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EP0900506A2 - Verfahren, einrichtung und endgerät zur erweiterung eines unidirektionalen funkrufnetzes zu einem quasi bidirektionalen funkrufnetz - Google Patents

Verfahren, einrichtung und endgerät zur erweiterung eines unidirektionalen funkrufnetzes zu einem quasi bidirektionalen funkrufnetz

Info

Publication number
EP0900506A2
EP0900506A2 EP97925852A EP97925852A EP0900506A2 EP 0900506 A2 EP0900506 A2 EP 0900506A2 EP 97925852 A EP97925852 A EP 97925852A EP 97925852 A EP97925852 A EP 97925852A EP 0900506 A2 EP0900506 A2 EP 0900506A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
paging
network
gsm
terminal
radio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP97925852A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Bungartz
Jan Dressel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Telekom AG
Telekom Deutschland GmbH
Original Assignee
Deutsche Telekom AG
DeTeMobil Deutsche Telekom Mobilnet GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Telekom AG, DeTeMobil Deutsche Telekom Mobilnet GmbH filed Critical Deutsche Telekom AG
Publication of EP0900506A2 publication Critical patent/EP0900506A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/022—One-way selective calling networks, e.g. wide area paging
    • H04W84/025—One-way selective calling networks, e.g. wide area paging with acknowledge back capability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/022—One-way selective calling networks, e.g. wide area paging
    • H04W84/027—One-way selective calling networks, e.g. wide area paging providing paging services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/12—Messaging; Mailboxes; Announcements
    • H04W4/14—Short messaging services, e.g. short message services [SMS] or unstructured supplementary service data [USSD]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/02—Inter-networking arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for expanding a unidirectional paging network to a quasi bidirectional paging network, and to a device and a terminal for carrying out the method.
  • a GSM mobile radio network also offers limited paging functions via the Short Message Service (SMS).
  • SMS Short Message Service
  • a full-fledged paging service as is possible in radio paging with regard to functionality, number of subscribers and call throughput etc., cannot be simulated and implemented by the SMS infrastructure for technical - and above all cost reasons.
  • SMS Short Message Service
  • the paging is all one-way communication, i.e. the subscriber has no possibility to send a message himself.
  • the caller does not know whether the called party received or read the message.
  • An acknowledgment function would be advantageous here, by which the called party confirms receipt of the message.
  • two-way communication is required, with the associated infrastructure of transmitting and receiving devices.
  • a sufficiently powerful transmitter unit would also have to be integrated into the pager.
  • TANGO Bidirectional paging networks
  • the object is achieved by the features of patent claim 1.
  • a device and a terminal for carrying out the method are the subject of claims 19 and 24, respectively.
  • a paging network (paging network) and a telecommunications network, preferably a GSM mobile radio network, are connected to one another via a common access (gateway).
  • a common access preferably a GSM mobile radio network
  • the mobility management function in the GSM network enables the receiver to be located. This can be used for the paging zone assignment of the receiver and thus for saving airtime in the paging network.
  • the required airtime of a radio call is a measure of the transmission capacity and utilization of a radio network. In principle, necessary modifications are independent of the standard of the paging network. The method can therefore be used for any paging network.
  • Some paging systems e.g. ERMES
  • a so-called paging area update can be carried out via GSM Short Message Service Mobile Originated in the paging network.
  • the coupling of a GSM network to a paging network can be implemented technically by means of various concepts. It should be possible to use the Mobile Originated Short Message Service (for acknowledgment) and the mobility management function (for location determination) implemented in GSM.
  • the first concept provides for the connection of the GSM network to the paging network through a gateway, which can be implemented with a Short Message Service Center (SMSC).
  • SMSC Short Message Service Center
  • the functionality can be integrated into an existing SMSC.
  • a modification of an SMSC according to the requirements and the use as an independent network node exclusively for the application according to the invention is also possible.
  • the Short Message Service Center for example of the Dl mobile network, is already prepared for setting up the necessary gateway functions.
  • a second concept provides for the use of a special gateway computer, through which the two networks can be connected to one another without modifications.
  • the acknowledgment function is primarily used to indicate to the system that a call has been successfully transmitted and received by the subscriber, and therefore no new call transmission is necessary.
  • a further development of the invention provides that the subscriber can also send useful information (predefined and freely defined replies to the radio call) with the acknowledgment in a short message.
  • the paging system ERMES If used, it transmits the paging area code, which enables the terminal to recognize a change in the ERMES paging area.
  • a so-called ERMES paging area update can be carried out using the GSM function Short Message Service Mobile Originated.
  • the location information provided by the GSM mobility management can alternatively be used to determine the location area of the terminal.
  • the GSM Short Message Service is required on the mobile radio side. No voice information is transmitted.
  • the normal operating state of the end device will be a permanently switched-on radio pager and an (automatically) activated mobile radio part only for the GSM location updates or ERMES paging area updates and acknowledgment.
  • the advantage is a very high standby time for the end device due to the low energy consumption of the mobile radio part.
  • the location update procedure in the GSM network (for storing the location of the GSM terminal in GSM databases) can be cyclically carried out using a timer - for energy-saving reasons (automatic activation of the mobile phone component and implementation of a location update).
  • the cell phone part is switched off for a long time or there is no radio contact, no location update can be carried out be performed.
  • the end device may already be in a different area than the last paging zone determined. If a radio call is now sent and is not acknowledged within a predefined period, the following options are available:
  • the calls are sent in a constantly increasing radius, determined by a time factor, around the last determined call zone up to nationwide.
  • the paging is repeated a second time e.g. sent nationwide, which automatically triggers a location update procedure for paging zone assignment on receipt.
  • the paging is sent in the paging service's default call zone
  • the "economy" configuration is suitable for existing mobile radio subscribers or for those who would like to use the advantages of the method according to the invention without the use of new end devices.
  • a separate GSM end device and a pager end device are used. If a message is received from the pager, it can be acknowledged directly via the GSM device.
  • the multi-frequency dialing method (DTMF) can also be used to transmit the acknowledgment signals. It is therefore also possible to carry out the acknowledgment via any DTMF-compatible telephone.
  • DTMF multi-frequency dialing method
  • This system represents an independent end device.
  • This end device includes a pager (preferably a text pager) and a mobile radio part, which only has an SMS functionality. Both components are coupled internally via an interface (e.g. RS232).
  • a normal SIM card with SMS authorization is required to operate the device.
  • a SIM card designed only for this purpose is useful.
  • the mobile phone component should not send an IMSI Detach Message.
  • a version as PCMCIA variant for laptops / palmtops is also conceivable.
  • Normally, normal text pagers with interfaces can be used. These can be coupled, for example, in a special adapter in which the mobile radio part is implemented.
  • This system represents an independent end device and includes a pager, using the paging infrastructure, as well as a fully "talkable" mobile phone.
  • a normal SIM card is required to operate the device.
  • the pager can be operated via the integrated radio paging receiver (eg city call or in the future via ERMES) via the paging infrastructure and acknowledge via the GSM infrastructure.
  • the integrated radio paging receiver eg city call or in the future via ERMES
  • Figure 1 The principle of coupling a paging and GSM network
  • Figure 2 Simplified representation of the required network architecture
  • Figure 3 Coupling the networks. in a first embodiment
  • Figure 4 coupling the networks in a second embodiment
  • Figure 5 coupling the networks in a third embodiment
  • Figure 6 Schematic structure of a suitable terminal
  • Figure 7 Functional principle of call acknowledgment with the "economy" terminal configuration.
  • Figure 1 shows the general concept of the invention.
  • a call signal 2 is sent to a terminal 3, which is set up to receive radio calls.
  • the terminal 3 is GSM-compatible or at least can be coupled to a GSM mobile radio device.
  • This makes it possible to use the terminal to send an acknowledgment signal 4, which is associated with the paging, via the GSM mobile radio network 5 and which is received by a corresponding GSM switching center.
  • an interface 6 Between the 'paging network 1 and the cellular network 5 there is an interface 6 through which a direct connection between the two networks is established.
  • the acknowledgment signal 4 is transferred from the GSM mobile radio network 5 to the paging network 1 and registered or processed there.
  • the paging network is able to send out the radio calls specifically in the determined area of the subscriber.
  • the required network architecture is shown in a simplified form in FIG.
  • the paging switch 7 of the paging network here an ERMES paging network in the example, has access to a switching center MSC of the GSM network 5 via a direct interface 6 and a gateway 20.
  • the agency responsible for managing the subscriber data in the paging network 22 is with the station to
  • Data postprocessing 21 of the GSM network is connected, so that common subscriber data are accessible to both networks and are interchangeable.
  • the customer interface 23 of the paging system enables third parties to initiate a paging and the acknowledgment of the paging e.g. to answer on his phone.
  • the connection of the two networks, GSM network 5 and paging network 1 takes place through a gateway (access) which can be implemented with a Short Message Service Center 10 (SMSC) of the GSM network.
  • SMSC Short Message Service Center 10
  • GSM networks in particular the Di network
  • an SMSC already has gateway functions, i.e. it is prepared for connection to external systems.
  • the SMSC 10 essentially consists of two components:
  • Interworking Entity 11 The IW Entity 11 represents the interface to the signaling standard of the GSM network and has a MAP interface (MAP: Mobile Application Part). Existing MAP signaling procedures allow the location of the subscriber and thus the paging zone to be determined, as well as the SMS procedures that are necessary to acknowledge a paging.
  • Service Center 12 SC:
  • the Service Center 12 includes via a direct interface 12 to the switching center 7 (PNC: Paging Network Controller) of the paging network, which e.g. can be a standardized X.25 interface (packet-oriented transmission). An X.25 interface must also be provided in the paging network controller 7.
  • the databases required for assigning subscriber and device identifications, for determining the location information and for storing the status information of radio calls (which are to be acknowledged) are implemented in the service center 12.
  • the databases in the service center 12 have e.g. following entries:
  • PNC Paging Network Controller
  • PNC 7 The databases required for assigning subscribers (MSISDN / IMSI) and device identification (PagerID), for determining location information and for storing further status information from the respective radio calls should be implemented in PNC 7. Relevant subscriber data therefore only has to be administered and maintained at one point in the system. The PNC 7 needs the subscriber data in order to determine whether a radio call is to be sent to a subscriber and the procedures according to the invention are to be carried out. At this point, the connection between paging and GSM subscriber data can be established.
  • the PNC databases have e.g. following functions:
  • the PNC 7 checks and compares the data as to whether a short message contains information for acknowledging a transmitted call.
  • the PNC must also monitor the transit times between paging and acknowledgment and then decide whether to retry the paging.
  • the gateway computer is an aid with which access to the mobile radio network 5 is created. This makes it possible to monitor and display signal flows in the network, to simulate special signal flows and feed them into the network and to communicate with external components.
  • the gateway computer is a computer with an SS # 7 protocol stack and a connection to the SS # 7 network, which, after appropriate programming, can perform exactly the tasks described like a multilink monitoring system.
  • Signaling messages SS # 7 can send, the functions described above without modification of the existing Short Message Service Center (according to Concept 1) can be reached.
  • the databases for assigning subscriber and device identifiers, for determining the location information and for storing the status information of radio calls can e.g. be implemented on a separate database server, similar to Concept 1, which is connected to the gateway computer 14 via a suitable interface 16 in order to relieve it of complex database operations.
  • the gateway computer 14 is connected to the switching center 7 of the paging system 1 via a suitable interface 17. With a configuration tailored to this application, the gateway computer essentially consists of two components:
  • this module represents the interface to the SS # 7 network and has the ability to generate and send GSM MAP messages and to decode incoming GSM MAP messages. This enables the system to communicate with GSM network components and execute the GSM MAP procedures for acknowledgment and localization.
  • the multilink monitoring system is connected to a network for communication with the PNC via this component.
  • FIG. 5 shows a further possibility of the network connection between a GSM mobile radio network 5 and an ERMES paging network 1.
  • the network architecture used essentially corresponds to that of concept 1 according to FIG. 3.
  • the SMSC 10 is connected to the GSM network 5 via an SS # 7 interface.
  • the paging area code (paging zone code) periodically broadcast by the ERMES paging network 1 is received by the terminal 3 and by short message to the SMSC 10 (signal 4 ') and from there
  • the transmission of the location information of the GSM terminal is namely prevented, which is undesirable in the application according to the invention. If the transmission of the IMSI Detach Message is nevertheless permitted, the procedure does not return an MSC identifier if the mobile radio device is switched off. For a sensible use of the mobility management, however, it is necessary according to the invention that an MSC identifier is always returned which indicates the location of a mobile radio telephone at the MSC level. As explained, it is useful to suppress the IMSI Detach Message, but it is not absolutely necessary to use the invention.
  • the end device can be asked by a "system call" before sending the radio message to carry out a location update in the GSM network and thus to determine the location area.
  • the normal operating state of the terminal device will be a radio pager that is always switched on and a GSM mobile radio part that is only switched on for location determination and acknowledgment.
  • the location update procedure in the GSM network (for location determination) can be carried out cyclically / periodically - for energy saving reasons - using a timer (automatic switching on of the mobile phone component and implementation of a location update) or manually by pressing a button as a "follow me” function. It would also be conceivable to program this timer using a special radio call or a short message to set different timer values depending on the mobility of the subscriber. If the mobile radio part of the terminal 3 is switched off for a long time or if there is no radio contact, no GSM location update can be carried out and the terminal is located may already be in a different area than the identified paging zone.
  • Short message (e.g. at ERMES)
  • the paging network 1 sends the current paging area regularly (at intervals of less than one second), i.e. the
  • the terminal 3 receives and stores this current paging
  • the PNC 7 is informed via the gateway 20 and an update of the paging area is carried out there in the database for the respective subscriber entry (paging area update).
  • the terminal can constantly check whether it is in a new paging area by comparing it with the stored "old" paging area code. If the terminal detects that it is in a new paging area or the stored information about the paging area has been lost, a paging area update is started. This paging area update procedure can ensure that radio calls are always sent in the current paging area.
  • the GSM location update is only required to log the GSM component of the terminal in the GSM network and thereby enable short messages to be sent.
  • a switch from manual to automatic acknowledgment can be set on the end device.
  • the procedure can be applied analogously to the concepts described.
  • the acknowledgment function is primarily used to indicate to the system that a call has been successfully transmitted and received by the subscriber and that no new call transmission is necessary (acknowledge).
  • user information predefined or freely defined replies to the radio call
  • Special short messages can be sent from terminal 3 to acknowledge a received radio call. To do this, you first need to log into the GSM network. The terminal sends a short message to the short message service center 10. The service center 12 recognizes a short message that is intended to acknowledge a radio call. Certain parameters and possibly the text of the short message, which identify a paging, are determined / extracted by the service center 12 and corresponding information is transmitted to the paging network 1, for example when the service center 12 detects that a due to the entries in the status database Paging has been acknowledged. The entry in the status database and the short message in the SC can then be deleted.
  • Automatic acknowledgment by the end device When a radio call is received, the radio call is automatically acknowledged (if there is GSM radio coverage). The pager switches on the mobile radio part via the internal interface and there is an automatic acknowledgment via GSM after logging into the GSM network.
  • the pager switches the mobile part on when a message is received. Then the acknowledgment is done manually by pressing an acknowledgment button.
  • Advantage very high stand-by times of the receiver due to the low energy consumption of the cell phone part.
  • the logic of the terminal 3 After receiving a radio call, the logic of the terminal 3 generates a short message which contains all the data which are required to acknowledge the radio call.
  • the data contained in the call e.g. serial number of the message
  • system parameters e.g. date and time of receipt
  • data from the SIM card can be used for this.
  • Information on the MSISDN of the subscriber, the destination address and the service center address must be available.
  • the switch from manual to automatic acknowledgment can be set on the end device.
  • the subscriber can activate or deactivate the acknowledgment function for radio calls in the radio call system.
  • a non-acknowledgment of a message within a predefined period of time or after repeated call repetition has e.g. result in a nationwide call transmission. If there is still no acknowledgment, appropriate information could be sent to an alternative pager / SMS recipient or fax number.
  • a confirmation of receipt can be requested via an information service (e.g. voice server).
  • an information service e.g. voice server
  • the manual acknowledgment can also take place directly via the GSM terminal or any DTMF-capable telephone 18.
  • a location determination with the "economy" solution is not practical since the GSM terminal and pager are physically separate devices. The pager is operated in its normal paging zones or the call is only sent in these zones.
  • either the code can be filtered out of the PNC 7 when a special dialing number is selected, or a further access 19 to the SMSC 10 must be created and the acknowledgment message identified and evaluated there.
  • the recipient of the message can carry out the acknowledgment directly via his GSM terminal or via any DTMF-capable telephone 18. He has a personal acknowledgment code and gets e.g. in the case of numerical and text calls, the number of the radio call that must be acknowledged is communicated via the call numbering function. Parameter transfers are also possible, e.g. Yes: 007; No: 4711 ..
  • the acknowledgment code can be structured as follows: Access number for entering the
  • a terminal 3 consists of the components paging module 25, GSM module 26 and controller 27.
  • An external switch 28 can be provided, via which the user can switch off the GSM module in order to save battery capacity.
  • the terminal preferably has a display and additional control buttons (not shown). Power is supplied by batteries or rechargeable batteries.
  • the paging module 15 contains all the functionalities of a known pager. These may have been expanded to include additional functionalities:
  • the paging module can switch between the locking mode and non-locking mode.
  • the paging module 25 If the paging module 25 is in the locking mode and the radio supply for the current paging frequency is no longer sufficient to receive paging messages, all paging frequencies are scanned. The list those frequencies for which there is sufficient radio coverage is transmitted to the controller.
  • the subsequence mask must be sent to the controller 27 on request
  • Air interface must be communicated to the controller.
  • GSM module 26
  • the GSM module 26 consists of the mobile equipment and the SIM (Subscriber Identity Module). At least the functionalities that are required for acknowledgment operation are implemented in the GSM module. External modules such as keyboard, display, microphone and loudspeaker can be omitted.
  • the GSM module is switched on or off by the external switch 28.
  • the GSM module can be activated or deactivated by the controller 27. A switched-off GSM module cannot be activated by the controller 27 until it is switched on again via the switch 28.
  • the SIM in the GSM module is a standard SIM according to GSM 11.11. To operate the GSM module, the PIN on the SIM must be deactivated. From the perspective of a GSM network, an activated GSM module 26 behaves like a GSM terminal:
  • the activation of the GSM module 26 corresponds to the switching on of a GSM telephone by the subscriber.
  • the GSM module will log into an available GSM network.
  • An activated GSM module can transmit a GSM short message (SMS-MO) to the PNC specified by the controller at the request of the controller 27.
  • SMS-MO GSM short message
  • the IMSI detach may log out of the GSM network.
  • the GSM module informs the controller 27 of the state of its mobility management (MM) sublayer, and of the success or failure of an SMS sent.
  • MM mobility management
  • Controller 27 The controller 27 connects the paging module 25 and the GSM module 26 of the terminal 3 and controls activation, sending of short messages and deactivation of the GSM module 26. Triggered by the paging module 25, the controller 27 carries out two procedures, the paging Area update procedure and the acknowledge procedure.
  • the controller 27 can be implemented as an independent assembly or as a process in the control computer.
  • the controller 27 ensures that the PNC is able to send messages to the terminal again after the loss of the old paging area. If the paging module 25 is in locking mode and the radio supply to the locked paging area is no longer provided, the controller 27 is informed of this and starts the paging area update procedure.
  • the paging module scans the available paging frequencies.
  • the result is transmitted to the controller, which then carries out one of the following mechanisms:
  • the operator ID (OPID) of one or more paging areas is identical to the home OPID (OPIDhome) or with the last used OPID:
  • the controller 27 selects a paging area for this OPID.
  • the controller 27 activates the GSM module 26 and transmits the selected paging area (OPID, PA) with a GSM SMS to the PNC. After successful transmission, the paging
  • OPID paging area
  • the paging module 25 is brought into the non-locking state, whereby paging messages are expected on all available frequencies.
  • the GSM module 26 is activated and the list of the available OPIDs and paging areas is transmitted to the PNC via a GSM SMS. From this list, the PNC can select a network operator suitable for paging roaming and use it to transmit messages.
  • the available OPIDs and paging areas are continuously determined. If the list determined here differs from the last one transmitted, then if OPIDhome is not available, 2b) is executed, otherwise 1). It may be necessary to define a waiting time between two transmissions according to 2b). After the transmission of the short message, the GSM module 26 is deactivated.
  • the GSM module 26 is not activated. The transmission of information to the PNC is considered to have failed and will be suspended until it is switched on.
  • the activation of the GSM part 26 and the transmission of an SMS should preferably take place in the time in which the paging pager does not expect any messages. This could be done by evaluating the subsequence mask (SM). If the transmission of the parameters to the PNC fails, the controller 27 deactivates the GSM module 26 and tries a new paging area update attempt after a time to be defined. The paging module is brought into the non-locking state. As the number of unsuccessful paging area update attempts increases, the waiting time increases. The number of attempts is unlimited.
  • SM subsequence mask
  • the switching off of the GSM module 26 could be communicated to the PNC by a paging area detach.
  • the GSM module 26 is activated before switching off, an SMS with content to be defined is sent and the GSM module 26 is subsequently deactivated.
  • the paging module 25 is in the Brought non-locking state. If the transfer fails, no further attempt is made.
  • the controller 27 starts an acknowledge procedure as soon as the paging module 25 indicates the receipt of a paging message. First of all, the subscriber is informed of the receipt of the message and the possibility to select a manual confirmation (manual acknowledge). Thereafter, the controller 27 activates the GSM module 26 and transmits the confirmation for all as yet unconfirmed paging messages to the paging network center (PNC) in addition to those in the software of the Predefined responses of the terminal, these can be expanded by any responses received with the paging message. If the manual confirmation does not take place within a defined time, an automatic confirmation takes place.
  • PNC paging network center
  • the GSM module is activated and a short message is sent to the paging network center (PNC) as confirmation for all pending messages that have not yet been confirmed, in the order in which they were received. After successful transmission of all confirmations, the GSM module is deactivated.
  • the short message sent when a call is acknowledged contains the parameters RIC, paging area (OPID, PA) in which the message was received, time stamp and acknowledgment number in addition to the response that may have to be transmitted.
  • an implicit paging area update is carried out with the confirmation. If the transmission was successful, the paging module 25 is lured to the OPID and PA transmitted in the process.
  • the GSM module 26 is deactivated. After a time to be defined, another acknowledge Experiment carried out. The waiting time increases with the number of unsuccessful attempts. The number of attempts is limited. The unsuccessful transfer due to a lack of radio coverage is displayed to the subscriber so that the subscriber has the opportunity to enter the GSM coverage area. Another attempt to transfer the receipt can possibly. be started by the participant at the push of a button. The subscriber is informed of the successful transmission or the final failure to acknowledge messages.
  • the personalization of the terminal 3 is carried out as for the known pagers by the manufacturer or network operator.
  • the RIC, SM and PNC number are stored in the terminal in a non-volatile memory.
  • Intelligent Network IN functionality for enhanced call forwarding If mobile subscribers cannot be reached and an important telephone call cannot be placed as a result, a radio call is transmitted with the request to switch on the mobile radio telephone or to move into the coverage area of the mobile radio network.
  • the Call forwarding conditions can be selected based on origin and time.
  • Call forwarding for important messages Alerting by paging because of an urgent short message that cannot be transmitted.
  • the call forwarding conditions can be selected based on origin and time.
  • GSM DPC Destination Point Code
  • GSM GMSC Gateway Mobile Switching Center
  • GSM Global System for Mobile Coirt Communication
  • GSM GT Global Title
  • GSM Home Location Register
  • GSM IW Entity Interworking Entity
  • GSM International Mobile Subscriber Identity
  • GSM MTP Message Transfer Part SCCP
  • GSM Mobile Switching Center
  • GSM MSRN Mobile Station Roaming Number
  • GSM Mobile Station ISDN Number
  • ERP PNC Paging Network Controller
  • GSM SPC Signaling Point Codes
  • GSM Signaling System Number 7
  • GSM SC Service Center
  • GSM SCCP Signaling Connection Control Part
  • GSM SIM Subscriber Identity Module
  • SMS Short Message Service GSM
  • SMSC Short Message Service Center GSM
  • GSM Short Message Service Mobile Originated
  • SMSMT Short Message Service Mobile Tenninated
  • GSM TCAP Transaction Capability Application Part
  • GSM Visitor Location Register
  • Paging network call signal end device 4 'acknowledgment signal
  • GSM cellular network interface Paging Network Controller (PNC) Mobile Switching Center / Visitor Location Register Home Location Register (HLR) 0 Short Message Service Center (SMSC) 1 Interworking Entity (IW Entity) Service Center (SC) Interface between GSM u.
  • Paging network multilink monitoring system 5 Operation & maintenance 6 Administration interface (cross-network) 8 Telephone 9 interface 0 Access (gateway) 1 DPPS data postprocessing subscriber data management (in the paging network) 3 Customer interface (e.g. for paging orders) 4 Signal 5 Paging module 6

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erweiterung eines unidirektionalen Funkrufnetzes zu einem quasi bidirektionalen Funkrufnetz. Dabei wird das Funkrufnetz über eine Schnittstelle in Form einer direkten Datenverbindung mit einem Mobilfunknetz verbunden, so daß ein direkter Datenaustausch zwischen dem Funkrufnetz und dem Mobilfunknetz möglich ist. Die Aussendung von Funkrufen an ein Endgerät erfolgt in bekannter Weise über das Funkrufnetz, wogegen die Übermittlung von Quittierungssignalen für einen bestimmen Funkruf und/oder die Übermittlung anderer Signale und Mitteilungen vom Endgerät über Signalisierungskanäle des Mobilfunknetzes erfolgt, von welchem die übermittelten Signale über die direkte Datenverbindung an das Funkrufnetz weitergeleitet und dort verarbeitet werden.

Description

VERFAHREN, EINRICHTUNG UND ENDGERAT ZUR ERWEITERUNG EINES UNIDIREKTIONALEN FUNKRUFNETZES ZU EINEM QUASI BIDIREKTIONALEN FUNKRUFNETZ
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erweiterung eines unidirektionalen Funkrufnetzes zu einem quasi bidirektionalen Funkrufnetz, sowie eine Einrichtung und ein Endgerät zur Durchführung des Verfahrens .
Funkrufe werden in der Regel über ein klassisches Funkrufnetz (Pagingnetz) , z.B. Cityruf, Scall, durchgeführt. Auch ein GSM-Mobilfunknetz bietet über den Short Message Service (SMS) eingeschränkt die Funktionen von Paging. Ein vollwertiger Pagingdienst, wie er im Funkruf in Bezug auf Funktionalität, Teilnehmerzahlen und Rufdurchsatz etc. möglich ist, kann durch die SMS-Infrastruktur aus technischen - und vor allem Kostengründen - nicht nachgebildet und realisiert werden. Es können in diesem Zusammenhang prinzipiell folgende Merkmale zwischen Paging und dem GSM-SMS herausgestellt werden:
Funkruf :
Vorteile: - Fast flächendeckende Versorgung
- Gute Versorgung innerhalb von Gebäuden
- Sehr kleine Empfangsgeräte
- Hohe Standby-Zeit (Batteriezeit)
- Kostengünstig
Nachteile: - Keine Quittierungεfunktion für den Funkruf
- Hoher Airtimeverbrauch bei Übertragung von Text, insbesondere bei bundesweiter Erreichbarkeit. SMS
Vorteile: - Fast flächendeckende Versorgung
- Quittierungsfunktion
- Zwischenspeicherung von Nachrichten
- Ortsbestiπvmung des Empfängers möglich (GSM Mobi1itats-Management
Nachteile: - Schlechtere Versorgung innerhalb von
Gebäuden
- Geringe Standby-Zeit, hoher Stromverbrauch des Endgerätes
Beim Funkruf handelt es sich durchweg um Einweg- Kommunikation, d.h. der Teilnehmer hat keine Möglichkeit, selbst eine Nachricht auszusenden. Bei der Funkrufaussendung weiß der Anrufende nicht, ob der Gerufene die Nachricht empfangen bzw. auch gelesen hat. Hier wäre eine Quittierungsfunktion von Vorteil, durch die der Gerufene den Empfang der Nachricht bestätigt. Um eine solche Quittierungsfunktion in herkömmlichen Pagingnetzen zu realisieren, wird eine Zweiweg-Kommunikation benötigt, mit der damit verbundenen Infrastruktur von Sende- und Empfangseinrichtungen. In die Funkrufempfänger müßte außerdem eine ausreichend leistungsstarke Sendeeinheit integriert werden.
Es sind bereits bidirektionale Funkrufnetze entwickelt worden (z.B. in den USA, genannt TANGO) .
Diese sind jedoch aus den genannten Gründen nur durch sehr hohe Investitionen in die Infrastruktur des Funkrufnetzes realisierbar.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren vorzuschlagen, um bestehende Einweg-Funkrufnetze für einen quasi Zweiweg- Funkrufbetrieb tauglich zu machen, wobei das Verfahren mit geringem technischen und finanziellem Aufwand realisierbar sein soll. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine Einrichtung und ein Endgerät zur Durchführung des Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 19 bzw. 24.
Erfindungsgemäß werden ein Pagingnetz (Funkrufnetz) und ein Telekommunikationsnetz, vorzugsweise ein GSM-Mobilfunknetz, über einen gemeinsamen Zugang (Gateway) miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, unter Ausnutzung der bisherigen Vorteile des Pagings die fehlende
Quittierungsfunktion von Funkrufen, welche normalerweise nur in Zweiweg-Pagingnetzen möglich sind, zu realisieren. Der Funkruf wird wie bisher im Pagingnetz ausgesendet . Die Quittierung erfolgt im GSM-Netz. Wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, daß lediglich bestehende Infrastrukturen ausgenutzt werden und keine zusätzlichen, kostspieligen Einrichtungen notwendig sind.
Weiterer Vorteil ist, daß durch die Mobililtäts-Management Funktion im GSM-Netz eine Ortsbestimmung des Empfängers möglich wird. Dies kann zur FunkrufZonenzuordnung des Empfängers und somit zur Airtimeeinsparung im Funkrufnetz herangezogen werden. Die benötigte Airtime eines Funkrufes ist mit ein Maß für die Übertragungskapazität und Auslastung eines Funknetzes. Notwendige Modifikationen sind prinzipiell vom Standard des Funkrufnetzes unabhängig. Das Verfahren ist demnach für beliebige Funkrufnetze einsetzbar. Manche FunkrufSysteme (z.B. ERMES) übertragen einen Paging Area Code (Funkrufbereichscode) an den Funkrufempfänger, wodurch es dem Endgerät möglich ist, einen Wechsel des Funkrufbereiches zu erkennen. Bei einem Wechsel in einen neuen Funkrufbereich kann über GSM Short Message Service Mobile Originated im Funkrufnetz ein sogenanntes Paging Area Update durchgeführt werden.
Folgende Vorteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht:
- Direkte Quittierung von Funkrufen möglich;
- Erweiterte Quittierungsparameter möglich (z.B. Ja, Nein, ich rufe zurück... ) ;
- Durch Mobilitäts-Management im GSM erfolgt durch gezieltes Aussenden des Funkrufes eine Airtimeeinsparung im Funkrufbereich, bei bundesweiter Erreichbarkeit (evtl. internationaler Erreichbarkeit bei Benutzung von Roamingverbindungen) ;
- Durch Übertragung des Funkruf-Pagingbereiches zum Netz und Verwaltung des Pagingbereiches erfolgt durch gezieltes Aussenden des Funkrufes eine Airtimeeinsparung im Funkrufbereich, bei bundesweiter Erreichbarkeit (evtl. internationaler Erreichbarkeit bei Benutzung von Roamingverbindungen) ;
- Neue Diensteangebote mit neuen Anwendungen möglich;
- Bestehende Dienste im GSM- und Funkrufnetz werden nicht beeinträchtigt;
- Teilnehmer des GSM- oder Funkrufdienstes haben die Möglichkeit, die Dienste des anderen Netzes ebenfalls zu nutzen;
- Unabhängigkeit vom verwendeten Funkrufnetz-Standard - somit auch für zukünftige Netze nutzbar;
- Keine neue Netzstruktur notwendig;
- Kein neuer Netzstandard notwendig;
- Nachträgliches Implementieren in bestehende Netzinfrastruktur ist jederzeit möglich;
- Minimaler Investitionsaufwand;
Die Kopplung eines GSM-Netzes mit einem Funkrufnetz kann erfindungsgemäß durch verschiedene Konzepte technisch realisiert werden. Dabei soll der in GSM implementierte Mobile Originated Short Message Service (zur Quittierung) und die Mobilitäts-Management Funktion (zur Ortsbestimmung) nutzbar sein.
Das erste Konzept sieht die Anbindung des GSM-Netzes an das Funkrufnetz durch ein Gateway vor, das mit einem Short Message Service Center (SMSC) realisiert werden kann. Eine Integration der Funktionalität in ein bestehendes SMSC ist möglich. Eine Modifikation eines SMSC gemäß den Anforderungen und die Verwendung als eigenständiger Netzknoten ausschließlich für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck ist ebenso möglich. Das Short Message Service Center z.B. des Dl- Mobilfunknetzes ist bereits für die Einrichtung der notwendigen Gatewayfunktionen vorbereitet.
Ein zweites Konzept sieht den Einsatz eines speziellen Gateway-Rechners vor, durch welches die beiden Netze ohne Modifikationen miteinander verbunden werden können.
Bei allen Konzepten werden zwei wesentliche Funktionen des GSM Standards verwendet:
- Mobilitäts Management für die Lokalisierung des Endgerätes und damit zur Ermittlung der entsprechenden Funkrufzone.
- Mobile Originated Short Message Service zur Quittierung des Funkrufes.
Die vorgeschlagenen Konzepte weisen dabei folgende besondere Eigenschaften auf:
- Es wird eine Quittierung von Funkrufen und eine Ortsbestimmung des Empfängers ermöglicht, wobei für diese Funktionen kein Nutzkanal (d.h. Kanal zur Übertragung von Sprache, Daten usw.) des GSM-Netzes belegt wird. Der gesamte notwendige Informationsaustausch zwischen Endgerät und Short Message Service Center (SMSC) geschieht über Signalsisierungskanäle des GSM-Netzes.
- Es werden an der SS#7-Schnittstelle zum GSM-Netz Standard GSM Protokolle ohne Modifikation verwendet. Die entsprechende Anbindung zum SS#7-Netz erfolgt durch ein Gateway. Die benötigten MAP-Signalisierungsprozeduren sind in jedem GSM- Netz implementiert .
- Die Quittierungsfunktion wird in erster Linie dazu verwendet, um dem System anzuzeigen, daß ein Funkruf erfolgreich übertragen und vom Teilnehmer empfangen worden ist, und somit keine erneute Funkrufaussendung notwendig ist. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Teilnehmer auch Nutzinformation (vordefinierte und freidefinierte Antworten auf den Funkruf) mit der Quittierung in einer Short Message versenden kann.
- Wird das Funkrufsystem ERMES benutzt, so überträgt dieses den Funkrufbereichscode (Paging Area Code) , wodurch es dem Endgerät möglich ist, einen Wechsel des ERMES Pagingbereiches zu erkennen. Bei einem Wechsel in einen neuen ERMES- Pagingbereich kann über die GSM-Funktion Short Message Service Mobile Originated ein sogenanntes ERMES Paging Area Update durchgeführt werden.
- Die durch das GSM Mobilitäts Management vorliegende Ortsinformation kann alternativ zur Bestimmung des Aufenthaltsbereiches des Endgerätes genutzt werden.
- Zur Realisierung der Quittierung wird auf Mobilfunkseite der GSM Short Message Service benötigt. Es werden keine Sprachinformationen übertragen.
- Der normale Betriebszustand des Endgerätes wird aus Energiespargründen ein ständig eingeschalteter Funkrufempfänger und ein (automatisch) nur für die GSM Location Updates oder ERMES Paging Area Updates und Quittierung eingeschaltetes Mobilfunkteil sein. Der Vorteil ist eine sehr hohe Standby-Zeit des Endgerätes durch geringen Energieverbrauch des Mobilfunkteiles.
Die Location Update Prozedur im GSM-Netz (zur Speicherung des Aufenthaltsbereiches des GSM-Endgerätes in GSM-Datenbanken) kann dabei - aus Energiespargründen - über einen Timer gesteuert zyklisch durchgeführt werden (automatisches Einschalten der Mobilfunkkomponente und Durchführung eines Location Updates) .
Ist der Mobilfunkteil über längere Zeit ausgeschaltet oder besteht kein Funkkontakt, so kann kein Location Update durchgeführt werden. Das Endgerät befindet sich möglicherweise schon in einem anderen Bereich als die zuletzt ermittelte Funkrufzone. Wird nun eine Funkruf ausgesendet und nicht innerhalb eines vordefinierten Zeitraums quittiert, dann gibt es folgende Möglichkeiten:
- Prinzipiell wird jeder nicht quittierte Funkruf nochmals ausgesendet.
- Die Funkrufe werden in einem durch einen Zeitfaktor bestimmten, sich ständig vergrößernden Radius um die zuletzt ermittelte Funkrufzone bis hin zu bundesweit ausgesendet.
- Der Funkruf wird ein zweites mal z.B. bundesweit ausgesendet, der beim Empfang automatisch eine Location Update Prozedur zur FunkrufZonenzuordnung auslöst.
- Der Funkruf wird in der standardmäßig vorgegebenen Rufzone des Funkrufdienstes ausgesendet
Um die Funktionalität der sich aus Kopplung der Netze ergebenden Möglichkeiten voll nutzen zu können, sind entsprechende Endgeräte notwendig. Dabei sind verschiedenen Endgerätekonfigurationen denkbar.
Die "Economy" Konfiguration ist für vorhandene Mobilfunkteilnehmer geeignet, bzw. für jene, die ohne die Verwendung neuer Endgeräte die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzen möchten. Es kommt jeweils ein getrenntes GSM-Endgerät und ein Pager-Endgerät zum Einsatz . Wird vom Pager eine Nachricht empfangen, so kann diese direkt über das GSM-Gerät quittiert werden. Zur Übertragung der Quittierungssignale kann auch das Mehrfrequenz-Wahlverfahren (MFV) genutzt werden. Es ist somit auch möglich, die Quittierung über jedes MFV-fähigen Telefon durchzuführen. Im GSM-Netz ist es bei Mobile Originated Short Message fähigen GSM-Endgeräten auch möglich, manuell über den Short Message Service eine Quittierung des Funkrufes durchzuführen.
"Expert"-Endgerät : Dieses System stellt ein eigenständiges Endgerät dar. Dieses Endgerät beinhaltet einen Pager (am besten einen Text-Pager) sowie ein Mobilfunkteil, welches ausschließlich eine SMS- Funktionsfähigkeit besitzt. Beide Komponenten sind intern über eine Schnittstelle (z.B. RS232) gekoppelt. Zum Betrieb des Gerätes wird eine normale SIM-Karte mit SMS Berechtigung benötigt. Sinnvoll ist eine nur für diesen Zweck ausgelegte SIM-Karte. Bei Empfang einer Nachricht über den Pager ist eine direkte Quittierung der Nachricht mit diesem Endgerät möglich. Die einzelnen Möglichkeiten der Quittierung und Ortsbestimmung des Teilnehmers werden später näher erläutert. Damit das Mobilitäts-Management des GSM-Netzes in vollem Umfang genutzt werden kann, sollte die Mobilfunkkomponente keine IMSI Detach Message versenden. Eine Ausführung als PCMCIA Variante für Laptops/Palmtops ist ebenfalls denkbar. Übergangsweise können normale Text-Pager mit Schnittstelle genutzt werden. Diese können z.B. in einem speziellen Adapter, in dem der Mobilfunkteil implementiert ist, angekoppelt werden.
"Vision"-Endgerät
Dieses System stellt ein eigenständiges Endgerät dar und beinhaltet einen Pager, unter Ausnutzung der Paging- Infrastruktur, sowie ein voll „sprechfähiges" Mobilfunktelefon. Zum Betrieb des Gerätes wird eine normale SIM-Karte benötigt. Der Pager kann über den integrierten Funkrufempfänger (z.B. Cityruf oder künftig über ERMES) über die Paging-Infrastruktur gerufen werden und über die GSM- Infrastruktur quittieren.
Beide Geräte sind intern über eine gemeinsame Schnittstelle gekoppelt. Eine direkte Quittierung der Nachricht ist mit diesem Endgerät möglich. Die einzelnen Möglichkeiten der Quittierung und Ortsbestimmung des Teilnehmers wurden bereits erläutert. Damit das Mobilitats-Management des GSM-Netzes in vollem Umfang genutzt werden kann, kann vorgesehen werden, daß die Mobilfunkkomponente keine IMSI Detach Message versendet . Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor. Dabei zeigt:
Figur 1: Das Prinzip der Kopplung eines Funkruf- und GSM- Netzes;
Figur 2 : Vereinfachte Darstellung der benötigten Netzarchitektur;
Figur 3: Kopplung der Netze. in einer ersten Ausführungsform;
Figur 4 : Kopplung der Netze in einer zweiten Ausfuhrungsform;
Figur 5: Kopplung der Netze in einer dritten Ausfuhrungsform;
Figur 6: Schematischer Aufbau eines geeigneten Endgerätes;
Figur 7: Funktionsprinzip der Rufquittierung mit der "Economy"-Endgerätekonfiguration.
Figur 1 zeigt das generelle Konzept der Erfindung. In einem bekannten Funkrufnetz 1 (z.B. Cityruf, ERMES) wird ein Rufsignal 2 an ein Endgerät 3 ausgesendet, das zum Empfang von Funkrufen eingerichtet ist. Zusätzlich ist das Endgerät 3 GSM-kompatibel oder zumindest mit einem GSM-Mobilfunkgerät koppelbar. Dadurch ist es möglich, mit dem Endgerät über das GSM-Mobilfunknetz 5 ein dem Funkruf zugeordnetes Quittierungssignal 4 zu senden, das von einer entsprechenden GSM-Vermittlungsstelle empfangen wird. Zwischen dem' Funkrufnetz 1 und dem Mobilfunknetz 5 besteht eine Schnittstelle 6, durch welche eine direkte Verbindung zwischen den beiden Netzen herstellt wird. Das Quittierungssignal 4 wird vom GSM-Mobilfunknetz 5 an das Funkrufnetz 1 übergeben und dort registriert bzw. weiterverarbeitet. Zusätzlich besteht noch die Möglichkeit, den Aufenthaltsbereich des Endgerätes 3 mittels den im GSM- Mobilfunknetz implementierten Funktionen zu orten und diese Ortsinformationen dem Funkrufnetz zu Verfügung zu stellen. Mit diesen Ortsinformationen ist das Funkrufnetz in der Lage, die Funkrufe gezielt im ermittelten Aufenthaltsbereich des Teilnehmers auszusenden.
In Figur 2 ist in vereinfachter Form die benötigte Netzarchitektur dargestellt. Die Funkrufvermittlung 7 des Funkrufnetzes 1, hier im Beispiel ein ERMES Funkrufnetz, besitzt über eine direkte Schnittstelle 6 und ein Gateway 20 Zugang zu einer Vermittlungsstelle MSC des GSM-Netzwerks 5. Die zuständige Stelle für die Verwaltung der Teilnehmerdaten im Funkrufnetz 22 ist mit der Stelle zur
Datennachverarbeitung 21 des GSM-Netzes verbunden, so daß gemeinsame Teilnehmerdaten beiden Netzen zugänglich und untereinander austauschbar sind.
Die Kundenschnittstelle 23 des FunkrufSystems ermöglicht es Dritten, einen Funkruf zu veranlassen und die Quittierung des Funkrufes z.B. über sein Telefon entgegenzunehmen.
Zur Realisierung der Verbindung zwischen GSM-Netz und Funkrufnetz sind drei Konzepte vorgesehen:
Gemäß Figur 3 erfolgt die Anbindung der beiden Netze, GSM- Netz 5 und Funkrufnetz 1, durch ein Gateway (Zugang), das mit einem Short Message Service Center 10 (SMSC) des GSM-Netzes realisiert werden kann. In GSM-Netzen (insbesondere dem Di- Netz) hat ein SMSC schon heute Gateway-Funktionen, d.h. es ist für eine Anbindung an externe Systeme vorbereitet.
Das SMSC 10 besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten:
Interworking Entity 11 (IW Entity) : Die IW Entity 11 stellt die Schnittstelle zum Signalisierungsstandard des GSM-Netzes dar und verfügt über ein MAP Interface (MAP: Mobile Application Part) . Durch bestehende MAP Signalisierungsprozeduren können der Aufenthaltsbereich des Teilnehmers und damit die Funkrufzone ermittelt werden, sowie auch die SMS Prozeduren abgewickelt werden, die zur Quittierung eines Funkrufes notwendig sind. Service Center 12 (SC) :
Hierbei handelt es sich um das eigentliche Service Center. Das Service Center 12 verfügt u.a. über eine direkte Schnittstelle 12 zur Vermittlungsstelle 7 (PNC: Paging Network Controller) des Funkrufnetzes, welche z.B. eine standardisierte X.25 Schnittstelle (Paketorientierte Übertragung) sein kann. Im Paging Network Controller 7 ist ebenfalls eine X.25 Schnittstelle vorzusehen. Die benötigten Datenbanken zur Zuordnung von Teilnehmer- und Gerätekennungen, zur Ermittlung der Ortsinformationen sowie zur Speicherung der Statusinformationen von Funkrufen (die quittiert werden sollen) werden im Service Center 12 implementiert. Die Datenbanken im Service Center 12 haben z.B. folgende Einträge:
- Teilnehmeridentität IMSI / MSISDN
- MSC-Kennung
- Speicherung und Auswertung von Statusinformationen für jeden Funkruf:
- Funkruf ausgesendet, erwarte Quittierung
- Quittierung ist erfolgt
- Quittierungsparameter
- weitere Parameter zur Zuordnung der Quittierung zu einem bereits ausgesendeten Funkruf (z.B. laufende Numerierung eines Funkrufes, Empfangsdatum.. )
- Datum/Uhrzeit der letzten Datenbankaktion
Paging Network Controller (PNC) :
Die zur Zuordnung von Teilnehmern (MSISDN/IMSI) und Gerätekennung (PagerlD) , zur Ermittlung der Ortsinformationen sowie zur Speicherung weiterer Statusinformationen von den jeweiligen Funkrufen benötigten Datenbanken sollten im PNC 7 implementiert sein. Somit müssen nur an einer Stelle im System relevante Teilnehmerdaten administriert und gepflegt werden. Der PNC 7 benötigt die Teilnehmerdaten, um zu ermitteln, ob ein Funkruf an einen Teilnehmer gesendet und die erfindungsgemäßen Prozeduren durchlaufen werden sollen. An dieser Stelle kann also die Verbindung zwischen Funkruf- und GSM-Teilnehmerdaten hergestellt werden.
Die PNC Datenbanken haben z.B. folgende Funktionen:
- Zuordnung der Pager ID zur MSISDN/IMSI (und umgekehrt)
- Zuordnung der MSC-Kennung zu(r) Funkrufzone (n)
- Speicherung und Auswertung von Statusinformationen für jeden Funkruf, z.B. :
- Teilnehmerdaten
- für jeden Funkruf spezifische Daten
- Überwachung von Laufzeiten zw. Funkrufaussendung und Quittierung
- Speicherung der letzten Funkrufzone
- Quittierungsstatus
Die Überprüfung und der Vergleich der Daten, ob eine Short Message Informationen zur Quittierung eines ausgesendeten Funkruf enthält, findet im PNC 7 statt. Das PNC muß auch die Laufzeiten zwischen Funkrufaussendung und der Quittierung überwachen und dann entscheiden, ob der Funkruf noch einmal ausgesendet werden soll .
Gemäß Figur 4 besteht eine weitere und preiswerte Möglichkeit zur Realisierung in der Benutzung eines spezeillen Gateway- Rechners 14. Der Gateway-Rechner ist ein Hilfsmittel, mit welchem ein Zugang zum Mobilfunknetz 5 geschaffen wird. Dadurch ist es möglich, Signalflüsse im Netz zu überwachen und darzustellen, spezielle Signalflüsse zu simulieren und in das Netz einzuspeisen und mit externen Komponenten zu kommunizieren.
Der Gateway-Rechner ist ein Rechner mit SS#7-Protokollstack und einer Anbindung an das SS#7-Netz, der nach einer entsprechenden Programmierung genau die beschriebenen Aufgaben erfüllen kann wie ein Multilink-Monitoringsystem. Durch Hinzufügen einer Komponente zum Multilink- Monitoringsystem 14, die auch aktiv
Signalisierungsnachrichten SS#7 versenden kann, können die oben beschriebenen Funktionen ohne Modifikation des vorhandenen Short Message Service Center (gemäß Konzept 1) erreicht werden.
Die Datenbanken zur Zuordnung von Teilnehmer- und Gerätekennungen, zur Ermittlung der Ortsinformationen sowie zur Speicherung der Statusinformationen von Funkrufen können z.B. auf einem separaten Datenbankserver, ähnlich wie bei Konzept 1, implementiert werden, der über eine geeignete Schnittstelle 16 an den Gateway-Rechner 14 angebunden wird, um diesen von aufwendigen Datenbankoperationen zu entlasten. Der Gateway-Rechner 14 ist über eine geeignete Schnittstelle 17 mit der Vermittlungsstelle 7 des FunkrufSystems 1 verbunden. Der Gateway-Rechner besteht bei einer auf diesen Anwendungsfall abgestimmten Konfiguration im wesentlichen aus zwei Komponenten:
a. Modul für SS#7-Kommunikation:
Dieses Modul stellt analog zur Interworking-Entity des SMSC die Schnittstelle zum SS#7-Netz dar und verfügt über die Fähigkeit, GSM MAP-Nachrichten zu erzeugen und zu versenden sowie ankommende GSM MAP-Nachrichten zu dekodieren. Dadurch kann das System mit GSM-Netzkomponenten kommunizieren und die GSM MAP-Prozeduren für Quittierung und Lokalisierung ausführen. b. Modul für Kommunikation via Netzwerk:
Über diese Komponente wird das Multilink-Monitoringsystem an ein Netzwerk zur Kommunikation mit dem PNC angeschlossen.
Figur 5 zeigt eine weiter Möglichkeit der NetzVerbindung zwischen einem GSM-Mobilfunknetzes 5 und einem ERMES- Funkrufnetzes 1. Die verwendete Netzarchitektur entspricht im wesentlichen der von Konzept 1 gemäß Figur 3. Die Anbindung des GSM-Netzes 5 an das Funkrufnetz 1, z.B. über eine X.25-Schnittsteile, wird wiederum durch ein im SMSC 10 implementiertes Gateway erreicht. Die Anbindung des SMSC 10 an das GSM-Netz 5 erfolgt über eine SS#7-Schnittstelle. Der vom ERMES-Funkrufnetz 1 periodisch ausgestrahlte Paging Area Code (Funkrufzonencode) wird vom Endgerät 3 empfangen und per Short Message an das SMSC 10 (Signal 4') und von dort
des GSM-Endgeräts wird nämlich die Übertragung der Ortsinformationen unterbunden, was bei der erfindungsgemäßen Anwendung jedoch unerwünscht ist. Wird die Übertragung der IMSI Detach Message doch zugelassen, liefert die Prozedur keine MSC Kennung zurück, falls das Mobilfunkgerät ausgeschaltet ist. Für eine sinnvolle Nutzung des Mobilitäts- Managements ist es erfindungsgemäß aber notwendig, daß immer eine MSC Kennung zurückgegeben wird, die den Aufenthaltsort eines Mobilfunktelefons auf MSC-Ebene angibt. Wie dargelegt, ist es sinnvoll, die IMSI Detach Message zu unterdrücken, jedoch ist es nicht zwingend erforderlich, um die Erfindung zu nutzen.
Ist es nämlich nicht möglich, die IMSI Detach Message zu unterdrücken, kann vor Aussendung der Funknachricht durch einen "Systemruf" das Endgerät aufgefordert werden, eine Location Update im GSM-Netz durchzuführen und somit eine Ermittlung des Aufenthaltsbereiches zu ermöglichen.
Der normale Betriebszustand des Endgeräts wird aus Energiespargründen ein ständig eingeschalteter Funkrufempfänger und ein nur für die Ortsbestimmung und die Quittierung eingeschaltetes GSM-Mobilfunkteil sein.
Anwendung und Möglichkeiten der Lokalisierung: Die Location Update Prozedure im GSM-Netz (zur Ortsbestimmung) kann dabei - aus Energiespargründen - über einen Timer zyklisch/periodisch durchgeführt werden (automatisches Einschalten der Mobilfunkkomponente und Durchführung eines Location Updates) oder auch manuell durch Drücken einer Taste als "Follow-Me"-Funktion. Denkbar wäre auch eine Programmierung dieses Timers durch einen speziellen Funkruf oder eine Short Message, um je nach Mobilität des Teilnehmers verschiedene Timerwerte einzustellen. Ist der Mobilfunkteil des Endgerätes 3 über längere Zeit ausgeschaltet oder besteht kein Funkkontakt, so kann kein GSM Location Update durchgeführt werden und das Endgerät befindet sich möglicherweise schon in einem anderen Bereich als die ermittelte Funkrufzone.
Lokalisierung durch Übertragung des Paging Area Codes mit
Short Message (z.B. bei ERMES)
Das Funkrufnetz 1 sendet regelmäßig (in Abständen geringer als eine Sekunde) die aktuelle Paging Area, d.h. die
Funkrufzonenkennung aus.
Das Endgerät 3 empfängt und speichert dieses aktuelle Paging
Area und sendet das Paging Area durch eine SMS Mobile
Originated Prozedur über den GSM Rückkanal 4 an das Gateway
20. Über das Gateway 20 wird der PNC 7 informiert und dort in der Datenbank für den jeweiligen Teilnehmereintrag ein Update des Paging Areas durchgeführt (Paging Area Update) .
Anhand des ausgestrahlten Paging Area Codes kann das Endgerät ständig durch Vergleich mit dem gespeicherten "alten" Paging Area Code überprüfen, ob es sich in einem neuen Paging Area aufhält. Erkennt das Endgerät, daß es sich in einem neuen Paging Area aufhält oder die gespeicherte Information über das Paging Area verloren gegangen ist, wird ein Paging Area Update gestartet. Durch diese Paging Area Update Prozedur kann sichergestellt werden, daß Funkrufe immer im aktuellen Paging Area versendet werden.
Das GSM Location Update wird in diesem Konzept nur dazu benötigt, die GSM-Komponente des Endgerätes im GSM-Netz einzubuchen und dadurch das Versenden von Short Messages zu ermöglichen.
Nachfolgend werden die einzelnen Quittierungmöglichkeiten näher vorgestellt. Eine Umstellung von manueller auf automatische Quittierung kann dabei am Endgerät einstellbar sein.
Quittierung eines Funkrufes:
Der folgende Abschnitt beschreibt die Prozedur zur
Quittierung eines Funkrufes über den Short Message Service. Die Prozedur kann sinngemäß von den beschriebenen Konzepten angewendet werden. Die Quittierungsfunktion wird in erster Linie dazu verwendet, dem System anzuzeigen, daß ein Funkruf erfolgreich übertragen und vom Teilnehmer empfangen worden ist und somit keine erneute Funkrufaussendung notwendig ist (Acknowledge) . In einer weitergehenden Stufe kann vom Teilnehmer Nutzinformation (vordefinierte oder freidefinierte Antworten auf den Funkruf) mit der Quittierung in einer Short Message versendet werden (extended-Acknowledge) .
Zur Quittierung eines empfangenen Funkrufes können spezielle Short Messages vom Endgerät 3 abgeschickt werden. Dafür ist zuvor ein Einbuchen in das GSM-Netz notwendig. Das Endgerät sendet eine Short Message zum Short Message Service Center 10. Das Service Center 12 erkennt eine Short Message, die einen Funkruf quittieren soll. Bestimmte Parameter und evtl. der Text der Short Message, die einen Funkruf identifizieren, werden vom Service Center 12 ermittelt/extrahiert und entsprechende Informationen an das Funkrufnetz 1 übermittelt, beispielsweise, wenn das Service Center 12 aufgrund der Einträge in der Statusdatenbank erkennt, daß ein Funkruf quittiert worden ist. Der Eintrag in der Statusdatenbank wie auch die Short Message im SC kann anschließend gelöscht werden.
Automatische Quittierung durch Endgerät: Bei Empfang eines Funkrufes erfolgt automatisch die Quittierung des Funkrufes (falls GSM-Funkabdeckung vorliegt) . Der Pager schaltet über die interne Schnittstelle das Mobilfunkteil ein und es erfolgt eine automatische Quittierung über GSM nach dem Einbuchen in das GSM-Netz.
Manuelle Quittierung:
Bei manueller Quittierung schaltet der Pager das Mobilfunkteil bei Empfang einer Nachricht ein. Dann erfolgt die Quittierung manuell durch Drücken eines Quittierungsknopfes . Vorteil: sehr hohe Stand-by Zeiten des Empfängers durch geringen Energieverbrauch des Mobilfunkteiles.
Erzeugen einer Short Message:
Die Logik des Endgerätes 3 erzeugt nach dem Empfang eines Funkrufes eine Short Message, die alle Daten enthält, die zur Quittierung des Funkrufes benötigt werden. Dazu können im Funkruf enthaltene Daten (z.B. laufende Nummer der Nachricht) , Systemparameter (z.B. Empfangsdatum und Uhrzeit) sowie Daten der SIM-Karte benutzt werden. Informationen zur MSISDN des Teilnehmers, die Destination Address und die Service Center Address müssen vorliegen.
Damit ist eine "reine" Quittierung d.h. die Meldung an das Funkrufnetz, das ein bestimmter Funkruf übertragen und empfangen worden ist, möglich.
Neben der reinen Quittierung "Funkruf empfangen" gibt es die Möglichkeit, durch Übergabe von vordefinierten (im Funkruf enthaltenen) Antworten oder selbst definierte Texte in die zu bildende Short Message zusätzliche Nutzdaten zum Gateway zu übertragen. Diese Nutzdaten können durch die Quittierungsprozedur vom Gateway 20 zum PNC 7 übertragen werden.
Weitere Funktionen/Anwendungen:
- Die Umstellung von manueller auf automatische Quittierung ist am Endgerät einstellbar.
- Der Teilnehmer kann die Quittierungsfunktion für Funkrufe im FunkrufSystem aktiv oder passiv schalten.
- Eine Nicht-Quittierung einer Nachricht in einem vordefinierten Zeitraum hat eine Rufwiederholung zur Folge.
- Eine Nicht-Quittierung einer Nachricht in einem vordefinierten Zeitraum oder nach mehrmaliger Rufwiederholung hat z.B. eine bundesweite Rufaussendung zur Folge. Erfolgt dann immer noch keine Quittierung, könnte eine entsprechende Information an einen Ausweich-Pager/SMS- Empfänger oder Fax-Nummer abgesetzt werden.
- Eine manuelle Quittierung über jedes MFV-Telefon ist durch Eingabe eines Quittierungscodes möglich - eine Quittierungsbestätigung kann in einer entsprechenden Software integriert werden.
- Eine Quittierungbestätigung kann über einen Auskunftsservice (z.B. Sprachserver) abgefragt werden.
Die manuelle Quittierung kann gemäß Figur 7 im einfachsten Fall auch direkt über das GSM-Endgerät oder jedes beliebige MFV fähige Telefon 18 erfolgen. Eine Ortsbestimmung bei der „Economy"-Lösung ist nicht praktikabel, da GSM-Endgerät und Pager physikalisch getrennte Geräte sind. Der Pager wird in seinen normalen Funkrufzonen betrieben bzw. der Ruf wird nur in diesen Zonen ausgesendet.
Für eine Quittierung über MFV-fähige Telefone kann entweder der Code aus dem PNC 7 bei Anwahl einer speziellen Anwahlnummer herausgefiltert werden, oder es muß ein weiterer Zugang 19 zum SMSC 10 geschaffen werden und dort die Quittierungsmeldung identifiziert und ausgewertet werden.
Unabhängig von der verwendeten Methode ergibt sich folgende prinzipielle Vorgehensweise:
Wird ein Funkruf ausgesendet, so kann der Empfänger der Nachricht direkt über sein GSM-Endgerät bzw. über jedes MFV fähige Telefon 18 die Quittierung durchführen. Er hat einen persönlichen Quittierungscode und bekommt z.B. bei Numerik- und Text-Rufen über die Rufnummerierungsfunktion die Nummer des Funkrufes, der quittiert werden muß mitgeteilt. Dabei sind auch Parameterübergaben möglich, z.B. Ja: 007; Nein: 4711..
Der Quittierungscode kann als Beispiel folgendermaßen aufgebaut sein: Zugangsnummer zur Eingabe des
Quittierungscodes 016x Funkrufnummer des Empfängers 1234567 Nr. des zu quittierenden Rufs 2 Quittierungscode 007 (für Ja) Vollständiger Quittierungscode : 016x 1234567 2 007
Neben der reinen Quittierung "Funkruf empfangen" gibt es die Möglichkeit, durch Parameterübergabe in GSM auf die Funkrufe abgestufte Antworten abzusetzen, z.B. Ja, Nein, Ich rufe zurück etc. Diese vordefinierten - aber auch vom Teilnehmer selbst definierbare - Antworten können ausgewählt und mit dem Quittierungssignal zurückgesendet werden.
Die möglichen Endgerätekonfigurationen zur Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen nachfolgend anhand Figur 6 näher beschrieben werden.
Ein Endgerät 3 besteht aus den Komponenten Funkruf-Modul 25 , GSM-Modul 26 und Controller 27. Es kann ein externer Schalter 28 vorgesehen sein, über welchen der Benutzer das GSM-Modul abschalten kann, um Batteriekapazität zu sparen. Das Endgerät verfügt vorzugsweise über ein Anzeigedisplay und zusätzliche Bedienknöpfe (nicht dargestellt) . Die Stromversorgung erfolgt über Batterien oder Akkus.
Funkruf-Modul 25:
Das Funkruf-Modul 15 enthält alle Funktionalitäten eines bekannten Funkrufempfängers. Diese sind eventuell um weitere Funktionalitäten erweitert:
- Vom Controller 27 gesteuert kann das Funkruf-Modul, zwischen den Zuständen Locking-Mode und Non-Locking-Mode wechseln.
- Er informiert den Controller 27 über den Eingang einer Paging-Nachricht, damit die Nachricht bestätigt werden kann.
- Er informiert den Controller 27 über den Serviceverlust auf der aktuellen Paging-Frequenz
- Befindet sich das Funkruf-Modul 25 im Zustand Locking-Mode und die Funkversorgung für die aktuelle Paging-Frequenz ist nicht mehr ausreichend, um Paging-Nachrichten zu empfangen, so werden alle Funkruf-Frequenzen gescannt. Die Liste derjenigen Frequenzen, für die a ausreichend Funkversorgung existiert, wird dem Controller übermittelt.
- Auf Anforderung muß dem Controller 27 die Subsequence Mask
(SM) übertragen werden.
- Eine Änderung der SM, z.B. über die Funkruf-
Luftschnittstelle, muß dem Controller mitgeteilt werden.
GSM-Modul 26:
Das GSM-Modul 26 besteht aus dem Mobile Equipment und dem SIM (Subscriber Identity Module) . Im GSM-Modul sind zumindest die Funktionalitäten implementiert, die zum Quittierungsbetrieb benötigt werden. Externe Baugruppen, wie Tastatur, Display, Mikrofon und Lautsprecher können entfallen. Durch den externen Schalter 28 erhält das GSM-Modul ein- bzw. ausgeschaltet werden. Vom Controller 27 kann das GSM-Modul aktiviert bzw. deaktiviert werden. Ein ausgeschaltetes GSM- Modul kann vom Controller 27 solange nicht aktiviert werden, bis es über den Schalter 28 wieder eingeschaltet wird. Die SIM im GSM-Modul ist eine Standard SIM nach GSM 11.11. Zum Betrieb des GSM-Modul muß die PIN auf der SIM deaktiviert sein. Aus Sicht eines GSM Netzes verhält sich ein aktiviertes GSM-Modul 26 wie ein GSM-Endgerät:
- Die Aktivierung des GSM-Moduls 26 entspricht dem Einschalten eines GSM-Telefons durch den Teilnehmer. Hierbei wird sich das GSM-Modul in ein verfügbares GSM-Netz einbuchen.
- Ein aktiviertes GSM-Modul kann auf Anforderung des Controllers 27 eine GSM-Short-Message (SMS-MO) an das vom Controller vorgegebene PNC übertragen.
- Bei der Deaktivierung des GSM-Moduls erfolgt ggf. eine Abmeldung im GSM-Netz durch IMSI-Detach.
Das GSM-Modul informiert den Controller 27 über den Zustand seines Mobility Management (MM) Sublayers, sowie über Erfolg oder Mißerfolg einer gesendeten SMS.
Controller 27: Der Controller 27 verbindet Funkruf-Modul 25 und GSM-Modul 26 des Endgerätes 3 und steuert Aktivierung, Versenden von Kurznachrichten und Deaktivierung des GSM-Moduls 26. Durch das Fukruf-Modul 25 angestoßen, führt der Controller 27 zwei Prozeduren aus, die Paging-Area-Update Prozedur und die Acknowledge Prozedur.
Der Controller 27 kann als selbstständige Baugruppe oder als Prozeß im Steuerrechner implementiert sein.
Paging-Area-Update Prozedur:
Mit der Paging-Area-Update Prozedur sorgt der Controller 27 dafür, daß das PNC in der Lage ist nach dem Verlust der alten Paging-Area dem Endgerät wieder Nachrichten zu senden. Ist das Funkruf-Modul 25 im Locking-Mode und ist die Funkversorgung auf die gelockte Paging-Area nicht mehr gegeben, so wird der Controller 27 hierüber informiert und startet die Paging-Area-Update Prozedur.
Im ersten Schritt scannt das Funkruf-Modul die verfügbaren Funkruf-Frequenzen Das Ergebnis wird an den Controller übertragen, der dann einen der folgenden Mechanismen durchführt:
1) Die Operator ID (OPID) einer oder mehrerer Paging-Areas ist identisch mit der Heimat OPID (OPIDhome) oder mit der zuletzt genutzten OPID:
Der Controller 27 wählt für diese OPID eine Paging Area aus.
Die Auswahl erfolgen mit gleich verteilten
Wahrscheinlichkeitsfunktion.
Der Controller 27 aktiviert das GSM-Modul 26 und überträgt die ausgewählte Paging-Area (OPID, PA) mit einer GSM-SMS an das PNC. Nach erfolgreicher Übertragung wird das Funkruf-
Modul 25 in den Locking-State gebracht.
2)a) Es werden weder eine Paging Area der zuletzt genutzten, noch der Heimat OPID gefunden:
Das Funkruf-Modul 25 wird in den Zustand Non-Locking-State gebracht, wodurch auf alle verfügbaren Frequenzen Paging- Nachrichten erwartet werden. b) Das GSM-Modul 26 wird aktiviert und über eine GSM-SMS wird dem PNC die Liste der verfügbaren OPIDs und Paging Areas übermittelt. Aus dieser Liste kann das PNC einen zum Funkruf- Roaming geeigneten Netzbetreiber auswählen und hierüber Nachrichten übermitteln.
c) Solange das Endgerät 3 im Non-Locking-State ist, werden kontinuierlich die verfügbaren OPIDs und Paging Areas ermittelt. Unterscheidet sich die hierbei ermittelte Liste von der zuletzt übertragenen, so wird, wenn OPIDhome nicht zur Verfügung steht, 2b) ausgeführt, ansonsten 1) . Es ist evtl. eine Wartezeit zwischen zwei Übertragungen nach 2b) zu definieren. Nach der Übertragung der Kurznachricht wird das GSM-Modul 26 deaktiviert.
Ist der externe Schalter 28 des Endgerätes 3 auf AUS, findet keine Aktivierung des GSM-Moduls 26 statt. Die Übertragung von Informationen an das PNC gilt als gescheitert und wird bis zum Einschalten ausgesetzt.
Die Aktivierung des GSM-Teils 26 sowie die Übertragung einer SMS sollte bevorzugt in der Zeit erfolgen, in denen der Funkruf-Pager keine Nachrichten erwartet. Dies könnte durch Auswertung der Subsequence Mask (SM) erfolgen. Scheitert die Übertragung der Parameter an das PNC, so deaktiviert der Controller 27 den GSM-Modul 26 und versucht einen erneuten Paging-Area-Update Versuch nach einer noch zu definierenden Zeit. Das Funkruf-Modul wird in den Non- Locking-State gebracht. Mit zunehmender Anzahl von erfolglosen Paging-Area-Update Versuchen wird die Wartezeit größer. Die Anzahl der Versuche ist unbegrenzt.
Paging-Area Detach:
Das Ausschalten des GSM-Moduls 26 könnte dem PNC durch ein Paging-Area Detach mitgeteilt werden. Dabei wird das GSM- Modul 26 vor dem Ausschalten aktiviert, eine SMS mit zu definierendem Inhalt gesendet und das GSM-Modul 26 anschließend deaktiviert. Das Funkruf-Modul 25 wird in den Non-Locking-State gebracht. Scheitert die Übertragung wird kein weiterer Versuch unternommen.
Acknowledge Prozedur:
Der Controller 27 startet eine Acknowledge-Prozedur, sobald das Funkruf-Modul 25 den Eingang einer Paging-Nachricht anzeigt. Zunächst wird dem Teilnehmer der Eingang der Nachricht angezeigt und die Möglichkeit gegeben eine manuelle Bestätigung auszuwählen (Manuelles Acknowledge) . Danach aktiviert der Controller 27 das GSM-Modul 26, und überträgt mit je einer Kurznachricht die Bestätigung für alle noch nicht bestätigten Funkruf-Nachrichten, in der Reihenfolge des Eingangs, an das Paging-Network-Center (PNC) Neben den in der Software des Endgerätes vordefinierten Antworten, können diese durch evtl., mit der Paging Nachricht empfangenen Antworten erweitert werden. Erfolgt die manuelle Bestätigung nicht innerhalb einer definierten Zeit, so erfolgt eine automatische Bestätigung. Wie bei der manuellen Bestätigung wird dabei das GSM-Modul aktiviert und je eine Kurznachricht als Bestätigung für alle noch nicht bestätigten Funkruf- Nachrichten, in der Reihenfolge des Eingangs, an das Paging- Network-Center (PNC) übertragen. Nach erfolgreicher Übertragung aller Bestätigungen wird das GSM-Modul deaktiviert. Die bei der Quittierung eines Funkrufs gesendete Kurznachricht enthält neben der evtl. zu übertragenden Antwort die Parameter RIC, Paging Area (OPID, PA) in der die Nachricht empfangen wurde, Zeitstempel und Quittierungsnummer.
Durch die Übertragung der Paging Area erfolgt mit der Bestätigung ein Implizit-Paging-Area-Update. War die Übertragung erfolgreich, so wird das Funkruf-Modul 25 auf die hierbei übertragene OPID und PA gelocked.
Scheitern der Acknowledge-Prozedur:
Scheitert die Acknowledge-Prozedur (automatisch oder manuell) , so wird das GSM-Modul 26 deaktiviert. Nach einer noch zu definierenden Zeit wird ein weiterer Acknowledge Versuch durchgeführt. Die Wartezeit wird mit zunehmender Anzahl von erfolglosen Versuchen größer. Die Anzahl der Versuche wird begrenzt . Die erfolglose Vermittlung wegen fehlender Funkversorgung wird dem Teilnehmer angezeigt, damit dieser die Möglichkeit hat sich in den GSM-Versorgungsbereich zu begeben. Ein erneuter Versuch die Quittung zu übertragen kann evti . durch einen Tastendruck vom Teilnehmer gestartet werden. Die erfolgreiche Übermittlung oder das endgültige Scheitern der Quittierung von Nachrichten wird dem Teilnehmer angezeigt.
Personalisierung des Endgerätes :
Da eine Standard-SIM genutzt wird, erfolgt die
Personalisierung wie bei jeder GSM-SIM. Hierbei wird jedoch die PIN deaktiviert.
Die Personalisierung des Endgerätes 3 erfolgt wie für die bekannten Pager durch den Hersteller oder Netzbetreiber.
Hierbei wird nicht nur RIC und SM, sondern auch die PNC-
Rufnummer (SMS-Service-Center Rufnummer) mitgeteilt. Die
Speicherung von RIC, SM und PNC-Rufnummer erfolgt im Endgerät in einem nichtflüchtigen Speicher.
Mögliche Weiterbildungen der Erfindung:
Hat der Teilnehmer sein GSM-Endgerät ausgeschaltet und steht in GSM eine SMS Nachricht zur Übertragung an, so wird diese auf seinen Pager umgeleitet.
International Roaming: Besteht ein international Roaming Abkommen mit einem ausländischen GSM-Netzbetreiber, kann der Dienst auch im Ausland genutzt werden, falls dort ein entsprechendes Pagingsystem besteht.
Intelligentes Network IN Funktionalität für enhanced Call Forwarding: Falls Mobilfunkteilnehmer nicht erreichbar sind und eine wichtiges Telefongespräch dadurch nicht vermittelbar ist, so erfolgt die Übertragung eines Funkrufs mit der Aufforderung, das Mobilfunktelefon einzuschalten oder sich in den Versorgungsbereich des Mobilfunknetzes zu begeben. Die Call Forwarding Bedingungen können Ursprungs- wie auch zeitabhängig wählbar sein.
Call Forwarding für wichtige Nachrichten: Alarmierung durch Funkruf wegen dringender Short Message, die nicht übertragen werde kann. Die Call Forwarding Bedingungen können ursprungs- wie auch zeitabhängig wählbar sein.
Verwendete Abkürzungen
DPC Destination Point Code (GSM)
DPPS Data Post Processing System (GSM)
GMSC Gateway Mobile Switching Center (GSM)
GSM Global System for Mobile Coirtmunication (GSM)
GT Global Title (GSM)
HLR Home Location Register (GSM)
IW-Entity Interworking-Entity (GSM)
IMSI International Mobile Subscriber Identity (GSM)
MAP Mobile Application Part (GSM)
MFV Mehrfrequenzwahlverfahren
MTP Message Transfer Part SCCP (GSM)
MSC Mobile Switching Center (GSM)
MSRN Mobile Station Roaming Number (GSM)
MSISDN Mobile Station ISDN Number (GSM)
O&M Operation and Maintenance
OPID Operator (ERMES)
PA Paging Area (ERMES)
PAU Paging Area Update
Pager ID Pager Identification (ERMES)
PNC Paging Network Controller (ERMES)
RIC Radio Identity Code (ERMES)
SPC Signaliing Point Codes (GSM)
SS#7 Signaliing System Number 7 (GSM)
SC Service Center (GSM)
SCCP Signaliing Connection Control Part (GSM)
SHS Subscriber Handling System (ERMES)
SIM Subscriber Identity Module (GSM)
SM-PP Short Message Peer to Peer
SMS Short Message Service (GSM)
SMSC Short Message Service Center (GSM)
SMSMO Short Message Service Mobile Originated (GSM)
SMSMT Short Message Service Mobile Tenninated (GSM)
TCAP Transaction Capability Application Part (GSM)
VLR Visitor Location Register (GSM)
VMSC Visited Mobile Switching Center (GSM) Zeichnungs1egende
Funkrufnetz Rufsignal Endgerät ,4' Quittierungssignal GSM-Mobilfunknetz Schnittstelle Paging Network Controller (PNC) Mobile Switching Center/Visitor Location Register Home Location Register (HLR) 0 Short Message Service Center (SMSC) 1 Interworking Entity (IW Entity) Service Center (SC) Schnittstelle zwischen GSM- u. Funkrufnetz Multilink-Monitoringsystem 5 Betrieb & Wartung 6 Administration Schnittstelle (netzübergreifend) 8 Telefon 9 Schnittstelle 0 Zugang (Gateway) 1 DPPS Datennachverarbeitung Teilnehmerdatenverwaltung (im Funkrufnetz) 3 Kundenschnittstelle (z.B. für Funkrufaufträge) 4 Signal 5 Funkruf-Modul 6 GSM-Modul 7 Controller 8 Externer Schalter

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erweiterung eines unidirektionalen Funkrufnetzes zu einem quasi bidirektionalen Funkrufnetz, dadurch gekennzeichnet, daß das Funkrufnetz über eine Schnittstelle in Form einer direkten Datenverbindung mit einem Telekommunikationsnetz verbunden ist, so daß ein direkter Datenaustausch zwischen dem Funkrufnetz und dem Telekommunikationsnetz möglich ist, wobei die Aussendung von Funkrufen an ein Endgerät über das Funkrufnetz und eine Übermittlung von Quittierungssignaien und/oder anderen Signalen und Mitteilungen vom Endgerät über
Signalisierungskanäle des Telekommunikationsnetzes erfolgt, von welchem die übermittelten Signale über die direkte Datenverbindung an das Funkrufnetz weitergeleitet und dort verarbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Telekommunikationsnetz ein GSM-Mobilfunknetz ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Telekommunikationsnetz ein privates oder öffentliches Fernsprechnetz ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung von Signalen zwischen dem Endgerät und dem GSM-Mobilfunknetz die Short Message Funktion (SMS) genutzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle zwischen einem Short Message Service Center (SMSC) des GSM-Netzes und einem Paging Network Controller (PNC) des Funkrufnetzes vorgesehen ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle zwischen einem Gateway- Rechner des GSM-Netzes und einem Paging Network Controller (PNC) des Funkrufnetzes vorgesehen ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Paging Network Controller (PNC) über die Schnittstelle eine GSM Mobile Application Part (MAP) Protokollprozedur im GSM-Netz initiiert werden kann, um den Aufenthaltsbereich des Endgerätes innerhalb des GSM-Netzes zu bestimmen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Paging Network Controller (PNC) über die Schnittstelle eine Location Update Prozedur im GSM-Netz initiiert werden kann, um den Aufenthaltsbereich des Endgerätes innerhalb des GSM-Netzes zu bestimmen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufenthaltsbereich des Endgerätes im GSM-Netz einer entsprechenden GSM-Vermittlungsstelle zugeordnet wird und daraus eine entsprechende Funkrufzone des Funkrufnetzes ermittelt werden kann.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Funkrufnetz ständig eine Funkrufzonen-Information ausgesendet, diese vom Endgerät empfangen und über den GSM-Rückkanal an den Paging Network Controller zurückgesendet wird, um den Aufenthaltsbereich des Endgerätes innerhalb des Funkrufnetzes zu bestimmen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Funkrufsignal nur in der entsprechenden Funkrufzone ausgesendet wird, in der das Endgerät zuletzt lokalisiert wurde.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benötigten Datenbanken zur Zuordnung von Teilnehmer- und Gerätekennungen, zur Ermittlung von Ortsinformationen sowie zur Speicherung der
StatusInformationen von Funkrufen im Short Message Service Center (SMSC) des GSM-Netzes eingerichtet sind.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet, daß die benötigten Datenbanken zur Zuordnung von Teilnehmer- und Gerätekennungen, zur Ermittlung von Ortsinformationen sowie zur Speicherung der Statusinformationen von Funkrufen in einem Datenbankserver eingerichtet sind.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die benötigten Datenbanken zur Zuordnung von Teilnehmer- und Gerätekennungen, zur Ermittlung von OrtsInformationen sowie zur Speicherung der Statusinformationen von Funkrufen im Paging Network Controller eingerichtet sind.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht quittierter Funkruf wiederholt ausgesendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht quittierter Funkruf in einer vorher definierten Rufzone ausgesendet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht quittierter Funkruf mehrmals in einem sich ständig vergrößerten Rufradius ausgesendet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Funkruf im gesamten Funkrufnetz ausgesendet wird und beim Empfang im Endgerät automatisch eine Ortsbestimmung des Empfängers (Location Update Prozedur) im GSM-Netz auslöst.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Funkruf in einem fremden, mit dem eigenen Funkrufnetz über Datenaustauschleitungen wenigstens zeitweise verbundenen Funkrufnetz ausgesendet wird und daß eine Übermittlung von Quittierungssignaien und/oder anderen Signalen und Mitteilungen über Signalisierungskanäle eines fremden Telekommunikationsnetzes erfolgt, welches sich im Bereich des fremden Funkrufnetzes befindet, und daß die Weiterleitung der Signale und Mitteilungen an das dem eigenen Funkrufnetz zugeordneten Telekommunikationsnetz erfolgt, von welchem die übermittelten Signale über direkte Datenverbindungen an das eigene Funkrufnetz weitergeleitet und dort verarbeitet werden.
20. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine direkte Datenverbindung (6,13,17) zwischen einem Gateway (20) des Telekommunikationsnetzes (5) und einer Vermittlungsstelle (7) des Funkrufnetzes (1) , über welche Datenverbindung (6,13,17) Quittierungs- und Ortsinformationen übertragen werden.
21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gateway (20) ein Short Message Service Center (10) realisiert ist.
22. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gateway (20) durch einen Gateway-Rechner realisiert ist.
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Gateway (20) eine Datenbank (12) zur Speicherung und Verarbeitung von teilnehmerspezifischen und funkrufspezifischen Daten eingerichtet ist.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vermittlungsstelle (7) des Funkrufnetzes eine Datenbank zur Speicherung und Verarbeitung von teilnehmerspezifischen und funkrufspezifischen Daten eingerichtet ist.
25. Endgerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Endgerät
(3) für den Betrieb in beiden Netzen vorbereitet ist und ein Funkruf-Modul (25) zum Empfang herkömmlicher Funkrufsignale umfasst, ein zumindest SMS-fähiges Mobilfunk-Modul (26) , und eine Steuereinheit (27) zur Verbindung des Funkruf-Moduls
(25) mit dem Mobilfunk-Modul (26) und zur Steuerung von Aktivierung, Deaktivierung der Module (25,26) , zum Versenden von Quittierungs-Nachrichten und Initiierung der Paging-Area- Update-Prozedur und/oder Mobilfunk Location Update Prozedur.
26. Endgerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Personaliεierung des Mobilfunk-Moduls (26) durch eine Standard-SIM erfolgt.
27. Endgerät nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schalteinrichtung (28) aufweist, durch welche das Mobilfunk-Modul (26) manuell abgeschaltet werden kann.
28. Endgerät nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß es ein vollwertiges Mobilfunkgerät umfasst .
EP97925852A 1996-05-20 1997-05-20 Verfahren, einrichtung und endgerät zur erweiterung eines unidirektionalen funkrufnetzes zu einem quasi bidirektionalen funkrufnetz Ceased EP0900506A2 (de)

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