DE69434504T2

DE69434504T2 - Adaptives einzelmodusfunkgerät und verfahren zu dessen netzwerk

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Publication number: DE69434504T2
Application number: DE69434504T
Authority: DE
Inventors: Llc Mlr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2014-12-16
Also published as: EP0734636A4; AU1674495A; EP1622409A2; EP0734636B1; EP0734636A1; DE69434504D1; EP1622409B1; EP1622409A3; ATE306795T1; WO1995017077A1; ATE532370T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hoch- bzw. Funk- oder Radiofrequenzmanagementsystem und -verfahren zur Neuverteilung von Funkspektrum unter drahtlosen Kommunikationsnetzen.
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein frequenz- und protokollagile drahtlose Kommunikationsvorrichtungen und -systeme zum ermöglichen einer Sprach- und/oder Datenübertragung unter Verwendung verschiedener unterschiedlicher Radiofrequenzen, Übertragungsprotokolle und Funkinfrastrukturen.
Viele Experten in der Kommunikationsindustrie sind der Meinung, daß eine Revolution persönlicher Informationen begonnen hat, deren Auswirkung so dramatisch wie die des Aufkommens von Personalcomputern in den achtziger Jahren sein wird. Diese Experten sagen voraus, daß der Personalcomputer wahrlich „persönlich" sein wird, indem er praktisch sofortigen Zugriff auf Informationen zu jeder Zeit oder an jedem Ort zulassen wird. Es besteht jedoch keine Übereinstimmung hinsichtlich des Tempos oder der Form, die diese Revolution annehmen wird.
Beispielsweise wird die Industrie der drahtlosen Kommunikation durch das Aufkommen einer bedeutenden Anzahl konkurrierender Technologien und Dienste einschließlich digitaler Zellulartechnologien (z.B. TDMA, E-TDMA, Schmalband-CDMA und Breitband-CDMA), Erdnavigationsdienste, Einweg- und Zweiweg-Funkrufdienste, Paketdatendienste, erweiterten Spezial-Mobilfunk, persönliche Rechendienste, Zweiweg-Satellitensysteme, digitale Zellen-Paketdaten (CDPD – Cellular Digital Packet Data) und andere zersplittert. Die Zersplitterungskräfte in der Industrie der drahtlosen Kommunikation sind weiter durch ordnungspolitische Handlungen der US-Regierung gestärkt worden. Insbesondere stellt die US-Regierung Vorbereitungen an, Teile des Funkspektrums zur Verwendung bei der Bereitstellung von persönlichen Kommunikationsdiensten (PCS – Personal Communication Services) in einer großen Anzahl relativ kleiner benachbarter Gebiete des Landes zu versteigern.
Auch hat die US-Regierung die Absicht, Regulierungen einzuführen, die den erfolgreichen Ersteigereren des neuen Funkspektrums einen großen Spielraum lassen werden, innovative Funktechnologien einzuführen.
Bis der Markt für drahtlose Kommunikation eine längere „Marktbereinigungs"-Zeit durchlaufen hat, ist es unwahrscheinlich, daß ein deutlicher Gewinner oder eine deutliche Gewinnergruppe hervortritt. Jede tragbare Einheit, die mit mehr als einem Diensteanbieter oder mehr als einer Funkinfrastruktur in Wechselwirkung treten kann, würde offensichtlich Vorteile gegenüber einer tragbaren Einheit aufweisen, die nur auf einen einzigen Diensteanbieter zugreifen kann. Eine tragbare Einheit, die umprogrammiert werden könnte, um mit verschiedenen unterschiedlichen Diensteanbietern in Wechselwirkung zu treten, wäre noch besser. Verschiedene Versuche, solche multimodalen Einheiten bereitzustellen, haben verschiedene interessante, aber weniger als ideale Produkt- und Verfahrenskonzepte hervorgebracht.
Unter den bekannten multimodalen Vorschlägen befindet sich ein in dem Gillig et al. erteilten US-Patent Nr. 5,127,042 offenbartes tragbares Telefon, das entweder mit einer herkömmlichen schnurlosen Basisstation oder einer zellularen Basisstation betrieben werden kann. In dem Suzuki erteilten US-Patent Nr. 5,179,360 ist ein Zellulartelefon offenbart, das in der Lage ist, zwischen entweder einer Analogbetriebsart oder einer Digitalbetriebsart umzuschalten. Ein noch weiterer Ansatz ist in dem Ogawara erteilten US-Patent 4,95,904 offenbart, das sich auf ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Umschalten von einem ausgefallenen Hauptfunkkommunikationssystem zu einem Reservekommunikationssystem richtet. Ein noch weiterer Vorschlag ist im US-Patent Nr. 5,122,795 offenbart, das sich auf einen Funkrufempfänger richtet, der die Frequenzen einer Mehrzahl von Funknetzbetreibern abtasten kann, um die Rundsendung einer Funkrufnachricht über einen der ein gegebenes geographisches Gebiet versorgenden Betreiber zu erkennen. In dem Ishii erteilten US-Patent Nr. 5,239,701 ist ein Funkempfänger offenbart, der auf HF-Signal reagiert, das eine Mehrzahl von Kanalfrequenzen enthält, die jeweils Rundsendeinformationen enthalten, und eine Schaltung zum Erzeugen einer Breitbandversion des empfangenen HF-Signals und einer Schaltung zum Erzeugen einer Schmalbandversion des empfangenen HF-Signals.
Während sie in einer gewissen Hinsicht multimodal sind, ist jede der in den oben aufgeführten Patenten offenbarten Technologien hochspezialisiert und auf eine bestimmte Anwendung begrenzt. Die offenbarten Systeme sind deutlich nicht adaptiv und nicht in der Lage, leicht umkonfiguriert zu werden, um sich an un terschiedliche Übertragungsprotokolle oder unterschiedliche Funkinfrastrukturen anzupassen. Vor kurzem wurde von Motorola die Entwicklungsprüfung eines „MoNet" genannten Systems bekannt gegeben, das Benutzern angeblich erlaubt, auf jedem gegebenenfalls verfügbaren drahtlosen Netz unter Verwendung von protokoll- und frequenzagilen Funkmodems zu arbeiten. Die MoNet-Technik wird sowohl in Netzen als auch Mobilvorrichtungen integriert sein und erstmaligen Benutzern erlauben, eine elektronische Anmeldung auszufüllen, sie zu übertragen und eine persönliche ID zu empfangen, damit dem Benutzer ermöglicht wird, auf einem beliebigen von mehreren Mobilfunknetzen zu arbeiten und dabei nur eine Rechnung zu bekommen. Ein weiterer Anbieter eines offenen Systems ist Racotek von Minneapolis, Minnesota, der eine Klientenserverarchitektur anbietet, die dafür ausgelegt ist, über unterschiedliche Mobilvorrichtungen, Hostplattformen und Funkinfrastrukturen portierbar zu sein.
Während die begrenzten Versuche, mit der Zersplitterung der Industrie der drahtlosen Kommunikation fertig zu werden, einige Verdienste zu verzeichnen hatten, hat noch keiner ein wahrlich selbstadaptives omnimodales drahtloses Produkt offenbart, das einem Endbenutzer erlaubt, gemäß einem Auswahlvorgang, der hinreichend der Kontrolle des Endbenutzers unterliegt, bequem auf verschiedene drahtlose Dienste zuzugreifen.
In EP 0 501 807 A2 ist nur eine schwebende Zuweisung von Kanälen zwischen zwei Teilnehmersystemen des gleichen drahtlosen Kommunikationsnetzes offenbart. Damit wird das Problem der Verteilung der festen Anzahl seiner Kanäle unter den zugeordneten Teilnehmersystemen adressiert. Als Reaktion auf eine Anforderung eines Kanals von einem Teilnehmer an eines der Systeme bezieht sich eine zentrale Austauschsteuerung auf eine Tabelle von Wahrscheinlichkeiten und trifft eine Entscheidung, ob diesem Teilnehmer ein Kanal zuzuteilen ist oder nicht. Diese Entscheidung wird auf der Grundlage getroffen, daß der Kanal dem Teilnehmer durchschnittlich nicht mehr als der durch die Tabelle erlaubte Anteil zugeteilt wird. In Folge dessen werden die Kanäle den verschiedenen Teilnehmersystemen nur zeitweilig schwebend zugeteilt.
In WO 90/13211 A1 ist eine Bulletin-Board-Ressource offenbart, die für Kommunikationseinheiten eine Nachricht hinsichtlich verfügbarer Kommunikationssysteme in einem bestimmten geographischen Gebiet bereitstellt. Auch unter stützt die Bulletin-Board-Ressource die Registrierung der Kommunikationseinheit bei einem oder mehreren dieser Systeme nach Auswahl durch das Kommunikationssystem.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Radiofrequenzmanagementsystems und -verfahrens zur Neuverteilung von Funkspektrum, so daß ein Netz von Funkdiensteanbietern so mit einer Gesamtheit omnimodaler drahtloser Vorrichtungen in Wechselwirkung treten kann, daß eine verbesserte Verwendung des verfügbaren Funkspektrums ermöglicht wird.
Die obige Aufgabe wird durch ein Funkfrequenzmanagementsystem nach Anspruch 1 oder ein Verfahren nach Anspruch 13 erfüllt. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, einem Netz von Funkdiensteanbietern zur Zusammenwirkung mit einer Gesamtheit omnimodaler drahtloser Vorrichtungen oder Produkten in einem gegebenen geographischen Gebiet zu ermöglichen, daß die Funkdienste Radiofrequenzen von anderen Funkdiensteanbietern im gleichen geographischen Gebiet „borgen" können. Wenn ein Zellulardiensteanbieter in einem gegebenen Gebiet feststellt, daß einer seiner Versorgungsbereiche bzw. Zellen beinahe oder voll ausgelastet ist, könnte eine Frequenz von einem Konkurrent, wie beispielsweise einem das gleiche Gebiet versorgenden PCS-Anbieter, geborgt werden. Ausgewählten Benutzern von omnimodalen drahtlosen Produkten im überlasteten Bereich würde gesagt werden, ihre omnimodale Vorrichtung auf die „geliehene" Frequenz umzuschalten, aber das für die Art der vom Benutzer gewünschten Dienstart zutreffende Nicht-PCS-Kommunikationsprotokoll zu benutzen. Implementierung dieses Systems und Verfahrens allgemein in einem gegebenen geographischen Gebiet wird die Wirkung haben, sicherzustellen, daß das verfügbare Funkspektrum in seiner maximalen Kapazität benutzt wird, um den Bedürfnissen der drahtlosen Benutzer auf Echtzeitbasis zu entsprechen.
Das vorgeschlagene System und Verfahren sind an die selektiv veränderlichen Wünsche der Endbenutzer anpassbar und umkonfigurierbar, um maximale Nutzung des in einem gegebenen geographischen Bereich für drahtlose Kommunikation zugewiesenen Gesamt-Funkspektrums zu erlauben.
Vorzugsweise kann jede tragbare Funkvorrichtung einen beliebigen der drahtlosen Datendienste in einem gegebenen geographischen Bereich auf Grundlage von vom Benutzer bestimmten Kriterien wie beispielsweise (1) Kosten des Sendens einer Datennachricht, (2) Güte der Übertragungsstrecke (Signalstärke, wirkliche oder mögliche Störung), (3) die Möglichkeit, vom System fallengelassen zu werden (wenn der Diensteanbieter beinahe volle Kapazität erreicht hat), (4) Übertragungssicherheit, (5) irgendwelche Sonderkriterien, die der Benutzer veränderlich in sein omnimodales drahtloses Produkt auf Grundlage seiner Wünsche einprogrammieren könnte, oder (6) einer beliebigen oder mehreren Kombinationen der obigen Merkmale, die vom Benutzer vorprogrammiert, geändert oder übersteuert werden, benutzen.
Das System und Verfahren mit derartigen omnimodalen drahtlosen Produkten würde eine enorme Produktdifferenzierung erlauben. Beispielsweise könnten Orginalgerätehersteller (OEM – Orginal Equipment Manufacturers) spezialisierte Schnittstellenmerkmale für den Endbenutzer bereitstellen. Jeder OEM könnte spezialisierte Hardwaresteuerungen bereitstellen, die für verschiedene Benutzergruppen geeignet sind.
Vorzugsweise ermöglichen die omnimodalen drahtlosen Vorrichtungen eine adaptive Diensteanbieterauswahl auf Grundlage von Benutzererfahrungen mit bestimmten Diensteanbietern.
Das vorgeschlagene Verfahren und System wird die Wirkung haben, einen intensiven Wettbewerb für Kunden unter verschiedenen Diensteanbietern drahtloser Datendienste auf Grundlage von Dienstgüte und Preis hervorzurufen, indem sie dem Benutzer erlauben, die Diensteanbieter, die die Leistungserfordernisse des Benutzers am besten erfüllen, leicht und bequem zu identifizieren.
Die vorliegende Erfindung wird den Diensteanbietern, die die veränderlichen Bedürfnisse der größten Anzahl von Benutzern des omnimodalen drahtlosen Produkts am besten erfüllen, das größte Potential zum Geschäfte- und Profitmachen erbringen.
Durch das vorgeschlagene System und Verfahren können die Wünsche von Endbenutzern erfüllt werden, den drahtlosen Dienst mit der bestmöglichen Güte zum geringstmöglichen Preis durch Fördern von adaptivem Echtzeit-Preis und -Dienstwettbewerb unter Zelldiensteanbietern zu empfangen.
Das vorgeschlagene System und Verfahren erlauben drahtlosen Diensteanbietern, als Teil jedes „Quittungsaustauschverfahrens" mit einem omnimodalen drahtlosen Produkt elektronisch Informationen wie beispielsweise (1) Geschwindigkeitsinformationen und (2) Informationen hinsichtlich von Systembetriebseigenschaften wie beispielsweise Prozent der benutzten Systemkapazität und/oder Wahrscheinlichkeit, fallengelassen zu werden, rundzusenden.
Durch das vorgeschlagene System und Verfahren kann ein benutzerorientierter Quellenanmeldungs- und Gebührendienst im drahtlosen Datenmarkt erstellt werden, indem ein gleichförmiger Standard für „Quittungsaustauschverfahren" zwischen Zellendiensteanbietern und omnimodalen drahtlosen Vorrichtungen hergestellt wird.
Für das vorgeschlagene System und Verfahren können die omnimodalen drahtlosen p Vorrichtungen einen standardmäßigen Chip oder Chipsatz einschließlich eines Funksenders/Empfängers benutzen, der besonders für die Verwendung in allen Arien von Netzen von drahtlosen Diensteanbietern zur Zusammenwirkung mit einer Gesamtheit omnimodaler drahtloser Produkte ausgelegt ist. Dieser Chip oder Chipsatz kann in einer Vielzahl von Betriebsarten einschließlich des Betriebs auf dem öffentlichen analogen US-Mobilfunknetz (AMPS) benutzt werden. Insbesondere kann der Chip oder Chipsatz in allen Arten von omnimodalen drahtlosen Vorrichtungen einschließlich von Schaltungen für sowohl Sprach- als auch Datenkommunikationen über AMPS benutzt werden. Andere Unterstützungs-Kommurnikationsprotokolle würden CDPD einschließen, das ein auf dem AMPS-Netz basierender Paketdatendienst ist.
Der Chip enthält vorzugsweise einen Modem und zugehörige Verarbeitungsschaltungen. Damit er zumindest grundlegende Verarbeitungsfunktionen wie beispielsweise die Anzeige von Daten, die Annahme von Eingaben usw. durchführen kann, kann der Chip auch mindestens einen Grund-Mikroprozessor enthalten. Der Prozessor kann nur vorbestimmte Funktionen bereitstellen, die über eine standardmäßige Anwendungsprogrammierungsschnittstelle zugänglich sind, oder in fortschrittlicheren Konstruktionen kann der Prozessor andere vom Produktehersteller zugefügte Software oder Firmware ablaufenlassen. Beispielhafte Prozessorfunktionen des Chips umfassen Funknetzschnittstellensteuerung (Verbindungseinleitung, Rufbeantwortung), Sprachverbindung, Datenübertragung und Datenein-/ausgabe. Der Chip kann zur Implementierung verschiedener omnimodaler Vorrichtungen benutzt werden und kann Rechenressourcen bereitstellen, um Grundkommunikationsprogramme zu betreiben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A und 1B sind Blockschaltbilder einer omnimodalen Funkkommunikationsschaltung;
2 ist ein Blockschaltbild eines fortgeschrittenen Zellulartelefons, das unter Verwendung einer omnimodalen Funkkommunikationsschaltung implementiert ist;
3 ist ein Blockschaltbild einer persönlichen Kommunikationsvorrichtung, die unter Verwendung einer omnimodalen Funkkommunikationsschaltung implementiert ist;
4A ist eine Draufsicht der Vorderseite eines Datenübertragungs- und Anzeige-Funktelefons mit Verwendung einer omnikompatiblen Funkkommunikationsschaltung;
4B ist eine Draufsicht der Rückseite eines Datenübertragungs- und Anzeige-Funktelefons mit Verwendung einer omnikompatiblen Funkkommunikationsschaltung;
5 ist ein Blockschaltbild eines Telefons/Funkrufgeräts mit Verwendung der omnimodalen Funkkommunikationsschaltung;
6A ist ein Blockschaltbild eines zellularen/schnurlosen Dual-Modus-Festnetztelefons mit Verwendung der omnimodalen Funkkommunikationsschaltung;
6B ist ein Flußdiagramm eines Betriebsverfahrens eines zellularen/schnurlosen Dual-Modus-Festnetztelefons;
7 ist ein Blockschaltbild eines Personalcomputers mit einer omnimodalen Funkkommunikationsschaltung;
8 ist ein Blockschaltbild einer Funkdatenübertragungsvorrichtung für besondere Zwecke mit Verwendung einer omnimodalen Funkkommunikationsschaltung;
9 ist ein Flußdiagramm eines Funksystemauswahlverfahrens, mit dem Informationsträger gemäß verschiedener angegebener Kriterien ausgewählt werden;
10 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Rundsenden von örtlichen Netzbetreiberinformationen, um die Netzbetreiberauswahl durch Kunden für eine bestimmte Informationsübertragungsaufgabe zu erleichtern;
11 ist ein Flußdiagramm einer Quittungsaustauschfolge zum Anordnen von Informationsübertragung unter Verwendung der omnimodalen Vorrichtung;
12 ist eine Draufsicht einer modularen Implementierung der in einem Zellulartelefon installierten omnimodalen Funkkommunikationsschaltung;
13 ist eine Draufsicht einer modularen Implementierung der in einem Personalcomputer installierten omnimodalen Funkkommunikationsschaltung;
14 ist ein Blockschaltbild eines Systems zur Weiterleitung von Funkrufsignalen zur omnimodalen Vorrichtung unter Verwendung eines Zellulartelefonsystems; und
15 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Weiterleitung von Funkrufsignalen zu der omnimodalen Vorrichtung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In 1A und 1B ist eine bevorzugte Ausführungsform einer standardisierten Funkverarbeitungsschaltung 1 dargestellt. Die in 1A und 1B zusammengenommen dargestellte standardisierte Funkverarbeitungsschaltung 1 kann auf einem einzigen VLSI-Chip oder einem einen Chipsatz bildenden Satz von VLSI-Chips implementiert sein. Wie ersichtlich sein wird stellt dieser Chip bzw. Chipsatz einen standardmäßigen Baustein bereit, der zur Herstellung einer Mehrzahl von Kundenprodukten benutzt werden kann, die Datenübertragungsfähigkeit bereitstellen. Wie später unter Bezugnahme auf 2 bis 8 ersichtlich sein wird kann durch Zufügen minimaler externer Bauteile zu der standardisierten Schaltung 1 eine große Vielzahl von Produkten erzeugt werden. Wie ebenfalls ersichtlich sein wird kann die standardisierte Schaltung 1 vorteilhafterweise auf einer herausnehmbaren Karte mit einem standardisierten Schnittstellenverbinder oder Verbindern implementiert sein, so daß sie dann selektiv in eine Vielzahl von Vorrichtungen eingesteckt und daraus herausgenommen werden kann, um für die Vorrichtungen Funkinformationsübertragungsfähigkeit bereitzustellen.
Hinsichtlich der bevorzugten Funktions- und Betriebseigenschaften der Schaltung 1 ist es von besonderer Bedeutung, daß diese Schaltung eine multimodale oder omnimodale Kommunikationsfähigkeit bereitstellt. Das heißt die Schaltung 1 kann vom Benutzer oder automatisch unter speicherprogrammierbarer Steuerung eingestellt werden, um Informationen über mindestens zwei verschiedene Funkkommunikationsnetze und vorzugsweise alle in einem bestimmten Bereich verfügbaren Netze im Frequenzbereich des Senders/Empfängers der Schaltung 1 zu übertragen.
Zu Beispielen von Funkkommunikationsnetzen, für deren Benutzung die Schaltung 1 ausgelegt sein kann, gehören Funkrufnetze; das US-Zellularfunknetz oder AMPS-Netz (Advanced Mobile Phone System); alternative Zellularfunknetzstandards wie beispielsweise der Europäische Standard; digitalmodulierte Funktelefonsysteme, die mit verschiedenen Codierungsverfahren wie beispielsweise TDMA, CDMA, E-TDMA und BCDMA arbeiten; digitale Zellen-Paketdaten (CDPC – Cellular Digital Packet Data); ESMR-Dienst (Enhanced Specialized Mobile Radio); ARDIS; PCS (Personal Cellular Systems); RAM; GPS-Systeme (Global Positioning Systems); FM-Netze, die Aktienpreise oder sonstige Informationen auf Unterträgern übertragen; auf Satelliten gestützte Netze; schnurlose Festnetztelefone (wie beispielsweise 49-MHz- und besonders 900-MHz-Systeme); und drahtlose LAN-Systeme. Vorzugsweise ist die Schaltung 1 auch zur Verwendung des Festnetzes/öffentlichen Wählnetzes (PSTN – Public Switched Telephone Network) ausgelegt.
Als weiteres Merkmal kann die omnimodale Schaltung 1 örtliche Navigationsberechnungen durchführen, um ihren Standort genau durch Überwachung genau synchronisierter Zeitsignale zu bestimmen, die von Zellenstandorten für diesen Zweck rundgesendet werden können. Sollten solche Zeitsignale bereitgestellt werden, könnte die omnimodale Schaltung 1 die Signale empfangen, die relative Zeitverzögerung beim Empfang von mindestens drei solcher Signale aus unterschiedlichen Senderstandorten bestimmen und triangulieren, um die Entfernung der omnimodalen Schaltung von jedem der Sender zu bestimmen. Wenn die omnimodale Schaltung 1 in einem Fahrzeug installiert ist, können diese Informationen zur Bestimmung des Standortes des Fahrzeuges benutzt werden.
Wie ersichtlich sein wird sind für jedes System, auf das durch die Schaltung 1 zugegriffen werden kann, entsprechende Querverbindungen zwischen der Funkschaltung oder möglicherweise ausgewählten Festnetzschnittstelle und Sprach- oder Datenquellen und -zielen vorgesehen. Die entsprechenden Querverbindungen werden unter Programmsteuerung hergestellt und schließen in solchen Fällen, wo ein Signal in einer Form unter Verwendung eines Verfahrens zu übertragen ist, für die eine andere Signalform zutrifft, Umwandlungen zwischen digitalen und analogen Signalformen an entsprechenden Stellen ein. Die Betriebsparameter des Senders/Empfängers können durch einen Digitalsignalprozessor entweder für Sprach- oder Datenübertragung optimiert werden.
Zusätzlich kann in der Schaltung 1 eine Bibliothek von für jedes unterstützte System zutreffenden Befehls-, Steuerungs- und Datenübertragungsprotokollen enthalten sein und die Vorrichtung kann durch Abfragen einer Nachschlagetabelle während Übertragungen, um die für das ausgewählte System zutreffenden Datenkanalprotokolle zu erhalten, die richtigen Protokolle implementieren. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Bibliothek von Befehls-, Steuerungs- und Datenübertragungsprotokollen durch vom Netzbetreiber über die Radiofrequenzen zu der Vorrichtung übertragene Informationen oder durch von einer festverdrahteten Verbindung zu einer anderen Vorrichtung heruntergeladene Informationen ersetzt oder ergänzt werden. Zum Speichern von Programminformationen können Flash-Speicher, EEPROMs oder nicht flüchtige RAM benutzt werden, was das Austauschen oder Aktualisieren der durch die Vorrichtung benutzten Betriebsanweisungen erlaubt.
Als Beispiele können die der Vorrichtung (und auch externen Vorrichtungen, die die Bibliotheksfunktionen aufrufen können) zugänglichen Bibliotheksfunktionen folgendes enthalten: HF-Modulationsfrequenz auswählen; HF-Modulationsprotokoll auswählen; Datenformatierungs-/Konditionierungsprotokoll auswählen; Daten im Eingangsstrom unter Verwendung eines ausgewählten Netzes und Protokolls übertragen; Ausgabe auswählen; Eingabe auswählen; Daten/Sprachbetrieb auswählen; Ruf beantworten; DTMF-Töne erzeugen und auf ausgewähltem Netz übertragen; auf Organisationskanäle/verfügbare Systeme abtasten; Kosteninformationen für gegenwärtig ausgewähltes System beschaffen; Kosteninformationen für alle Systeme beschaffen; Betriebsgüteinformationen für gegenwärtiges System beschaffen; Betriebsgüteinformationen für alle Systeme beschaffen; Übertragungskanal im System anfordern; Signalstärke für gegenwärtigen Kanal beschaffen; Signalstärke für alle aktiven Systeme beschaffen; und eine Übertragung auf dem ausgewählten Netz einleiten.
1A zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer omnimodalen Funkkommunikations-Radiofrequenz-(HF)-Schaltung. In dem dargestellten Beispiel enthält die HF-Schaltung die Antenne 2, den Diplexer 4, Verstärker 6, Sendemischer 8, Empfangsmischer 10, programmierbaren Lokaloszillator 12, Modulationswählerschalter 14 und 16, Analogdetektor/Demodulator 18, Digitaldemodulator 20, Analogmodulator 22, Digitalmodu lator 24, Sprechkanalausgang 26, Digitalausgang 28, Sprechkanaleingang 30 und Digitaleingang 32.
Der Sprechkanalausgang 26 ist mit dem Analogdetektor/Demodulator 18 verbunden und der Digitalausgang 28 ist mit dem Digitaldemodulator 20 verbunden. Der Analogdetektor/Demodulator 18 und der Digitaldemodulator 20 sind selektiv über den Schalter 14 mit dem Empfangsmischer 10 verbunden. Der Empfangsmischer 10 ist sowohl mit dem Lokaloszillator 12 als auch dem Diplexer 4 verbunden. Der Diplexer 4 ist mit der Antenne 2 verbunden. Diese Komponenten stellen Radiofrequenzempfangsschaltungen bereit, die den selektiven Empfang und Demodulation von sowohl analog- als auch digitalmodulierten Funksignalen erlauben.
Der Sprechkanaleingang 30 ist mit dem Analogmodulator 22 verbunden und der Digitaleingang 32 mit dem Digitalmodulator 24 verbunden. Analogmodulator 22 und Digitalmodulator 24 sind selektiv über den Schalter 16 mit dem Sendemischer 8 verbunden. Der Sendemischer 8 ist sowohl mit dem Lokaloszillator 12 als auch dem Verstärker 6 verbunden. Der Verstärker 6 ist mit dem Diplexer 4 verbunden und der Diplexer 4 ist mit der Antenne 2 verbunden. Diese Komponenten umfassen Radiofrequenzsendeschaltungen zur selektiven Übertragung von analog- oder digitalmodulierten Funksignalen.
Es wird nunmehr ausführlicher die Funktionsweise der in 1A gezeigten omnimodalen Funkkommunikations-HF-Schaltung beschrieben. Die Antenne 2 dient sowohl für den Empfang als auch für die Ausstrahlung von Funksignalen. Die Antenne 2 weist eine für die gegenwärtig von der HF-Schaltung empfangene oder übertragene Frequenz geeignete Konstruktion auf. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann die Antenne 2 eine für den Empfang und die Ausstrahlung in einem breiten Bereich um 900 MHz geeignete Antenne sein. Es können jedoch unterschiedliche Antennen bereitgestellt werden, um unterschiedliche Sender/Empfängerbereiche zu erlauben, einschließlich von Dipolantenne, Yagiantenne, Peitschenantenne, Streifenleitungsantenne, Schlitzstrahler, Parabolspiegel oder Hornantennen in zutreffenden Fällen.
Der Diplexer 4 erlaubt der Antenne 2, rundgesendete Funksignale zu empfangen und die Empfangssignale zu den Demodulatoren 18 und 20 zu übertragen und erlaubt die Übertragung von modulierten Funksignalen von Demodulatoren 22 und 24 über die Antenne 2. Der Diplexer 4 ist so ausgelegt, daß vom Verstärker 6 empfangene Signale nur zu der Antenne 2 weitergeleitet werden, während von der Antenne 2 empfangene Signale nur zum Empfangsmischer 10 weitergeleitet werden. Der Diplexer 4 verhindert damit die Überlastung und Zerstörung des Empfangsmischers 10 und der Demodulatoren 18 und 20 durch starke Signale vom Verstärker 6.
Der Empfangsweg der omnimodalen HF-Schaltung umfaßt den Empfangsmischer 10, der mit dem Diplexer 4 verbunden ist und von diesem ein Eingangssignal empfängt. Auch empfängt der Empfangsmischer 10 eine Bezugsfrequenz vom Lokaloszillator 12. Der Empfangsmischer 10 wandelt das vom Diplexer 4 empfangene Signal in ein Signal niedrigerer Frequenz um und gibt diese Zwischenfrequenz auf der Ausgangsleitung 36 zum Schalter 14 aus. Der Schalter 14 ist über die Steuerungsleitung 38 mit einem (nicht gezeigten) Mikroprozessor verbunden. Die Steuerungsleitung 38 steuert den Schalter 14 gezielt an, um das Zwischenfrequenzsignal auf der Ausgangsleitung 36 entweder zum Analogdetektor/Demodulator 18 oder zum Digitaldemodulator 20 durchzulassen. Diese Auswahl wird auf Grundlage der Art des gegenwärtig empfangenen Signals gesteuert. Wenn beispielsweise die omnimodale Schaltung 1 auf ein Analogkommunikationssystem abgestimmt ist, würde der Schalter 14 mit dem Analogdetektor/Demodulator 18 verbunden sein. Wenn jedoch die omnimodale Schaltung 1 ein digitalmoduliertes Signal empfängt würde der Schalter 14 so gestellt sein, daß er eine zum Digitaldemodulator 20 zu übertragende Zwischenfrequenz auf der Ausgangsleitung 36 zuläßt.
Vom Analogdetektor/Demodulator 18 werden Analogsignale über den Schalter 14 vom Empfangsmischer 10 auf der Ausgangsleitung 36 empfangen. Der Analogdetektor/Demodulator wandelt das als eine Zwischenfrequenz empfangene HF-modulierte Signal in einen Sprechkanal bzw. VGC (Voice Grade Channel) um. Der Sprechkanal kann ein Tonfrequenzspektrum umfassen, das von annähernd 0 Hz bis 4 kHz geht. Der Analogdetektor/Demodulator 18 ist zum Demodulieren von analogen Radiofrequenzsignalen ausgelegt. Beispielsweise würde der Analogdetektor/Demodulator frequenzmodulierte (FM-)Funksignale demodulieren können. Auch kann der Analogdetektor/Demodulator 18 möglicherweise amplitudenmodulierte (AM-)Funksignale demodulieren.
Der Digitaldemodulator 20 ist zum Demodulieren von vom Empfangsmischer 10 über den Schalter 14 empfangenen Digitalsignalen ausgelegt. Der Digitaldemodulator 20 ist zum Demodulieren von Digitalsignalen wie beispielsweise PCM-Signalen (Pulse Code Modulation), TDMA-Signalen (Time Division Multiple Access), CDMA-Signalen (Code Division Multiple Access), E-TDMA-Signalen (Extended Time Division Multiple Access) und BCDMA-Signalen (Broad Band Code Division Multiple Access) ausgelegt. Der Ausgang 28 vom Digitaldemodulator 20 könnte aus einem digitalen Bitstrom bestehen.
Es werden nunmehr die Sendeschaltungen der omnimodalen HF-Schaltung ausführlich beschrieben. Über den Analogeingang 30, der mit dem Analogmodulator 22 verbunden ist, können analoge Sprechkanalsignale empfangen werden. Der Analogmodulator 22 wirkt zum Aufmodulieren des empfangenen Sprechkanals auf einen Zwischenfrequenz-Signalträger. Der Analogmodulator 22 wäre in der Lage, beispielsweise Frequenzmodulations-(FM-) oder Amplitudenmodulations-(AM-)Signale zu modulieren.
Wie aus 1A ersichtlich, ist der Analogmodulator 22 mit dem Schalter 16 verbunden. Die Zwischenfrequenzausgabe vom Analogmodulator 22 auf der Ausgangsleitung 42 wird zum Schalter 16 gesendet. Der Schalter 16 ist auf ähnliche Meise wie der oben beschriebene Schalter 14 mit einem (nicht gezeigten) Mikroprozessor verbunden. Der Schalter 16 kann den Sendemischer 8 selektiv entweder mit dem Analogmodulator 22 oder dem Digitalmodulator 24 verbinden. Wenn der Schalter 16 über die Ausgangsleitung 42 mit dem Analogmodulator 22 verbunden ist, werden analogmodulierte Signale zum Sendemischer 8 übertragen.
Vom Sendeteil der HF-Modulatorschaltungen kann über den Digitaleingang 32 eine Digitaleingabe empfangen werden. Die Digitaleingabe 32 ist mit dem Digitalmodulator 24 verbunden, der das Ausmodulieren der empfangenen Digitaldaten auf einen Zwischenfrequenz-HF-Träger bewirkt. Der Digitalmodulator 24 kann vorzugsweise in der Lage sein, das Signal in ein PCM-, TDMA-, E-TDMA-, CDMA- und BCDMA-Format zu modulieren. Der Ausgang 44 des Digitalmodulators 24 ist mit dem Schalter 16 verbunden. Der Schalter 16 kann über die Steuerungsleitung 40 zum Auswählen des digitalmodulierten Signals auf dem Ausgang 44 und zum selektiven Übertragen dieses Signals zum Sendemischer 8 angesteuert werden.
Der Sendemischer 8 ist mit dem programmierbaren Lokaloszillator 12 verbunden, der Frequenzen erzeugen kann, die das Frequenzspektrum des gewünschten Kommunikationssystems abdecken. Der Sendemischer 8 bewirkt auf eine in der Technik wohlbekannte Weise die Umwandlung des vom Schalter 16 empfangenen Zwischenfrequenzsignals in eine Radiofrequenz zur Übertragung über ein Funkkommunikationssystem. Die Ausgabe des Sendemischers 8 ist mit dem Verstärker 6 verbunden. Der Verstärker 6 bewirkt die Verstärkung des Signals, um genügend Signalstärke sicherzustellen, damit das Signal zur entfernten Empfangsstation übertragen werden kann. Der Verstärker 6 kann mit Steuerschaltungen verbunden sein, damit die Leistungsabgabe des Verstärkers 6 entsprechend den von den Steuerungsschaltungen empfangenen Steuerungssignalen verändert werden kann. Der Ausgang des Verstärkers 6 ist mit dem Diplexer 4 und wie oben beschrieben mit der Antenne 2 verbunden. Die 1B ist ein Blockschaltbild der Eingangs- und Steuerungsschaltungen der omnimodalen Schaltung 1. Wie aus 1B ersichtlich umfassen die Eingangs- und Steuerungsschaltungen den Lautsprecher 100, das Mikrofon 102, Sprachverarbeitungsschaltungen 104, Digital-Analog-Wandler 106, Analog-Digital-Wandler 108, ersten Auswahlschalter 122, Mikroprozessor 110, Speicher 112, Dateneingang 114, Datenausgang 116, Datenverarbeitungsschaltungen 118, zweiten Auswahlschalter 120 und Modem 124.
Der Mikroprozessor 110 ist mit dem Speicher 112 verbunden und steuert die Eingangsschaltungen sowie den programmierbaren Lokaloszillator 12 und die Schalter 14 und 16, die in der 1A dargestellt sind. Der Speicher 112 kann sowohl Datenspeicherung als auch Programminformationen für den Mikroprozessor 110 enthalten. Der Mikroprozessor 110 kann ein beliebiger geeigneter Mikroprozessor wie beispielsweise ein Prozessor Intel 80X86 oder Motorola 680X0 sein. Der Speicher 112 enthält ein Programm, mit dem Mikroprozessor 110 selektiv die Sprachverarbeitungsschaltungen, Datenverarbeitungsschaltungen und Schalter betreiben kann, um den zutreffenden Übertragungskanal für das gegenwärtig verarbeitete Kommunikationssignal auszuwählen. Auf diese Weise ermöglicht der Mikroprozessor 110 der omnimodalen Schaltung 1 den selektiven Betrieb auf einer Mehrzahl von Funkkommunikationssystemen.
Wie aus 1B ersichtlich, sind ein extern bereitgestellter Lautsprecher 100 und Mikrofon 102 mit den Sprachverarbeitungsschaltungen 104 verbunden. Die Sprachverarbeitungsschaltungen 104 weisen den Ausgang 142 und den Eingang 144 auf. Der Sprachverarbeitungsausgang 142 ist mit dem Schalter 122 verbunden. Auf ähnliche Weise ist der Sprachverarbeitungseingang 144 mit dem Schalter 122 verbunden. Der Schalter 122, der ein elektronischer Analogschalter sein kann, umfaßt zwei einpolige Umschalter, die im Tandembetrieb fungieren, um den Sprachausgang 142 und den Spracheingang 144 selektiv mit den entsprechenden Datenleitungen zu verbinden. Der Schalter 122 ist über die Steuerungsleitung 146 mit dem Mikroprozessor 110 verbunden. Die Steuerungsleitung 146 ermöglicht dem Mikroprozessor 110, den Schalter 122 selektiv als Reaktion auf vom Benutzer empfangene Befehle oder als Reaktion auf ein Programm im Speicher 112 zu betreiben. In einer ersten Stellung verbindet der Schalter 122 den Sprachverarbeitungseingang 144 mit dem Sprechkanalausgang 126. Bezugnehmend auf die 1A ist der Sprechkanalausgang 126 mit dem Ausgang 26 des Analogdetektors/Demodulators 18 verbunden. Auf diese Weise können die Verarbeitungsschaltungen 104 demodulierte analoge Sprachsignale vom Analogdetektor/Demodulator 18 empfangen. Wenn der Sprachverarbeitungseingang 144 mit 126 verbunden ist, ist der Sprachverarbeitungsausgang 142 mit dem Spracheingang 130 verbunden. Wie aus 1A ersichtlich, ist der Spracheingang 130 mit dem Sprechkanaleingang 30 des Analogmodulators 22 verbunden. Auf diese Meise können die Sprachverarbeitungsschaltungen 104 Sprache über die Sendeschaltungen der 1A übertragen.
Wenn der Schalter 122 in seinen alternativen Zustand umgeschaltet wird, ist der Sprachverarbeitungseingang 144 mit dem Digital-Analog-Wandler 106 verbunden. Der Digital-Analog-Wandler 106 ist mit dem Digitaleingang 128 verbunden, der unter Bezugnahme auf 1A mit dem Digitalausgang 28 des Digitaldemodulators 20 verbunden ist. Der Digital-Analog-Wandler 106 empfängt einen digitalen Informationsbitstrom auf dem Digitaleingang 128 und wandelt ihn in einen analogen Sprechkanal um. Der analoge Sprechkanal vom Digital-Analog-Wandler 106 wird über den Spracheingang 144 zu den Sprachverarbeitungsschaltungen 104 gesendet. Die Sprachverarbeitungsschaltungen 104 können dann das Sprechkanalsignal nach Geschmack des Benutzers verstärken oder verändern, und geben das Signal auf dem Lautsprecher 100 aus. Der Sprachverar beitungsausgang 142 ist mit dem Analog-Digital-Wandler 108 verbunden, der wiederum mit dem Digitalausgang 132 verbunden ist. Der Digitalausgang 132 ist in der 1A mit dem Digitaleingang 32 und mit dem Digitalmodulator 24 verbunden. Auf diese Weise sind die Sprachverarbeitungsschaltungen 104 in der Lage, ein Sprach- oder sonstiges analoges Sprechkanalsignal durch ein Digitalmodulationssystem zu übertragen.
Wie oben bemerkt kann die omnimodale Schaltung 1 Daten über eine Mehrzahl von Radiofrequenz-Kommunikationssystemen übertragen. Wie aus 1B ersichtlich, sind der Dateneingang 114 und der Datenausgang 116 mit Datenverarbeitungsschaltungen 118 verbunden. Der Dateneingang 114 erlaubt den Verarbeitungsschaltungen den Empfang von Daten von einer beliebigen Anzahl von Benutzervorrichtungen. Das Format der auf dem Dateneingang 114 empfangenen Daten kann je nach den in den Datenverarbeitungsschaltungen 118 bereitgestellten Schaltungen variabel oder standardisiert sein. Beispielsweise kann der Dateneingang 114 für den Empfang von Daten von einer Benutzervorrichtung eine standardmäßige serielle RS-232-Schnittstelle benutzen. Auch kann der Dateneingang 114 eine Schnittstelle mit verdrilltem Leitungspaar oder einer HPIB-Schnittstelle benutzen. Vom Datenausgang 116 werden auf ähnliche Weise Daten in einem Format übertragen, das zu der vom Benutzer benutzten Einrichtung kompatibel ist. Die Datenverarbeitungsschaltungen 118 sind mit dem Mikroprozessor 110 verbunden, der die von Datenverarbeitungsschaltungen 118 durchgeführte Formatierung und Konditionierung der Daten steuert. Beispielsweise können die Datenverarbeitungsschaltungen 118 den auf dem Dateneingang 114 empfangenen Daten Protokollinformationen oder Fehlerkorrekturbit hinzufügen. Umgekehrt können die Datenverarbeitungsschaltungen 118 die Entfernung von Overhead-Bit wie beispielsweise Protokoll- oder Fehlerkorrekturbit aus den Daten vor ihrer Ausgabe auf dem Datenausgang 116 bewirken. Die Datenverarbeitungsschaltungen 118 sind über den Datenausgang 150 und Dateneingang 152 mit dem Schalter 120 verbunden. Der Schalter 120 arbeitet auf ähnliche Weise wie die bezüglich des Schalters 122 oben beschriebene. Der Schalter 120 ist über die Steuerungsleitung 148 mit dem Mikroprozessor 110 verbunden. Vom Mikroprozessor 110 wird der Schalter 120 angesteuert, um den Datenausgang 150 selektiv entweder mit dem Digitalschaltungsausgang 140 oder dem Modemeingang 156 zu verbinden. Der Schalter 120 bewirkt auch die Verbindung des Digitaldateneingangs 152 entweder mit dem Digitaleingang 138 oder dem Digital modemausgang 154. Das Modem 124 kann jedes standardmäßige Modem sein, das zum Aufmodulieren von Digitaldaten auf einen analogen Sprechkanal benutzt wird. Beispielsweise kann Modem 124 einen von Rockwell International Corporation hergestellten Chipsatz enthalten, der Digitaldaten empfängt und sie in eine 4-kHz-Bandbreite zur Übertragung über standardmäßige Telefonsysteme einmoduliert. Der Modemeingang 156 empfängt Daten von den Datenverarbeitungsschaltungen 118 über den Dateneingang 152 und den Schalter 120. Die über den Modemeingang 156 empfangenen Daten werden auf einen Sprechkanal aufmoduliert und auf dem modulierten Modemausgang 136 ausgegeben. Der modulierte Modemausgang 136 ist mit dem Sprechkanaleingang 30 des in 1A dargestellten Analogmodulators 22 verbunden. Auf ähnliche Meise empfängt der Digitalmodemausgang 154 ein demoduliertes Basisbandsignal vom Modem 124. Das modulierte Datensignal wird vom Modem 124 vom Modemeingang 134 empfangen, der mit dem Sprechkanalausgang 26 des Analogdetektors/Demodulators 18 verbunden ist. Mit dem Modem 124 werden die über den Modemeingang 134 empfangenen Daten demoduliert und ein Digitaldatenstrom auf dem Digitalmodemausgang 154 ausgegeben. Dieser Digitaldatenstrom ist über den Schalter 120 und den Dateneingang 152 mit den Datenverarbeitungsschaltungen 118 verbunden. Wie oben beschrieben werden von den Datenverarbeitungsschaltungen 118 die vom Modem empfangenen Daten aufbereitet und formatiert und die Daten auf dem Datenausgang 116 zum Benutzer ausgegeben. Wenn der Benutzer ein digitales HF-Übertragungssystem ausgewählt hat, ist es nicht notwendig, den Modem 124 zu benutzen. In diesem Fall wird der Schalter 120 so betätigt, daß die digitale Datenausgabe 150 von den Datenverarbeitungsschaltungen 118 über den Digitalausgang 140 angeschlossen wird. Der Digitalausgang 140 ist mit dem Digitaleingang 32 des in 1A gezeigten Digitalmodulators 24 verbunden. Auf ähnliche Weise ist der Dateneingang 152 der Datenverarbeitungsschaltungen 118 über den Digitaleingang 138 mit dem Digitalausgang 28 des in 1A gezeigten Digitalmodulators 20 verbunden.
Wie aus der obigen Besprechung leicht offenbar wird, zeigen die 1A und 1B zusammen ein Radiofrequenz-Kommunikationssystem, das über eine Mehrzahl unterschiedlicher Funkkanäle betrieben werden kann und weiterhin entweder analoge oder digitale Dateninformationssignale sowie auch analoge oder digitale Sprachsignale übertragen kann. Auch ist das System zur Übertragung eines 4-kHz-Sprechkanals bei gleichzeitiger Gegenwart von sowohl Daten als auch Sprache fähig.
1B zeigt allgemein die Funktionsweise der Schaltung, die die Auswahl von entweder einer Sprach- oder einer Datenverbindung durch den Mikroprozessor 110 umfaßt. Sobald diese Auswahl getroffen worden ist, werden die Daten dann zu den in 1A gezeigten HF-Modulationsschaltungen gesendet. Die HF-Modulationsschaltungen können entweder analoge oder digitale Signale modulieren bzw. demodulieren.
Die Schaltung 1 ist dafür ausgelegt, Produktdifferenzierung durch Firmen zu erleichtern, die die Schaltung 1 als Standardbaustein für Funk-, Sprach- und/oder Datenkommunikationsvorrichtungen verwenden. Beispielsweise kann jeder Hersteller spezialisierte Schnittstellenmerkmale für den Benutzer und für verschiedene Benutzergruppen geeignete spezialisierte Hardwaresteuerungen bereitstellen. Die Schaltung 1 ist besonders vorteilhaft bei der Erleichterung dieser Ziele, in dem sie einen Mikroprozessor 110 und Speicher 112 bereitstellt, mit dem Hersteller die Funktionsweise der Schaltung mit wenigen oder keinen zusätzlichen Bauteilen kundenspezifisch auslegen können. Weiterhin könnte die Schaltung 1 mit einer Reihe von Dienstelementen vorprogrammiert sein, die es einem Hersteller ermöglichen würden, die komplizierten Merkmale der Vorrichtung schnell und leicht in einem benutzerfreundlichen Handelsartikel zu integrieren.
Als nächstes auf die 2 bezugnehmend ist dort ein Blockschaltbild eines fortschrittlichen Zellulartelefons dargestellt, das unter Verwendung einer in 1 gezeigten omnimodalen Funkkommunikationsschaltung 1 dargestellt ist. Die omnimodale Funkkommunikationsschaltung der 1A und 1B ist in Umrißform als Bezugsziffer 1 dargestellt. Ebenfalls in der 2 dargestellt sind der Lautsprecher 100, das Mikrofon 102, der Digitaldateneingang 114, der Digitaldatenausgang 116 und die universelle digitale Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 158. Wie aus 2 ersichtlich, erlaubt die gegenwärtige Funkkommunikationsschaltung den Aufbau eines Zellulartelefons mit minimalen zusätzlichen Bauteilen. Das fortgeschrittene Zellulartelefon der 2 enthält den Tastenwahlblock 202, die Anzeige 204 und den Schnittstellenverbinder 206. Tastenwahlblock 202 und Anzeige 204 sind an den Schnittstellenverbinder 206 angeschlossen. Der Schnittstellenverbinder 206 ist an die universelle digitale Ein gangs-/Ausgangsschnittstelle 158 angeschlossen, die mit der ausführlicher in 1A und 1B dargestellten omnimodalen Funkkommunikationsschaltung 1 verbunden ist.
Der Tastenwahlblock 202 kann ein beliebiger bei Telefonvorrichtungen benutzter Tastenwahlblock sein. Auf ähnliche Weise kann die Anzeige 204 jene Anzeige sein, die bei standardmäßigen Zellulartelefonen oder sonstigen Rechenvorrichtungen benutzt wird. Beispielsweise könnte die Anzeige 204 eine Leuchtdiode (LED – Light-Emitting Diode) oder eine Flüssigkristallanzeige (LCD) sein, so wie sie gewöhnlich bei Telefonen, Rechnern und/oder Armbanduhren benutzt wird.
Nach der Darstellung in 2 ist der Tastenwahlblock 202 und die Anzeige 204 über den Schnittstellenverbinder 206 mit der universellen digitalen Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 158 der omnimodalen HF-Schaltung verbunden. Durch die universelle digitale Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 158 kann die omnimodale Schaltung 1 mit verschiedenen elektronischen Vorrichtungen einschließlich dem Tastenwahlblock 202 und der Anzeige 204 verbunden werden. Es wird in Betracht gezogen, daß die universelle digitale Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 158 einen Verbinder oder eine Mehrzahl von Verbindern umfassen kann, in denen unterschiedliche Datenprotokolle übertragen und empfangen werden. Beispielsweise kann die universelle Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 158 eine Tastatur- oder Tastenwahlblock-Schnittstellenschaltung wie auch eine Anzeigen-Schnittstellenschaltung umfassen. Die Tastenwahlblock-Schnittstellenschaltung würde notwendige Schaltungen zum Puffern von Tastenanschlägen und Empfangen von Tasteneingabedaten von einer Tastatur einschließen. Die Anzeigetreiberschaltungen würden einen Speicher und Prozessor enthalten, der für die Anzeige von im Anzeigenspeicher gespeicherten Daten notwendig ist. Auf diese Weise kann die omnimodale Schaltung 1 mit vielen unterschiedlichen Tastenwahlblöcken und Anzeigevorrichtungen zusammenwirken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält der universelle Schnittstellenverbinder eine serielle adressierbare Schnittstelle, bei der dem mit der seriellen Schnittstelle verbundenen Bauteil jeweils ein einmaliges Adressbyte zugewiesen ist. Dadurch kann die serielle Schnittstelle der Reihe nach mit mehreren Vorrichtungen kommunizieren. Dem Tastenwahlblock 202 kann beispielsweise ein Adressbyte 001 zugewiesen werden, während der Anzeige 204 ein Adress byte 002 zugewiesen werden würde. Wenn die universelle Schnittstelle von dem in 1B gezeigten Mikroprozessor 110 aus mit dem Tastenwahlblock oder der Anzeige kommunizieren will, würde die zutreffende Adresse in den zum universellen Schnittstellenverbinder gesendeten Daten enthalten sein. Vom Tastenwahlblock 202 und der Anzeige 204 würden die über die universelle Schnittstelle 158 kommenden Daten überwacht werden und sie würden nur auf die Byte mit einer der selektiven Vorrichtung entsprechenden Adresse reagieren.
Das fortgeschrittene Zellulartelefon der 2 enthält den Digitaldateneingang 114 und Digitaldatenausgang 116. Damit kann das Telefon ohne das Erfordernis voluminöser externer Schnittstellenvorrichtungen digitale Computerdaten übertragen. Beispielsweise ist es häufig notwendig, einen a/b-Schnittstellenemulator zum Kommunizieren über ein Zellularnetz von einem Computer oder einer sonstigen Datenquelle zu benutzen. Bei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch nur notwendig, sich an den Digitaldateneingang 114 und den Digitaldatenausgang 116 anzuschließen. Das in diesen benutzte Datenprotokoll kann jedes für Datenkommunikation geeignete Protokoll sein, würde aber in der bevorzugten Ausführungsform eine serielle RS-232-Schnittstelle sein. Durch Verbinden eines seriellen Computerschnittstellenanschlusses mit dem Dateneingang 114 und Datenausgang 116 können Daten unter Verwendung der omnimodalen Schaltung 1 übertragen werden. Der in 1B gezeigte Mikroprozessor 110 und Speicher 112 würden die internen Schaltungen der omnimodalen Schaltung für Datenübertragung konfigurieren.
Ebenfalls in der 2 dargestellt sind der Lautsprecher 100 und das Mikrofon 102. Lautsprecher 100 und Mikrofon 102 können an Zellulartelefonen benutzte standardmäßige Lautsprecher und Mikrofone sein und können der omnimodalen Schaltung 1 ermöglichen, Sprachkommunikationen über ein Zellularfunknetz zu übertragen.
3 ist ein Blockschaltbild eines durch Verwendung der in 1A und 1B gezeigten omnimodalen Schaltung 1 implementierten persönlichen Kommunikationsgeräts. Nach der Darstellung in 3 enthält das persönliche Kommunikationsgerät die omnimodale Schaltung 1, Rechenschaltungen 302 des persönlichen Kommunikationsgeräts, Telefonhandapparat 318 und Schnittstellen schaltungen mit Dateneingang 114, Datenausgang 116 und universelle Schnittstelle 158.
Die Rechenschaltungen 302 des persönlichen Kommunikationsgerätes enthalten die Anzeige 304, den Mikroprozessor 306, den Speicher 308, die Eingangsvorrichtung 316, Datenschnittstellenklinke 310 und RJ-11-Klinke 312. Wie aus 3 ersichtlich, ist der Mikroprozessor 306 mit der Anzeige 304, dem Speicher 308, der Eingangsvorrichtung 316 und der Datenschnittstellenklinke 310 und RJ-11-Klinke 312 verbunden.
Mit den Rechenschaltungen 302 des persönlichen Kommunikationsgeräts kann der Benutzer Daten auf einer dem Fachmann bekannten Weise anschließen und verarbeiten. Beispielsweise kann die Anzeige 304 ein LCD-Anzeigefeld enthalten und kann farbig oder schwarzweiß sein. Der Mikroprozessor 306 kann ein Mikroprozessor Intel 80X86 oder jeder andere von Intel oder Motorola oder sonstigen Computerverarbeitungschipherstellern hergestellter Mikroprozessor sein. Der Speicher 308 umfaßt den Direktzugriffsspeicher (RAM – Random Access Memory) und Nurlesespeicher (ROM – Read-Only Memory), die für das Funktionieren der Rechenvorrichtung notwendig sind. Die Eingabevorrichtung 316 kann eine Tastatur oder eine stiftbasierte Schnittstelle oder sonstige Schnittstelle mit Spracherkennung sein, mit der Daten in die Rechenschaltungen 302 des persönlichen Kommunikationsgeräts eingegeben werden können. Der Mikroprozessor 306 ist über die Datenschnittstellenklinke 310 an den Dateneingang 114 und Datenausgang 116 der omnimodalen Schaltung angeschlossen. Damit können die Rechenschaltungen 302 des persönlichen Kommunikationsgeräts Daten unter Verwendung der omnimodalen Schaltung 1 übertragen. Ebenfalls ist der Mikroprozessor 306 nach der Darstellung in 3 über die universelle Schnittstelle 158 mit dem Mikroprozessor 110 in der omnimodalen Schaltung 1 verbunden. Damit können die Mikroprozessoren 306 und 110 Steuerungs- und Betriebsinformationen miteinander austauschen. Sollte der Mikroprozessor wünschen, eine Datenverbindung herzustellen, kann der Mikroprozessor 306 den in 1B der omnimodalen Schaltung 1 gezeigten Mikroprozessor 110 anweisen, eine Datenverbindung über einen bezeichneten Diensteanbieter einzuleiten. Als Reaktion auf einen solchen Befehl vom Mikroprozessor 306 kann der in 1B gezeigte Mikroprozessor 110 eine Vermittlungshandlung einleiten und die omnimodale Schaltung 1 für die Übertragung von Daten über einen ausgewählten Diensteanbieter konfigurieren. Zur Steigerung der Flexibilität der Rechenvorrichtung des persönlichen Kommunikationsgeräts ist eine RJ-11-Klinke 312 enthalten. Die RJ-11-Klinke ist mit den Datenleitungen vom Mikroprozessor 306 verbunden und erlaubt der Rechenvorrichtung des persönlichen Kommunikationsgeräts, Daten über ein standardmäßiges Festnetztelefon zu übertragen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die omnimodale Schaltung 1 unter Verwendung der RJ-11-Klinke 312 und des in 1 gezeigten Modems 124 Daten über eine Festnetztelefonleitung übertragen. Der Mikroprozessor 306 der Rechenvorrichtung des persönlichen Kommunikationsgeräts würde Daten über die Datenschnittstellenklinke 310 und den Dateneingang 114 zur omnimodalen Schaltung 1 übertragen. Die omnimodale Schaltung 1 würde die Daten an den Datenverarbeitungsschaltungen 118 empfangen und die Daten über den Datenausgang 150 und den Modemeingang 156 zu dem in 1B gezeigten Modem 124 übertragen. Der Modem 124 würde dann die Daten auf einen Sprechkanal aufmodulieren und das modulierte Datensignal auf dem Modemausgang 154 durch den Schalter 120 und den Dateneingang 152 zu den Datenverarbeitungsschaltungen 118 übertragen. Die Datenverarbeitungseinheit kann dann die Daten über den Datenausgang 116 und durch die in der 3 gezeigte Schnittstellenklinke 310 in den Mikroprozessor 306 übertragen. Der Mikroprozessor 306 kann dann die Daten über die Hilfsdatenausgangsleitung 314 zur RJ-11-Klinke 312 leiten. Auf diese Weise können die Rechenschaltungen 302 des persönlichen Kommunikationsgeräts ohne Verwendung eines zweiten zusätzlichen Modems Daten über standardmäßige Festnetztelefonleitungen senden. Der Modem in der omnimodalen Schaltung 1 dient zwei Funktionen, indem er dem Benutzer des persönlichen Kommunikationsgeräts erlaubt, Daten über seine standardmäßige Festnetz-Steckbuchse oder ein drahtloses Netz zu senden, in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeit zur Zeit, wenn der Benutzer die Daten zu senden wünscht.
Ebenfalls in der 3 dargestellt ist der Hlandapparat 318. Bei der bevorzugten Ausführungsform des persönlichen Kommunikationsgeräts würden der Lautsprecher 100 und das Mikrofon 102 in einem getrennten Handapparat 318 verwirklicht sein. Dieser Handapparat 318 würde über eine geeignete Schnittstellenverbindung an die omnimodale Schaltung 1 angeschlossen sein.
4A und 4B zeigen eine Kommunikationsvorrichtung 402 mit der omnimodalen Schaltung 1 der vorliegenden Erfindung und mit einer integrierten Anzeigevorrichtung zur Übermittlung von Informationen zu einem Benutzer. 4A zeigt die Vorderseite der Kommunikationsvorrichtung 402, die als Zellulartelefon dienen könnte. Die Vorrichtung 402 enthält den Lautsprecher 100, die Antenne 2, das Mikrofon 102 und Tastenwahlblock-Knöpfe 406. In dieser Hinsicht sind die äußeren Merkmale der Vorrichtung denen eines standardmäßigen im Handel erhältlichen Zellulartelefons ähnlich. Nach der Darstellung in 4B ist die Vorrichtung darin dadurch einmalig, daß sie eine erweiterte Anzeige 404 und Steuerknöpfe 405, 410, 412 für die Anzeige von Informationen für den Benutzer enthält. Beispielsweise könnte die Anzeige 404 Fluglinien-Fluginformationen für den Benutzer übermitteln, während er mit einem Vertreter der Fluglinie verbunden ist. Als Antwort auf eine Benutzeranfrage könnte der Vertreter der Fluglinie Fluginformationen zur Kommunikationsvorrichtung 402 des Benutzers übertragen, die dann diese Informationen auf der Anzeige 404 anzeigen würde. Der Benutzer könnte dann unter Verwendung des Nach-Oben-Knopfes 405 und Nach-Unten-Knopfes 410 die Informationen durchfahren. Sollte der Benutzer wünschen, einen gegebenen Flug auszuwählen, könnte er Zuwilligung durch Drücken des Eingabeknopfes 412 anzeigen. Diese Informationen würden dann digital zum Rechner des Vertreters der Fluglinie übertragen werden.
Durch die Fähigkeiten der omnimodalen Schaltung 1 wird ihre Verwendung in einer Vorrichtung nach der Darstellung in 4A und 4B erleichtert. Da die Vorrichtung durch Verwendung des Mikroprozessors 110 und des Speichers 112 (1B) programmierbar ist, kann sie zwischen Sprach- und Datenbetriebsarten umschalten. Dadurch kann der Benutzer ein Gespräch führen und dann Daten zur Anzeige auf der integrierten Anzeigevorrichtung empfangen. Als Alternative könnte die omnimodale Schaltung auf einen anderen Kommunikationsdienst zugreifen, um Daten zur Anzeige zu empfangen, oder sie könnte während des Gesprächs Daten über einen Unterkanal empfangen. Dies wäre besonders vorteilhaft, sollte der Benutzer wünschen, eine Sprachverbindung fortzusetzen und dabei Dateninformationen zu empfangen wie im Fall des oben angegebenen Beispiels der Fluglinien-Flugauswahl.
Als nächstes auf 5 bezugnehmend ist dort ein Blockschaltbild einer Telefon-/Funkrufvorrichtung mit der omnimodalen Schaltung 1 dargestellt. Wie aus 5 ersichtlich enthält die Telefon-/Funkrufvorrichtung Tastenwahlblock 502, Anzeige 504 und Steuerschaltungen 506. Der Tastenwahlblock 502 ist mit den Steuerschaltungen 506 verbunden. Die Anzeige 504 ist ebenfalls mit den Steuerschaltungen 506 verbunden. Die Steuerschaltungen 506 sind weiterhin über die universelle digitale Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 158 mit dem Mikroprozessor 110 der in 1B dargestellten omnimodalen Schaltung verbunden.
Die in 5 gezeigte Kombination von Telefon-/Funkrufvorrichtung ist im allgemeinen konstruktionsmäßig dem in 2 gezeigten fortgeschrittenen Zellulartelefon ähnlich. Ein besonders vorteilhafter Aspekt der omnimodalen Schaltung 1 ist ihre Fähigkeit, ein großes Maß an Flexibilität in der Auslegung und Implementierung von Kommunikationsschaltungen bereitzustellen. Für unterschiedliche Implementierungen außerhalb der omnimodalen Schaltung kann der in 1B gezeigte Speicher 112 umprogrammiert werden, um durch den Mikroprozessor 110 unterschiedliche Funktionen für die universelle digitale Schnittstelle 158 bereitzustellen.
In der 5 enthält die Telefon-/Funkrufimplementierung Steuerungsschaltungen 506, die Informationen über die universelle digitale Schnittstelle 158 vom Mikroprozessor 110 empfangen. Die Steuerschaltungen können dann bestimmen, ob ein Funkrufsignal von der omnimodalen Schaltung 1 empfangen worden ist oder nicht, und wenn ja, können sie die entsprechenden Informationen auf der Anzeige 504 anzeigen. Wenn jedoch die Steuerungsschaltungen 506 Informationen vom Mikroprozessor 110 erhalten, daß eine Telefonverbindung empfangen worden ist oder benutzt wird, dann können die Steuerungsschaltungen 506 die Telefoninformationen entsprechend auf der Anzeige 504 anzeigen. Auf ähnliche Weise können die Steuerungsschaltungen 506 Informationen vom Tastenwahlblock 502 empfangen und diese Informationen selektiv in Abhängigkeit von der gegenwärtigen Betriebsart verarbeiten. Wenn beispielsweise die in 5 gezeigte Vorrichtung sich in Funkrufmodus befindet, können die Steuerungsschaltungen 506 die Tastenwahlblockeingabe gespeicherte Funkrufnachrichten durchlaufenlassen. Wenn sich jedoch die in 5 gezeigte Vorrichtung im Telefonmodus befindet, können die Steuerungsschaltungen 506 die vom Tasten wahlblock 502 empfangenen Tastenwahlblockinformationen als Telefonbefehle verarbeiten und Steuerungssignale durch die Schnittstelle 158 zum Mikroprozessor 110 übertragen, um die Einleitung einer Telefonverbindung zu veranlassen. Weiterhin können die Steuerungsschaltungen 506 den Alarm 508 betätigen, der ein hörbarer Alarm wie beispielsweise ein Piepton- oder Schwingungsgenerator sein kann. Der Alarm 508 dient zur Benachrichtigung des Benutzers, wenn eine Telefonverbindung oder Funkruf empfangen wird.
In 6A wird ein Blockschaltbild eines zellularen/schnurlosen Festnetztelefons für Dual-Modusbetrieb offenbart. Die Dual-Modus-Vorrichtung enthält den Tastenwahlblock 602, eine wahlfreie Anzeige 604, den Handapparat 606 und den Schnittstellenverbinder 608. Der Tastenwahlblock 602 und die wahlfreie Anzeige 604 sind über den Schnittstellenverbinder 608 und die universelle digitale Schnittstelle 158 mit dem Mikroprozessor 110 (1B) verbunden.
Mit dem Tastenwahlblock 602 kann ein Benutzer Informationen zum Betreiben der Dual-Modus-Vorrichtung für den Mikroprozessor 110 bereitstellen. Beispielsweise kann der Benutzer den Tastenwahlblock betätigen, um anzuzeigen, daß ein gewisser Ruf auf dem schnurlosen Telefonnetz und nicht auf dem Zellularnetz durchgeführt werden sollte. Im Gegensatz kann der Benutzer angeben, daß das Zellularnetz zu benutzen wäre, indem er den Tastenwahlblock 602 betätigt, um dies anzuzeigen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Dual-Modus-Vorrichtung kann programmiert sein, um die automatische Auswahl von entweder einem zellularen Kommunikationsnetz oder einem schnurlosen Telefonfestnetz zu ermöglichen. Dies ist besonders vorteilhaft, da der Zugriff auf ein schnurloses Telefonfestnetz häufig viel billiger ist, als auf ein zellulares Telefonnetz. Wenn daher die Vorrichtung jedes Mal automatisch auf ein schnurloses Telefonnetz zugreift, wenn eins verfügbar ist, und das Zellularnetz nur dann benutzt, wenn es absolut notwendig ist, kann der Benutzer bedeutende Ersparnisse erzielen und dabei Trotzdem eine einzelne tragbare Kommunikationseinheit besitzen, die über ein großes geographisches Gebiet funktioniert. Wenn der Benutzer Dienst anfordere, während er sich zu Hause aufhält, würde beispielsweise das schnurlose Telefonsystem benutzt werden und dem Benutzer würde ein minimaler Betrag angerechnet werden. Sollte der Benutzer eine Verbindung einleiten, während er sich außer Baus befindet, würde die berechnete Gebühr höher sein. Der Benutzer würde jedoch die gleiche Kommunikationseinrichtung benutzen, ungeachtet dessen, wo der Dienst benutzt wurde, und die Dienstauswahl würde für den Benutzer transparent erscheinen.
6B ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens, das zum Implementieren der vorliegenden Ausführungsform benutzt werden könnte. Das Verfahren der 6B beginnt 650 durch Bestimmen, ob der Benutzer die Vorrichtung zur Anforderung von Kommunikationsdiensten 652 aktiviert hat. Wenn der Benutzer keine Kommunikationsdienste angefordert hat prüft die Vorrichtung weiterhin auf eine Benutzeranforderung. Wenn eine Benutzeranforderung erkannt wird, bestimmt die Vorrichtung dann, ob sie sich in Reichweite eines schnurlosen Telefonfestnetzsystems 654 befindet. Wenn sich die Vorrichtung in Reichweite eines schnurlosen Telefonfestnetzsystems befindet, dann bedient die Vorrichtung die Anforderung des Benutzers unter Verwendung des schnurlosen Festnetzkommunikationssystems 662 und das Verfahren wird abgeschlossen 664. Wenn sich die Vorrichtung nicht in Reichweite eines schnurlosen Festnetzes befindet, dann bestimmt die Vorrichtung, ob sie sich im Versorgungsbereich eines zellularen Telefonsystems 656 befindet. Wenn die Vorrichtung in Reichweite ist, wird die Anforderung des Benutzers unter Verwendung des Zellulartelefonsystems 660 bedient und das Verfahren wird abgeschlossen 664. Wenn sich die Vorrichtung nicht in Reichweite eines Zellularsystems befindet, dann wird von der Vorrichtung eine Warnung an den Benutzer ausgegeben, um anzuzeigen, daß kein Dienst verfügbar ist 658 and das Verfahren wird abgeschlossen 664.
Obwohl sich 6A und die obige Besprechung auf ein zellulares/schnurloses Festnetztelefon für Dual-Modus-Betrieb konzentrieren, versteht es sich, daß die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Fähigkeit enthalten kann, auf zusätzliche Kommunikationssysteme zuzugreifen. Beispielsweise könnte es wünschenswert sein, eine Vorrichtung im wesentlichen wie in der 6A gezeigt zu besitzen, aber mit der Fähigkeit, zusätzlich zu den zellularen und schnurlosen Festnetzsystemen auf ein PCS-Netz (Personal Communication Service) zuzugreifen. Dadurch könnte der Benutzer weitere Kostenersparnisse erzielen und sich dabei nahtlos überall in einem gegebenen geographischen Gebiet bewegen.
Als nächstes auf 7 bezugnehmend ist ein Blockschaltbild eines Personalcomputers 702 mit einer omnimodalen Schaltung 1 dargestellt. Wie aus 7 ersichtlich enthält der Computer 702 die Antenne 2 und einen Schnittstellenanschluß 704, der das Einstecken einer integrierten Schaltungskarte in den Computer ermöglicht. Nach der Darstellung in 7 ist im Schnittstellenanschluß 704 eine herausnehmbare Karte 701 mit einer omnimodalen Schaltung 1 installiert. Die omnimodale Funkkommunikationskarte 701 enthält den Verbinder 706, der den Dateneingang 114, Datenausgang 116 und die universelle digitale Schnittstelle 15S nach der Darstellung in 1B enthalten kann. Mit diesem Verbinder kann die omnimodale Funkschnittstellenkarte 701 über einen entsprechenden passenden Verbinder 708 im persönlichen Kommunikationsgerät mit dem Computer kommunizieren. Dadurch kann der Mikroprozessor 110 auf der omimodalen Funkkommunikationskarte 701 mit dem im Computer 702 enthaltenen Speicher und Mikroprozessor kommunizieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die omnimodale Funkkommunikationskarte 701 die Form einer PCMCIA-Karte für den Anschluß in einem Standardschlitz in einer tragbaren oder sonstigen Rechenvorrichtung. 7 zeigt auch einen wahlfreien Telefonhandapparat 710, der an die Funkkommunikationsschnittstellenkarte 701 angeschlossen werden kann. Der wahlfreie Handapparat 710 enthält den Lautsprecher 100 und das Mikrofon 102 und dient dafür, Sprachkommunikation über Funknetzdiensteanbieter zu ermöglichen, die diese Fähigkeit bereitstellen.
Die omimodale Funkkommunikationskarte 701 weist auch eine externe RJ-11-Datenklinke 712 auf. Mit der externen RJ-11-Datenklinke 712 kann die omnimodale Kommunikationskarte 701 unter Verwendung eines gewöhnlichen RJ-11-Schnittstellenkabels Daten über eine Telefonfestnetzleitung übertragen. Die omnimodale Kommunikationskarte 701 enthält ein Modem 124 in der 1B zum Aufmodulieren von Digitaldaten auf einen zur Übertragung über eine Festnetztelefonverbindung geeigneten Sprechkanal.
Die Funkkommunikationskarte 701 dient daher als ein Modem für den Personalcomputer und es ist keine getrennte Modemkarte oder externer Modem notwendig, um Daten über eine Festnetzklinke zu übertragen. Der Mikroprozessor 110 in der omnimodalen Schaltungskarte 701 erlaubt den Schaltungen, entweder Festnetzübertragung über die externe RJ-11-Klinke 712 oder Zellularfunkübertragung über die Antenne 2 auszuwählen. Dies kann beispielsweise durch einen Analogschalterkreis bewirkt werden, so wie er im US-Patent Nr. 4,972,457 offenbart ist.
8 ist ein Blockschaltbild einer Funkdatenübertragungsvorrichtung 801 für besondere Zwecke, die unter Verwendung der omnimodalen Schaltung implementiert ist.
Es ist häufig wünschenswert, eine Vorrichtung aufbauen zu können, die so betrieben werden kann, daß sie Daten drahtlos sendet. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, eine solche Vorrichtung in einen Verkaufsautomat oder eine Benzinpumpe einzubauen. Die Vorrichtung 801 kann dann zu einer vorbestimmten Zeit Daten betreffs der Menge an Verbrauchsmaterial (z.B. Nahrungsmittel, Getränke, Benzin usw.), die noch auf Vorrat sind, weiterleiten. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, daß eine Person die Vorrichtung physikalisch untersucht und den Restvorrat auswertet, was beträchtlich kostspieliger wäre.
Die omnimodale Schaltung 1 der vorliegenden Erfindung kann zum Implementieren eines oben beschriebenen Systems benutzt werden. Bezugnehmend auf 8 ist die omimodale Schaltung 1 über die Datenleitungen 806 mit Dateneingangsleitung 114 und Datenausgangsleitung 116 mit einer Datenquelle 802 verbunden. Zusätzlich ist der Mikroprozessor 110 (1B) über die universelle Digitalschnittstelle 158 und die Steuerungsleitung 804 mit der Datenquelle verbunden. Die sich ergebende omnimodale Vorrichtung 801 kann zum Zugreifen auf einen ausgewählten Kommunikationsdienst in einem periodischen Zeitabstand und zum Übertragen von Daten von der Datenquelle zu dieser Zeit programmiert werden. Diese Funktion kann in der auf der Schaltung 1 verfügbaren Bibliothek von Funktionen enthalten sein. Nach Zugreifen auf den Kommunikationsdienst kann der Mikroprozessor 110 die Datenquelle 802 unter Verwendung der Steuerungsleitung 804 anweisen, Daten über die Datenleitungen 806 zu übertragen. Natürlich wird die omimodale Vorrichtung 801 die notwendigen Schaltungen aufweisen, um eine Mehrzahl unterschiedlicher Übertragungsnetze zu verwenden. Aufgrund von Massenherstellung und der Verfügbarkeit vorbestimmter Konstruktionen könnte es jedoch wünschenswert sein, die Schaltung 1 des standardmäßigen Bausteins zum Implementieren von Vorrichtungen mit begrenztem Zweck zu benutzen, die nur mit einem oder zwei Systemen benutzt werden, obwohl diese Vorrichtungen für begrenzten Zweck nur einen Teil der eingebauten Fähigkeiten der Schaltung 1 benutzen werden.
Zusätzlich zu Funktionen, die direkt mit Funkkommunikation und Modulation in Beziehung stehen, könnte die Bibliothek wünschenswerterweise andere Funktionen enthalten, die wünschenswerte Rechenmerkmale ermöglichen. Beispielsweise können Datenanzeige, Speicherung, Abruf und Abfassen elektronischer Post und sonstige Rechenfunktionen in der Bibliothek enthalten sein. Wenn zusätzlich ein Hochleistungsprozessor bereitgestellt wird, kann die Bibliothek erweitert werden, um wesentliche Betriebssystemfunktionen einzuschließen, so daß die Schaltung 1 zum Aufbau vollständiger Personalcomputer und persönlicher Kommunikationsgeräte benutzt werden kann, die Anwendungsprogramme von Dritten ablauferlassen können.
Wie oben beschrieben wird die Schaltung 1 in der Lage sein, einen beliebigen der drahtlosen Datendienste in einem gegebenen geographischen Gebiet zu nutzen. Die Auswahl des zu benutzenden Dienstes kann von Hand vom Benutzer getätigt werden oder kann automatisch ausgewählt werden. Bezugnehmend auf die 9 kann die Schaltung 1 eine vorprogrammierte Routine zum Auswählen von Informationsträgern auf Grundlage veränderlicher Kriterien aufweisen. Nach der Darstellung in der 9 können die Kriterien zum Auswählen eines Netzbetreibers vom Benutzer verändert werden. Mögliche Kriterien umfassen die Kosten, eine Datennachricht zu senden; Güte der Übertragungsstrecke (Signalstärke, wirkliche oder mögliche Störung); verfügbare Bandbreite auf einem Netzbetreiber zur Datenübertragung (oder unterstützte Übertragungsgeschwindigkeit); Möglichkeit, aus dem System ausgestoßen zu werden oder Verzögerungen der Übertragungen zu erfahren (das heißt wenn der Diensteanbieter beinahe auf voller Kapazität läuft); Übertragungssicherheit; oder sonstige Sonderkriterien, die der Benutzer oder die Vorrichtung auf Grundlage der einzelnen Prioritäten des Benutzers aufstellen könnte. Als weiteres Beispiel könnte die Länge einer zu übertragenden Datennachricht als Faktor bei der Auswahl des Netzbetreibers in Betracht gezogen werden. Wenn die Länge der geplanten Nachricht der Schaltung 1 bekannt gegeben wird, kann diese Information in Verbindung mit Preisinformationen benutzt werden, um den Weg der geringsten Kosten zu bestimmen. Beispielsweise könnte für sehr kurze Nachrichten ein Funkrufdienst oder CDPD-Dienst (Cellular Digital Packet Data) ausgewählt werden.
Für längere Nachrichten wie beispielsweise eine Telefax- oder Dateiübertragung könnte eine leitungsvermittelte Verbindung mit hochratiger Datenübertragungskapazität (wie beispielsweise AMPS-Zellularfunk) kostengünstiger sein.
Informationen über die von Netzbetreibern im Gebiet angebotenen Kosten und Dienste werden der omnimodalen Schaltung 1 zur Verwendung in diesem wettbewerbsorientierten Auswahlverfahren zur Verfügung gestellt, entweder durch Vorprogrammierung durch den Benutzer oder die Verkaufsorganisation oder durch Übertragung der Informationen auf eine anderswo hier beschriebene Weise.
Der Netzbetreiber kann nach einer beliebigen der Eigenschaften der verfügbaren konkurrierenden Netzbetreiber ausgewählt werden. Beispielsweise kann ein gegebener Benutzer preisempfindlich sein und wünschen, stets das Übertragungsverfahren mit den geringsten Kosten einzusetzen. Ein anderer Benutzer könnte zeitkritische Kommunikationsbedürfnisse aufweisen (z.B. Aktienhandel oder Nachrichtenmeldung) und könnte ungeachtet des Preises die zuverlässigste Übertragung oder die mit der höchsten Geschwindigkeit bevorzugen.
Bei der Bestimmung der Kosten einer bestimmten Übertragung bestimmt die Schaltung 1 vorzugsweise zuerst die Art und Menge von zu übertragenden Daten. Wenn beispielsweise der Benutzer eine Funktion der Übertragung einer Datei oder einer E-Mail-Nachricht ausgewählt hat wird die Schaltung 1 die hänge der Nachricht und Datei bestimmen. Diese Informationen werden dann bei der Bestimmung der projizierten Kosten der Übertragung der Daten auf jedem System benutzt. Beispielsweise werden für eine kurze E-Mail-Nachricht die erwarteten Kosten für ein AMPS-Zellularsystem die Kosten eines Einminutengesprächs sein. Bei einem Paketfunksystem werden die erwarteten Kosten die Nachrichtenlänge geteilt durch die Anzahl von Zeichen pro Paket mal den Kosten pro Paket sein. Solange der Schaltung 1 die Grundlage für die Netzbetreibergebühren zur Verfügung gestellt wird, können die für jede bestimmte Nachricht relevanten Kostenfaktoren berechnet werden. So kann die Schaltung 1 relative Kosten der Übertragung über verschiedene Netze intelligent vorhersagen und in Abhängigkeit von den Eigenschaften einer einzelnen Nachricht mit einer Priorität niedriger Kosten arbeiten. Für Nachrichten mit unterschiedlichen Eigenschaften können dementsprechend unterschiedliche kostengünstige Übertragungsmodi ausgewählt werden.
Ein höher entwickelter Ansatz als eine reine Auswahl nach niedrigen Kosten ermöglicht dem Benutzer, unterschiedlichen Wettbewerbsfaktoren (Preis, Signaldeutlichkeit, Übertragungsgeschwindigkeit oder sonstige Faktoren) in Abhängigkeit von den einzelnen Prioritäten und Bedürfnissen des Benutzers Gewichtungen zuzuweisen. Auf Grundlage der zugewiesenen Gewichtungen wird von der Schaltung dann eine „Punktzahl" für jedes verfügbare System berechnet und das System mit der höchsten Punktzahl ausgewählt. Als Beispiel könnte ein Benutzer die Schaltung anweisen, Netzbetreiber auszuwählen, die zu 60% auf dem Verhältnis des niedrigsten Preises zum Preis des bestimmten Netzbetreibers und zu 40% auf der normierten Signalstärke beruhen. Wenn die Kosten zum Senden der Nachricht auf dem System I $ 0,50 (Signalstärke 2), die Kosten auf dem System II $ 0,60 (Signalstärke 4), die Kosten auf dem System III $ 0,85 (Signalstärke 5) und die Kosten auf dem System IV $ 0,50 (Signalstärke 1) betragen, würde die Schaltung 1 die Punktzahlen folgendermaßen berechnen: System I: 0,60(0,50/0,50) + 0,40(2/5) = 0,76 System II: 0,60(0,50/0,60) + 0,40(4/5) = 0,82 System III: 0,60(0,50/0,85) + 0,40(5/5) = 0,75 System IV: 0,60(0,50/0,50) + 0,40(1/5) = 0,68und das System II würde daher ausgewählt werden. Wenn bei Verfügbarkeit der gleichen Systeme der Benutzer eine Auswahl bevorzugte, die zu 80% auf Kosten und nur zu 20% auf Signalstärke beruhte wären die Punktzahlen: System I: 0,80(0,50/0,50) + 0,20(2/5) = 0,88 System II: 0,80(0,50/0,60) + 0,20(4/5) = 0,83 System III: 0,80(0,50/0,5) + 0,20(5/5) = 0,67 System IV: 0,80(0,50/0,50) + 0,20(1/5) = 0,84und es würde das System I ausgewählt werden. Natürlich ist die Anwendung dieser gewichteten Auswahlkriterien nicht auf Preis und Signalstärke begrenzt und beruht nicht unbedingt darauf. Es kann jede Anzahl von Kriterien einschließlich dieser oder anderer in einer Formel in Betracht gezogen werden, um die Bedürfnisse des einzelnen Benutzers zu erfüllen. Die Kriterien für einen bestimmten Benutzer werden in einem Benutzerprofil im Speicher der Schaltung 1 gespei chert. Vorzugsweise wird ein den Prioritäten einer großen Anzahl von Benutzern entsprechendes Vorgabe-Benutzerprofil aufgestellt. Dann kann der einzelne Benutzer sein Benutzerprofil zu jeder Zeit durch eine entsprechende Eingabe in die Schaltung 1 ändern, um unterschiedliche Auswahlparameter und -prioritäten aufzustellen.
Auch können für wünschenswerte Auswahlalgorithmen mehrfache Faktoren durch Benutzung von Verzweigungsalgorithmen zur Auswahl des Netzbetreibers berücksichtigt werden. Beispielsweise würde ein auf mehreren Kriterien beruhender mehrstufiger Auswahlvorgang wie folgt arbeiten. Anfänglich würden Systeme, die die gewünschte Funktion nicht durchführen können, aus der Erwägung ausgeschlossen werden. Wenn beispielsweise der Benutzer eine Sprachverbindung einleiten will, würden Nur-Daten-Systeme nicht in Betracht gezogen werden. Wenn als weiteres Beispiel der Benutzer ein Telefax zu einem Kunden senden will und ein gegebenes Netz keine Fähigkeit zur Übertragung von Telefaxinformationen zu einer angegebenen Telefonnummer besitzt, würde dieses System nicht für die geplante Aufgabe in Betracht gezogen werden. Als nächstes könnte die Schaltung 1 unter den verfügbaren Systemen den kostengünstigsten Weg auf Grundlage einer Formel vorhersagen, die die Nachrichtenlänge und die Kosten der verfügbaren Systeme einschließlich der Erwägung jeglicher, durch das Ziel der Informationsübertragung angedeuteter Fernverkehrszuschläge berücksichtigt. Abschließend könnten Benutzer auch bevorzugen, daß die Schaltung 1 selbsttätig die Auswahl von Netzbetreibern vermeidet, die auf Grund von Kapazitätsbegrenzungen an Leistungsminderungen leiden oder am Standort des Benutzers ein besonders schwaches Signal aufweisen. Auf diese Weise könnte, wenn der Netzbetreiber, der sonst bevorzugt werden würde, keine schnelle, genaue Informationsübertragung zur Zeit vom Standort des Benutzers bereitstellen kann, der Netzbetreiber, der gemäß den programmierten Hauptauswahlkriterien (im vorliegenden Beispiel Kosten) der „nächste Beste" ist, automatisch ausgewählt werden. Auch könnte durch das oben beschriebene Gewichtungsverfahren ein Kompromiß zwischen Signalgüte und Kosten arbitriert werden.
Vorzugsweise steht jedes beliebige oder eine Kombination der obigen Auswahlkriterien in der Schaltung 1 zur Verfügung und die Auswahlkriterien können vom Benutzer ausgewählt, programmiert, geändert oder übersteuert werden. Auf der Grundlage von Benutzererfahrung kann eine adaptive Diensteanbieter auswahl implementiert werden. Das heißt der Informationsübertragungsleistungsverlauf der Schaltung 1 bei einem bestimmten Diensteanbieter (z.B. Fehlerrate, abgeworfene Verbindungen, Übertragungszeit) kann gespeichert und aktualisiert werden und diese Informationen können als gewichteter Faktor bei der Auswahl von Diensteanbietern benutzt werden. Auf diese Weise können in Fällen, wo wünschenswertere Alternativen zur Verfügung stehen, Diensteanbieter vermieden werden, die schlechte Dienste bieten.
Die Bedeutungen der vorliegenden Erfindung für den Markt und die Verbraucher sind dahinigehend bedeutsam, daß die Schaltungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung allgemein einen intensiven Wettbewerb für Kunden unter verschiedenen drahtlosen Netzbetreibern einführen werden. Die vorliegende Erfindung identifiziert automatisch Diensteanbieter, die die Leistungserfordernisse des Benutzers am besten erfüllen. Auf diese Weise werden Diensteanbieter, die die veränderlichen Bedürfnisse der meisten Benutzer erfüllen, einen großen Marktanteil besitzen und volle Nutzung ihres verfügbaren Frequenzspektrums bewahren. Durch die Erfindung können daher die Benutzer durch Erzeugung von Preis- und Dienstewettbewerb unter den Netzbetreibern den Markt antreiben.
Zusätzlich wird durch die omnimodale Fähigkeit der vorliegenden Erfindung ein freier Markt für die Nutzung des Frequenzspektrums erleichtert. Die Schaltung 1 kann für die Auswahl einer angegebenen Kanalfrequenz aktiviert werden, kann aber dazu aktiviert werden, auf diesem Kanal Befehls-, Steuerungs- und Datenprotokolle zu benutzen, die normalerweise für unterschiedliche Kanäle zutreffend sind, wenn der die Frequenz steuernde Netzbetreiber einen anderen Netzbetreiber berechtigt hat, den Kanal des ersten Netzbetreibers zeitweilig zu benutzen. Als Beispiel könnte ein örtlicher AMPS-Zellulartelefonnetzbetreiber offene Kanäle aufweisen, die zeitweilig an einen SMR-Netzbetreiber (Specialized Mobile Radio) „vermietet" werden können, der starken Verkehr auf seinen zugewiesenen Kanälen erfährt. Der SMR-Netzbetreiber kann dann SMR-dienstanfordernde Personen anweisen, auf dem „gemieteten" Kanal zu arbeiten, aber anstatt der normalerweise für diesen Kanal zutreffenden AMPS-Protokolle SMR-Protokolle zu benutzen. Durch dieses Betriebsverfahren wird die wirkungsvolle Verwendung verfügbarer Frequenzen maximiert, indem Netzbetreibern erlaubt wird, die Anzahl verfügbarer Kanäle auf Grundlage des aktuellen Bedarfs zu verkleinern oder zu erweitern. Während der Hauptverkehrs zeit, wenn der AMPS-Verkehr stark ist könnten zusätzliche Kanäle durch Marktkräfte auf AMPS neu verteilt werden; das heißt der AMPS-Netzbetreiber wird zusätzliche Kanäle von nicht voll ausgelasteten Netzbetreibern mieten, um die von der Öffentlichkeit zu dieser Zeit gewünschten Dienste bereitzustellen. Zu anderen Zeiten könnte der Bedarf für andere Systeme steigen und AMPS oder andere Netzbetreiber können ihre nicht vollausgelastete Bandbreite an Netzbetreiber mit einem bedeutenden Bedarf vermieten. Dies könnte beispielsweise dann eintreten, wenn ein Netz, das Zustandsmeldedienste von abgesetzten Einrichtungen bereitstellt (Verkaufsautomaten, Benzinpumpen usw.), dafür ausgelegt ist, eine große Datenmenge spät am Abend oder während der frühen Morgenstunden zu übertragen. Wenn die abgesetzte Einrichtung mit einer auf alle Netze abstimmbaren Vorrichtung ausgestattet ist, kann das Zustandsmeldenetz Kanäle von anderen Netzbetreibern mieten und mehrere Kanäle zur Versorgung seiner Kunden benutzen. Auf diese Weise werden Wirtschaftsanreize hergestellt, um sicherzustellen, daß Funkkanäle zu jeder Zeit ihrer produktivsten Verwendung zugewiesen sind und die durch FCC-Kanalzuweisungen bewirkten wettbewerbhemmenden Auswirkungen von Netzbetreibermonopolen verringert werden.
Bezugnehmend auf 9 ist ein Verfahren zur Auswertung von Systemauswahl dargestellt. Das Verfahren beginnt 902 mit der Bestimmung durch die omnimodale Schaltung 1, ob Daten- oder Sprachdienst gewünscht wird 904. Wenn ein Datendienst gewünscht wird, beschafft die Schaltung 1 Preisinformationen 905 für die verfügbaren Datendiensteanbieter. Wenn ein Sprachdienst gewünscht wird beschafft die Schaltung 1 Sprachgebühreninformationen 906. Sobald diese Gebühreninformationen beschafft worden sind werden die Informationen von der Schaltung 1 ausgewertet, um auf Grundlage der vom Benutzer gelieferten Kriterien eine Diensteanbieterauswahl zu treffen. Sobald diese Auswahl getroffen worden ist wird die Schaltung 1 zum Zugreifen auf den ausgewählten Diensteanbieter konfiguriert 912 und eine Verbindung mit diesem Anbieter hergestellt 914. Sobald der Benutzer seine Verwendung des ausgewählten Diensteanbieters beendet hat, endet das Verfahren 916.
10 ist ein Flußdiagramm mit nützlichen Schritten in einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum „Anzeigen" verfügbarer Netzbetreiberdienste in einem geographischen Bereich. Bei diesem Verfahren werden von drahtlosen Diensteanbietern elektronisch als Teil jedes „Quittungsaustausch"- Verfahrens mit einem omnimodalen Produkt Informationen wie beispielsweise Geschwindigkeitsinformationen, Informationen, die Systembetriebseigenschaften wie beispielsweise Systemauslastung, Wahrscheinlichkeit, abgeworfen zu werden, und andere oben bemerkte Faktoren, die wünschenswerterweise bei der Netzbetreiberauswahl in Betracht gezogen werden können, angeben, rundgesendet. Diese Informationen können in jedem geographischen Gebiet durch einen auf einer vorbestimmten Frequenz arbeitenden gemeinsam betriebenen oder von der Regierung betriebenen Sender rundgesendet werden. Die Schaltung 1 kann dann betrieben werden, um den vorbestimmten „dienstanzeigenden" Kanal abzufragen und notwendige Informationen zur Verwendung bei der Auswahl von Netzbetreibern zu beschaffen. Auf einem regierungsbetriebenen Kanal können von der Regierung eingesammelte Statistiken über den Betrieb der verschiedenen Netzbetreiber im Bereich als Kundendienst übertragen werden, um Dienstwettbewerb weiter zu fördern und Benutzern bei der Auswahl des geeignetsten Netzbetreibers beizustehen.
Als Alternative können einzelne Netzbetreiber Gebühreninformationen auf einzelnen Befehlskanälen rundsenden. Gebührenberechnung kann dynamisch geändert werden, um ein gewünschtes Systembelastungsniveau zu bewahren. In der Tat kann bei einer bevorzugten Ausführungsform eine automatisierte Preisverhandlung durchgeführt werden, bei der die Schaltung 1 eine Anzeige der Art und Menge an zu übertragenden Informationen überträgt und der Netzbetreiber mit Angabe eines Preises für die Übertragung antwortet. Solche Angaben können von mehreren Netzbetreibern beschafft werden und der kostengünstigste Übertragungsmodus kann ausgewählt werden, oder die angegebenen Preise können in einer Gleichung eingegeben werden, bei der wie oben offenbart andere Faktoren zusätzlich zum Preis in Betracht gezogen werden. Als Teil dieses Verfahrens können Funknetzbetreiber ein Auswertungsprogramm mit dynamischer Bedarfskurve implementieren, bei dem Systembelastung und Rentabilität fortlaufend überwacht werden. Auch kann das Auswertungsprogramm den Prozentsatz angeforderter Angaben überwachen, die nicht angenommen werden. Auf diese Weise kann das System des Funknetzbetreibers Preise dynamisch einstellen, um das Einkommen für den Netzbetreiber zu allen Zeiten auf Grundlage eines Echtzeitmodells der aktuellen Bedarfskurve für Nutzungsdienst im Bereich zu maximieren.
Ein Verfahren, bei dem Systeminformationen zu Benutzern verteilt werden könnten, ist in der 10 dargestellt. Das Verfahren beginnt 1002 durch Anschließen eines ausgewählten Diensteanbieters 1004. Vom Diensteanbieter werden Informationen wie oben besprochen für einen zentralen Standort bereitgestellt. Sobald die Informationen für den zuerst ausgewählten Diensteanbieter vollständig sind bestimmt das Verfahren, ob andere Diensteanbieter bestehen 1008. Wenn andere Anbieter bestehen, wird das Verfahren 1004 und 1006 für jeden zusätzlichen Diensteanbieter wiederholt. Wenn Dienstinformationen für alle Dienste-anbieter angesammelt sind, werden durch das Verfahren die Informationen eingesammelt und eine standardmäßige Berichtform formatiert, die für alle Mobileinheiten 1010 verständlich ist. Vom Verfahren wird dann die richtige Modulationsfrequenz und das richtige Protokoll für den gewünschten geographischen Bereich bestimmt 1012 und diese Informationen an alle Mobilbenutzer auf der ausgewählten Frequenz und unter Verwendung des ausgewählten Protokolls 1014 rundgesendet. Sobald die Informationen an die Benutzer rundgesendet worden sind, endet das Verfahren 1016.
Als nächstes auf 11 bezugnehmend ist ein Flußdiagramm mit einer Quittungsaustauschfolge zum Anordnen einer Informationsübertragung unter Verwendung der omnimodalen Schaltung 1 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Verfahren beginnt 1102 mit dem Zugreifen auf einen Diensteanbieter 1104 durch die omnimodale Schaltung 1 und Empfangen von Netzbetreiberkosteninformationen vom Diensteanbieter 1106. Die omnimodale Schaltung 1 kann auch zusätzliche Informationen wie beispielsweise Signalgüte, Systemressourcen und verfügbare Bandbreite vom Diensteanbieter empfangen. Die Schaltung 1 speichert dann die vom Diensteanbieter empfangenen Informationen 1108. Die Schaltung bestimmt, ob andere Diensteanbieter bestehen 1110 und wenn ja, wiederholt sie die obigen Schritte um Kosten- und Verfügbarkeitsinformationen für jeden Dienst in Reichweite der omnimodalen Schaltung zu erfassen.
Sobald Informationen für alle verfügbaren Diensteanbieter erfaßt worden sind werden die Informationen ausgewertet 1112. Diese Auswertung könnte aus einer einfachen Bestimmung auf Grundlage eines einzigen Faktors bestehen oder könnte mehr komplizierte Berechnungen umfassen, die auf Gewichtung gegebener Faktoren und Güten bezogen sind. Die Ergebnisse der Auswertung werden zur Auswahl eines Diensteanbieters zur Verarbeitung der anstehenden Anforderung von Diensten des Benutzers verwendet. Auf dem ausgewählten Diensteanbieter wird eine Verbindung hergestellt 1114 und die Anforderung des Benutzers wird verarbeitet, wonach das Verfahren endet 1116.
12 ist eine Ansicht eines zellularen Funktelefons 1200, das allgemein von der oben unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Art und Konfiguration ist. Das Funktelefon 1200 ist jedoch unter Verwendung einer modularen omnimodalen Schaltung 1 aufgebaut, die auf einer herausnehmbaren Karte 1204 aufgebaut ist, die mit einem standardisierten Verbinder oder Verbinder (beispielsweise einem PCMCIA-Verbinder) 1205 versehen ist, um alle notwendigen Schnittstellenverbindungen mit einer Mehrzahl von Empfangsvorrichtungen auf die oben unter Bezugnahme auf 7 beschriebene Weise herzustellen.
Wie aus 12 ersichtlich, weist ein Telefongehäuse 1202, das eine Batteriestromversorgung, ein Mikrofon, einen Lautsprecher, einen Tastenwahlblock und eine Antenne 2 enthält, einen Aufnahmeschlitz 1206 zur Aufnahme der die Schaltung 1 tragenden Karte 1204 auf. Wenn die Karte 1204 im Telefongehäuse 1202 installiert ist, stellt der Verbinder 1205 Kontakt mit dem Verbinder 1208 im Schlitz 1206 her und die externen Bauteile des Gehäuses 1202 sind funktionsmäßig mit der Karte 1204 kombiniert, um ein betriebsfähiges multimodales Zellulartelefon zu erzeugen.
13 zeigt die Installation der gleichen Karte 1204 in einem notizbuchgroßen Computer 1302, wodurch der Computer 1302 mit vollständigem omnimodalen Netzzugriff ausgestattet wird. Durch Verwendung der gleichen Karte 1204 mit der standardisierten Schaltung 1 zur Bereitstellung von Funknetzzugriff für verschiedene Vorrichtungen kann der Benutzer die Unterhaltung mehrerer Konten oder Telefonnummern vermeiden und doch über Funk unter Verwendung vieler Vorrichtungen kommunizieren. Beispielsweise könnte ein Aufnahmeschlitz für die Karte 1204 im Auto des Benutzers vorgesehen sein und Einschieben der Karte 1204 bei Einstieg in das Auto würde zellulare Kommunikationsfähigkeit im Auto aktivieren. Die gleiche Karte 1204 kann leicht zwischen dem Auto, einem tragbaren Handapparatgehäuse nach der Darstellung in 12 und einem Computer wie in 13 dargestellt zur Datenübertragung weitergegeben werden.
Die omnimodale Schaltung der vorliegenden Erfindung kann sowohl Funkrufempfang als auch andere Funktionen wie beispielsweise das Einleiten von Zellulartelefonverbindungen durchführen. Da jedoch nur eine einzige Sende- und Empfangsschaltung bereitgestellt ist, ist es möglich, das irgendwelche an die Vorrichtung gerichteten Funkrufe nicht empfangen werden, wenn die Vorrichtung auf einem Nicht-Funkruf-Kommunikationsnetz wie beispielsweise einem AMPS-Zellulartelefonsystem benutzt wird. Die vorliegende Erfindung bietet eine Lösung für dieses mögliche Problem, bei der die Funkrufsystemsteuerung mit anderen Netzen) wie beispielsweise dem örtlichen AMPS-Zellularsystem zusammengeschaltet wird. Es versteht sich, daß während die Verbindung des Funkrufsystems mit dem AMPS-System als Beispiel dargestellt ist, solche Verbindungen zwischen beliebigen Systemen bereitgestellt werden können, die von der omnimodalen Schaltung 1 benutzt werden, um ähnliche Ziele zu erreichen.
14 ist ein Blockschaltbild eines Funkrufweiterleitungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit omnimodalen Schaltungen 1, die Funkruffunktionen und auch eine Nicht-Funkrufnetzfunktion wie beispielsweise Zellulartelefonbetrieb unterstützen. 14 zeigt ein Funkrufsystem 1400, das auf herkömmliche Weise durch Leitungen 1406 mit einer Rundsendeantenne 1408 verbunden ist, die Funkrufsignale zu Funkrufvorrichtungen wie der in der Figur gezeigten omnimodalen Schaltung 1 überträgt. Zusätzlich zeigt die 14 ein Zellulartelefonnetzamt 1402, das durch Leitungen 1410 zur Steuerung der Funktionsweise des Senders 1412 des Zellulartelefonzellenstandorts verbunden ist.
Bedeutsamerweise ist das Funkrufsystem 1400 mit dem Zellulartelefonnetzamt 1402 durch Leitungen 1404 verbunden, die die Übertragung von Betriebs- und Steuerungsinformationen zwischen dem Funkrufsystem 1400 und dem Zellulartelefonnetzamt 1402 erlauben. Aufgrund der Verbindung der Leitungen 1404 kann das Funkrufsystem bestimmen, ob die omnimodale Vorrichtung 1 mit einer Zellularverbindung tätig ist und daher nicht in der Lage sein wird, einen Funkruf zu empfangen.
15 ist ein Flußdiagramm einer bevorzugten Funktionsweise des Funkrufgeräts und anderer (beispielsweise AMPS-)Systeme, die wie unter Bezugnahme auf
14 beschrieben zusammengeschaltet sind. Im Block 1502 bestimmt das Funkrufsystem zuerst durch Bezugnahme auf gespeicherte Aufzeichnungen, ob die zu kontaktierende Funkrufvorrichtung eine omnimodale Schaltung 1 ist, die an der Datenübertragung mit einem anderen System zur Zeit jedes gegebenen Funkrufs beteiligt sein kann. Wenn nicht, dann kann der Funkruf durch das gewöhnliche Rundsendeverfahren im Block 1504 gesendet werden. Wenn eine omnimodale Schaltung 1 an der Funkrufoperation beteiligt ist, kontaktiert das Funkrufsystem dann alle angeschlossenen Netze, die möglicherweise durch die omnimodale Vorrichtung 1 benutzt werden können, und fragt im Block 1506 an, ob die Vorrichtung in der Tat diese Netze benutzt. Wenn nicht, dann wird angenommen, daß die omnimodale Vorrichtung für den Empfang eines Funkrufs zur Verfügung steht und die Steuerung wird zur Übertragung des Funkrufs durch herkömmliche Verfahren zum Block 1504 übertragen. Wenn die Schaltung 1 im Gebrauch ist bestimmt das Funkrufsystem im Block 1508, ob Abgabe durch das alternative Netz bewirkt werden kann. Dies kann durch entsprechende Faktoren, einschließlich ob das Netz (z.B. AMPS) fähig und willig ist, die Funkrufinformationen zur Schaltung 1 abzugeben, und ob der Benutzer der Schaltung 1 diesen Dienst abonniert hat, bestimmt werden.
Wenn Abgabe durch das alternative Netz nicht zur Verfügung steht wird die Steuerung zum Block 1510 übertragen, der eine Zeitverzögerung auferlegt. Die Funkrufinformationen werden gespeichert und nach einer entsprechenden Zeitdauer wird die Steuerung zum Block 1506 übertragen und das Funkrufsystem versucht wieder, zu bestimmen, ob der Funkruf durch herkömmliche Mittel übertragen werden kann.
Wenn das alternative Netz in der Lage ist, den Funkruf abzugegeben und dieser Dienst bereitgestellt werden soll, wird die Steuerung vom Block 1508 zum Block 1512 übertragen und der Funkruf wird über das alternative System übertragen. Im Fall des AMPS-Systems können die Funkrufinformationen als momentane Unterbrechung eines bestehenden Gesprächs, als auf einem Befehlskanal bereitgestellte Informationen, als Unterlagerungsinformationen (z.B. in einem Band von 0 bis 300 Hz) oder durch ein anderes zutreffendes Verfahren übertragen werden.

Claims

Hoch- bzw. Funkfrequenzmanagementsystem zur Neuverteilung von Funkspektrum unter einer Mehrzahl drahtloser Diensteanbieter, die drahtlose Kommunikationsnetze unter Verwendung unterschiedlicher Hoch- bzw. Funkfrequenzmodulationsprotokolle und unterschiedlicher Hoch- bzw. Funkfrequenzen betreiben, um mit einer Mehrzahl von frequenz- und protokollagilen tragbaren Funkvorrichtungen zu kommunizieren, von denen jede auf Steuersignale für die tragbaren Funkvorrichtungen reagiert, um ihre Betriebsfrequenz und ihr Modulationsprotokoll zu ändern, wobei ein erstes drahtloses Kommunikationsnetz unter Verwendung eines ersten, dem ersten drahtlosen Kommunikationsnetz zugeteilten Hoch- bzw. Funkfrequenzspektrums und Verwendung eines ersten Modulationsprotokolls betrieben wird, und wobei ein zweites drahtloses Kommunikationsnetz unter Verwendung eines zweiten, dem zweiten drahtlosen Kommunikationsnetz zugeteilten und sich vom ersten Hoch- bzw. Funkfrequenzspektrum unterscheidenden Hoch- bzw. Funkfrequenzspektrum und unter Verwendung eines zweiten Modulationsprotokolls betrieben wird, wobei das System aufweist: Kapazitätserkennungsmittel zum Erzeugen eines Frequenzanforderungssignals bei Bestimmung, daß das erste drahtlose Kommunikationsnetz an oder nahe der vollen Kapazität ist, um zeitweilig Hoch- bzw. Funkfrequenzen von einem anderen drahtlosen Diensteanbieter im gleichen geographischen Gebiet auszuleihen bzw. zu borgen; auf ein Frequenzanforderungssignal reagierende Frequenzneuverteilungsmittel zum zeitweiligen Neuzuweisen von Funkspektrum vom zweiten drahtlosen Kommunikationsnetz zum ersten drahtlosen Kommunikationsnetz, von dem durch das Kapazitätserkennungsmittel bestimmt wird, daß es an oder nahe der vollen Kapazität ist; und Mittel zum Veranlassen, daß Steuersignale für die tragbaren Funkvorrichtungen in mindestens einigen der frequenz- und protokollagilen tragbaren Funkvorrichtungen deren Betriebsfrequenz und Modulationsprotokoll ändern, um zu ermöglichen, daß die so geänderte tragbare Funkvorrichtung unter Verwendung des ersten Modulationsprotokolls anstatt des zweiten Modulationsprotokolls, das normalerweise für dieses Funkspektrum zutreffend sein würde, über das zeitweilig neu zugewiesene Funkspektrum kommuniziert.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede frequenz- und protokollagile tragbare Funkvorrichtung folgendes umfaßt: einen frequenzagilen Funksender/Empfänger, der auf einer beliebigen Frequenz einer Mehrzahl von Radiofrequenzen betrieben wird, die für jedes der Mehrzahl von drahtlosen Kommunikationsnetzen zutreffend sind, wobei diese eine Frequenz als Reaktion auf ein Frequenzsteuerungssignal ausgewählt wird; eine digitale Schnittstellenschaltung zum Zusammenschalten des frequenzagilen Funksenders/Empfängers mit externen Digitalsignalverarbeitungsvorrichtungen, damit Digitalsignalinformationen über den frequenzagilen Funksender/Empfänger gesendet und empfangen werden können; protokollagile Betriebsschaltungsmittel zum Betreiben des frequenzagilen Funksenders/Empfängers und der Digitalschnittstellenschaltung gemäß einem beliebigen Modulationsprotokoll einer Mehrzahl von Modulationsprotokollen, wobei dieses Modulationsprotokoll als Reaktion auf ein Protokollsteuerungssignal ausgewählt wird; und adaptive Steuerungsmittel zum Bestimmen, welche drahtlosen Kommunikationsnetze an einem gegebenen Standort und zu einer gegebenen Zeit zur Verfügung stehen, zum Zugreifen auf ein ausgewähltes drahtloses Kommunikationsnetz und zum Erzeugen des Frequenzsteuerungssignals und des Protokollsteuerungssignals als Reaktion auf von einem Benutzer definierte Kriterien, um zu bewirken, daß die Vorrichtung unter Verwendung einer Frequenz und eines Modulationsprotokolls mit dem ausgewählten drahtlosen Kommunikationsnetz kommuniziert, die zur Übertragung der Digitalsignalinformationen über das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz geeignet sind.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptiven Steuerungsmittel das drahtlose Kommunikationsnetz auf Grundlage der geringsten Kosten auswählen.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptiven Steuerungsmittel das drahtlose Kommunikationsnetz auf Grundlage der Güte der Funkübertragungsstrecke auswählen, die den frequenzagilen Sender/Empfänger und das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz verbindet.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptiven Steuerungsmittel das drahtlose Kommunikationsnetz auf Grundlage der Wahrscheinlichkeit, vom Netz abgeworfen zu werden, auswählen.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptiven Steuerungsmittel das drahtlose Kommunikationsnetz auf Grundlage der Sicherheit der Funkübertragungsstrecke auswählen, die den frequenzagilen Sender/Empfänger und das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz verbindet.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptiven Steuerungsmittel das drahtlose Kommunikationsnetz auf Grundlage der vorherigen Erfahrungen mit bestimmten drahtlosen Kommunikationsnetzen auswählen.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptiven Steuerungsmittel das drahtlose Kommunikationsnetz auf Grundlage der kombinierten Bestimmung von zwei oder mehr der folgenden auswählen: die Kosten der Benutzung des drahtlosen Kommunikationsnetzes, die Güte der den frequenzagilen Sender/Empfänger und das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz verbindenden Übertragungsstrecke, vorherige Erfahrungen mit bestimmten drahtlosen Kommunikationsnetzen, die Möglichkeit, vom Netz abgeworfen zu werden, oder die Sicherheit der den frequenzagilen Sender/Empfänger und das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz verbindenden Funkübertragungsstrecke.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptiven Steuerungsmittel mit ausgewählten drahtlosen Kommunikationsnetzen kommunizieren, um die Betriebseigenschaften des entsprechenden drahtlosen Kommunikationsnetzes auf Echtzeitbasis zu bestimmen.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 2, weiterhin mit einem Modemmittel zur Durchführung von mindestens einer von Modulation oder Demodulation eines Netzbetreibersignals mit Benutzerdaten.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 10, weiterhin mit einem Datenprozessormittel zum Verarbeiten von über den frequenzagilen Sender/Empfänger übertragenen Digitaldaten.
Frequenzmanagementsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung mit drahtlosen Kommunikationsnetzen mit Verbindungseinleitungs- und Rufbeantwortungsfunktionen das Datenprozessormittel bewirkt, daß der frequenzagile Sender/Empfänger Telefonverbindungseinleitungs- und Rufbeantwortungsfunktionen über drahtlose Kommunikationsnetze mit solchen Telefonfunktionen steuert.
Verfahren zur Neuverteilung von Hoch- bzw. Funkfrequenzspektrum unter einer Mehrzahl von drahtlose Kommunikationsnetze betreibenden drahtlosen Diensteanbietern, von denen mindestens einige verfügbar sein können und zu einer gegebenen Zeit und an einem gegebenen Standort unter Verwendung von unterschiedlichen Hoch- bzw. Funkfrequenzmodulationsprotokollen und über unterschiedliche Hoch- bzw. Funkfrequenzen arbeiten, um mit einer Mehrzahl von frequenz- und protokollagilen tragbaren Funkvorrichtungen zu kommunizieren, von denen jede auf Steuersignale für tragbare Funkvorrichtungen reagiert, um ihre Betriebsfrequenz und ihr Modulationsprotokoll zu ändern, mit folgenden Schritten: Erzeugen eines Frequenzanforderungssignals bei Bestimmung, daß ein drahtloses Kommunikationsnetz an oder nahe der vollen Kapazität ist, um zeitweilig Hoch- bzw. Funkfrequenzen von einem anderen drahtlosen Diensteanbieter im gleichen geographischen Gebiet auszuleihen bzw. zu borgen; als Reaktion auf das Frequenzanforderungssignal zeitweiliges Neuzuweisen von Hoch- bzw. Funkfrequenz bzw. Funkspektrum von einem anderen drahtlosen Kommunikationsnetz, das weniger als seine normal zugewiesene Hoch- bzw. Funkfrequenz nutzt, und das normal die Hoch- bzw. Funkfrequenz steuert, zu dem Kommunikationsnetz, von dem bestimmt wird, daß es an oder nahe seiner vollen Kapazität ist; und Bewirken, daß Steuersignale für die tragbaren Funkvorrichtungen in mindestens einigen der frequenz- und protokollagilen tragbaren Funkvorrichtungen deren Betriebsfrequenz und Übertragungsprotokoll ändern, um den so geänderten tragbaren Funkvorrichtungen zu erlauben, unter Verwendung des Modulationsprotokolls des drahtlosen Kommmunikationsnetzes mit oder nahe der vollen Kapazität anstatt des Modulationsprotokolls, das normalerweise für dieses Spektrum zutreffend sein würde, über das zeitweilig neu zugewiesene Funkspektrum zu kommunizieren.
Verfahren nach Anspruch 13, mit den weiteren folgenden Schritten: Betreiben eines frequenzagilen Funksenders/Empfängers auf einer beliebigen einen Frequenz einer Mehrzahl von Radiofrequenzen, die für jedes der Mehrzahl von drahtlosen Kommunikationsnetzen zutreffend sind, wobei die eine Frequenz als Reaktion auf ein Frequenzsteuerungssignal ausgewählt wird; Zusammenschalten des frequenzagilen Funksenders/Empfängers mit externen Digitalsignalverarbeitungsvorrichtungen, damit die Digitalsignalinformationen über den frequenzagilen Funksender/Empfänger gesendet und empfangen werden können; Betreiben des frequenzagilen Funksenders/Empfängers gemäß einem beliebigen einen Modulationsprotokoll einer Mehrzahl von Modulationsprotokollen, wobei das eine Modulationsprotokoll als Reaktion auf ein Protokollsteuerungssignal ausgewählt wurde, und Bestimmen, welche drahtlosen Kommunikationsnetze an einem gegebenen Standort und zu einer gegebenen Zeit zur Verfügung stehen und Zugreifen auf ein ausgewähltes drahtloses Kommunikationsnetz durch Erzeugen des Frequenzsteuerungssignals und des Protokollsteuerungssignals als Reaktion auf vom Benutzer definierte Kriterien, um zu bewirken, daß die Vorrichtung unter Verwendung eines zur Übertragung der besagten Digitalsignalinformationen über das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz geeigneten Frequenz- und Modulationsprotokolls mit dem ausgewählten drahtlosen Kommunikationsnetz kommuniziert.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Auswählens des drahtlosen Kommunikationsnetzes auf den geringsten Kosten beruht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Auswählens des drahtlosen Kommunikationsnetzes auf der Güte der den frequenzagilen Sender/Empfänger und das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz verbindenden Funkübertragungsstrecke beruht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Auswählens des drahtlosen Kommunikationsnetzes auf der Wahrscheinlichkeit, vom Netz abgeworfen zu werden, beruht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Auswählens des drahtlosen Kommunikationsnetzes auf der Sicherheit der den frequenzagilen Sender/Empfänger und das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz verbindenden Funkübertragungsstrecke beruht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Auswählens des drahtlosen Kommunikationsnetzes auf vorherigen Erfahrungen mit bestimmten drahtlosen Kommunikationsnetzen beruht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Auswählens des drahtlosen Kommunikationsnetzes auf der kombinierten Bestimmung von zwei oder mehr der folgenden beruht: den Kosten der Benutzung des drahtlosen Kommunikationsnetzes, der Güte der den frequenzagilen Sender/Empfänger und das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz verbindenden Übertragungsstrecke, vorherigen Erfahrungen mit bestimmten drahtlosen Kommunikationsnetzen, der Wahrscheinlichkeit, vom Netz abgeworfen zu werden, oder der Sicherheit der den frequenzagilen Sender/Empfänger und das ausgewählte drahtlose Kommunikationsnetz verbindenden Funkübertragungsstrecke.
Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin mit dem Schritt der Beteiligung an einem elektronischen Quittungsaustausch mit ausgewählten drahtlosen Kommunikationsnetzen, um die Kosten für gewünschte Dienste und die Betriebseigenschaften des entsprechenden drahtlosen Kommunikationsnetzes auf Echtzeitbasis zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin mit dem Schritt des Bewirkens, daß der frequenzagile Sender/Empfänger Telefonverbindungseinleitungs- und Rufbeantwortungsfunktionen über drahtlose Kommunikationsnetze mit derartigen Telefonfunktionen steuert.