die Übergangseinheit 56 umfasst üblicherweise
einen Mikroprozessor oder Computer 58 sowie ein oder mehrere
Modems 60. Wie gezeigt, ist ein Puffer 76, der
eine beliebige Art von Speicher sein kann, Teil der Übergangseinheit 56.
Der Puffer kann, wie auch immer, innerhalb eines beliebigen Elements des
Systems 40 zur drahtlosen Kommunikation ange ordnet sein
oder damit in Bezug stehen. Der Puffer 76 funktioniert
so, dass er eine Datenmenge verfolgt, die in einer bestimmten Datenkommunikation
empfangen wurde und dass er eine Datenmenge verfolgt, die in einer
bestimmten Datenkommunikation weitergeleitet wurde. Verschiedene
gut bekannte Pufferverfahren können
für diese
Zwecke angewendet werden.
-
Der
BSC 52 ist hingegen an eine Mobilfunkvermittlungsstelle 66 ("MSC = Mobile Switching
Center") gekoppelt,
die zwischen der Mobilstation 44 und dem Basisstationssystem
eingerichtete Kommunikationskanäle
mit ausgewählten
Funkverbindungen verbindet, die mit einem öffentlichen leitungsvermittelten
Telefonnetz 68 ("PSTN
= Public Switched Telephone Network") oder mit anderen Netzwerkverbindungen
wie etwa Verbindungen in einem AIN 70 ("AIN = Advanced Intelligent Network"/hochentwickeltes
intelligentes Netzwerk) verbindet. Drahtlose Verbindungen zwischen
der MSC 66 und dem PSTN 68 oder dem AIN 70 können tatsächlich auch
Hauptverbindungsleitungen ("trunks") sein. Zusätzliche
Basisstationssysteme (nicht gezeigt) können auch an die MSC 66 gekoppelt
sein.
-
Ein
Kanal wie etwa ein Datenkanal kann über ein PSTN 68 zwischen
einem System 40 zur drahtlosen Kommunikation und einem
angerufenen Gerät 48 eingerichtet
sein, welches ein Telefon, ein Faxgerät, ein Computer oder eine andere
Art von Gerät sein
kann, das in der Lage ist, Daten zu empfangen.
-
Das
AIN 70 kann mit einem System 40 zur drahtlosen
Kommunikation in Bezug stehen oder mit anderen Systemen zur drahtlosen
Kommunikation oder mit einem gänzlich
anderen Art von System. Wie gezeigt, befindet sich das AIN 70 in
Kommunikation mit einem Standortverzeichnis 72 ("HLR = Home Location
Register") und einem
Besucherverzeichnis 74 ("VLR = Visitor Location Register"), die im Allgemeinen
als Speicherort für
Mobilstationsinformationen dienen, wie etwa Voreinstellungen, einer
Registrierung und Benutzerprofilen sowie anderen Informationen,
die mit den einzelnen Mobilstationen in Bezug stehen. Die Kommunikationen
mit und zwischen den Elementen des AIN 70 können mittels
eines Protokolls wie etwa dem Interim Standard 41 stattfinden, veröffentlicht
von der Telecommunications Industry Association, Washington D. C.
oder über
ein anderes geeignetes Protokoll, wie etwa allgemein bekannten Protokollen.
-
3 ist,
unter Bezug auf die 1 und 2, wo dies
zutreffend ist, ein Anrufablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verbindungsaufbaus für eine Datenkommunikation
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Zuerst sendet die Mobilstation 44 eine
Anfrage nach einer Datenkommunikation 10 an ein Radiosubsystem 46,
das eine BTS 50 und/oder einen BSC 52 umfassen
kann. Die Anfrage 10 kann über ein Luftschnittstellenprotokoll
wie etwa IS-95 durchgeführt
werden.
-
Das
Radiosubsystem 46 fragt dann eine Datenverbindung 12 in
einer Übergangseinheit 56 an, die
eine Anfrage nach einem oder mehreren Modems 60 umfassen
kann. Die Anfrage 12 kann unter Verwendung des IS-687-Protokolls
implementiert werden, das den Aufbau und den Abbau einer Datenschaltung
("data circuit") zwischen einem
Radiosubsystem und einer Übergangseinheit
in einem zellularen Kommunikationssystem zur Verfügung stellt.
-
Als
Nächstes
tauschen die Mobilstation 44 und die Übergangseinheit 56 Befehle
und Daten aus, um einen ersten Datenkanal 60 einzurichten
(d. h., eine Mobilstationsdatenschaltung oder einen Mobilpfad) wie
etwa einen Datenkommunikations-Protokollstapel. Ein geeigneter Stapel
kann beispielsweise unter Verwendung des IS-99-Protokolls eingerichtet werden.
Es ist dann für
die Mobilstation 44 und die Übergangseinheit 56 möglich, Befehle
und Antworten 18 auszutauschen, um ein mit der Übergangseinheit 56 in
Bezug stehendes Modem basierend auf den Anforderungen der Mobilstation 44 zu
konfigurieren. Es können
ein oder mehrere Befehle und Antworten 18 ausgeführt werden,
um das Modem richtig zu konfigurieren. Beispiele an Befehlen und
Antworten 18 umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Befehle,
die durch IS-99 unterstützt
werden, wie etwa Baudrateninstruktionen und Trägerdetektions-Zeitüberschreitungsinstruktionen.
-
An
dieser Stelle richtet, vor dem Einrichten eines zweiten Datenkanals 22,
der ein PSTN-Pfad zwischen einem System 40 zur drahtlosen
Kommunikation und einem angerufenen Gerät 48 sein kann, die Übergangseinheit 56 eine
Nachricht, wie etwa eine simulierte Verbindungsnachricht 19 an
die Mobilstation 44. Als Antwort auf die simulierte Verbindungsnachricht 19 beginnt
die Mobilstation 44 damit, eine Datenkommunikation 21 an
das System 40 zur drahtlosen Kommunikation zu übertragen.
Während der
zweite Datenkanal 22 und die Modemnegotiation 26 durchgeführt werden,
wird die Datenkommunikation 21 vorzugsweise zeitweise in
einem Puffer 76 gespeichert.
-
Wenn
der zweite Datenkanal 22 tatsächlich eingerichtet wurde und
die Modemnegotiation 26 abgeschlossen ist, empfängt die Übergangseinheit 56 die
Verbindungsnachricht 28, aber leitet die Nachricht 28 nicht
an die Mobilstation 44 weiter. Sobald die Verbindungsnachricht 28 von
der Übergangseinheit 56 empfangen
wurde, kann jedoch dieser Abschnitt 27 der im Puffer 76 gespeicherten
Datenkommunikation 21 an das angerufene Gerät 48 weitergeleitet werden.
Zusätzlich
kann die Datenkommunikation 21, falls noch nicht vollständig, direkt
mit dem angerufenen Gerät 48 sowohl über den
ersten als auch über
den zweiten Datenkanal fortfahren.
-
Demzufolge
resultieren die Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung
in einer geringeren Airtime, die durch die Mobilstation 44 belegt wird,
da die Mobilstation 44 die Datenkommunikation 21 vor
der Einrichtung einer Verbindung mit einem angerufenen Gerät 48 übertragen
kann. Die vorliegende Erfindung kann auch in einer besseren Verwendung
von wertvollen Verkehrskanalressourcen resultieren.
-
Es
wurde hier auf zellulare CDMA-Kommunikationssysteme Bezug genommen,
aber die vorliegende Erfindung ist auf beliebige Kommunikationssysteme
anwendbar und die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können unabhängig von
der HF-Technologie eingesetzt werden. Beispiele anderer geeigneter
Arten für
Kommunikationssystem umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein,
analoge Kommunikationssysteme wie das TACS ("TACS = Total Access Communication System"/Vollzugriffs-Kommunikationssystem)
und digitale Kommunikationssysteme wie etwa das GSM ("GSM = Groupe Special
Mobile"/globales
System für
Mobilkommunikation), ein europäisches
TDMA-System ("TDMA
= Time Division Multiple Access"/Mehrfachzugriff
im Zeitmultiplex), sowie PDC ("PDC
= Pacific Digital Cellular"),
ein japanisches TDMA-System. Des Weiteren sind beliebige Kommunikationssystemprotokolle
zur Verwendung mit den Systemen und Verfahren der vorliegenden Erfindung
geeignet, wie etwa, unter anderen, Electronics Industries Association
553 (EIA-533) und Interim Standard 54 (IS-54).
-
Die
Prinzipien der vorliegenden Erfindung, die zellularbasierte Kommunikationssysteme und/oder
landverbindungsbasierte Kommunikationssysteme betreffen, können auch
andere Arten von Kommunikationssystemen betreffen, einschließlich ohne
darauf beschränkt
zu sein, WLL-Kommunikationssysteme ("WLL = Wireless Local Loop"/drahtloser Teilnehmeranschluss),
persönliche
Kommunikationssysteme, Hauptverbindungssysteme, Satellitenkommunikationssysteme
und Datennetzwerke. In ähnlicher
Weise betreffen die Prinzipien der vorliegenden Erfindung, die alle
Arten von Funkfrequenzkanälen betreffen,
auch andere Arten von Kommunikationskanälen, wie etwa elektronische
Datenbusse, drahtlose Kanäle,
Glasfaserverbindungen und Satellitenverbindungen.
-
Es
ist offensichtlich, dass andere und weitere Formen der Erfindung
entwickelt werden können, ohne
aus dem Geltungsbereich der angehängten Ansprüche abzuweichen. Es sollte
auch verstanden sein, dass der Geltungsbereich die ser Erfindung
den Ansprüchen
entspricht und nicht durch die oben beschriebenen spezifischen Ausführungsformen
beschränkt
ist.