DE69736008T2

DE69736008T2 - Teilnehmer-endgerät für mobile kommunikationen

Info

Publication number: DE69736008T2
Application number: DE69736008T
Authority: DE
Inventors: Mikko Korpela
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Conversant Wireless Licensing SARL
Priority date: 1997-01-02
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2017-12-23
Also published as: WO1998030042A3; KR100550253B1; JP3474202B2; EP0950330A2; EP0852448A1; KR20000069810A; EP0950330B1; US5946634A; BR9713654A; AU6091898A; JP2000513901A; ES2264567T3; DE69736008D1; CN1171484C; WO1998030042A2; CN1249113A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mobilkommunikationen.
Zurzeit existieren einige verschiedene, und inkompatible Mobilkommunikations-Spezifikationen für verschiedene Gebiete; zum Beispiel, die GSM-Spezifikation in Europa und sonst wo, und die D-AMPS-Spezifikation in den US. Obwohl ein mobiles Endgerät bzw. Mobilendgerät, das einer Spezifikation entspricht, auch fähig sein kann, mit anderen Netzwerken zu arbeiten, vorausgesetzt, sie entsprechen alle den Spezifikationen und sie haben so genannte „Erreichbarkeits"-Abkommen, ist das Mobilendgerät nicht fähig mit Netzwerken zu arbeiten, die einer anderen Spezifikation entsprechen. Daher wird ein GSM-Telefon in vielen Teilen der US nicht benutzbar sein.
Mobiltelefonie-Netzwerke wie GSM bestehen aus Basis-Sende-Empfangs-Stationen (BTSs), die sich in Funkkommunikation mit den Mobiltelefonen befinden; Basissteuerungsstationen (BSCs), die mit den BTSs verbunden sind, und die die Signalisierungs-Steuerfunktionen niedriger Ebene, wie lokales Verbindungsübergabe; und Mobilvermittlungsstellen (MSCs), die als Vermittlungsaustausch wirken und gewöhnlicherweise zusammen mit Mobilitäts-Management-Datenbanken angeordnet werden.
Diese MSCs bilden zusammen mit dem physikalischen Link (z.B. faseroptisch Kabel), die sie miteinander verbinden, ein Backbone-Netzwerk, durch das Sprachanrufe, Faxanrufe oder Datenvermittlung (im Folgenden gemeinsam als „Sitzung" bezeichnet) geführt werden, nachdem sie die Luftschnittstelle an der BTS verlassen. Die Signalisierungs-Protokolle, die in Backbone-Netzwerken benutzt werden, sind innerhalb der GSM-Spezifikation spezifiziert, und zeigen einige Gemeinsamkeiten mit denen von dem diensteintegrierenden digitalen Fernmeldenetzwerk (ISDN).
Ein vorhergehender Vorschlag ist in unser früheren Anmeldung WO 96/28947 offenbart, die ein universelles mobiles Multi-Mode-Telekommunikationssystem beschreibt, in dem ein Mehrfachzugriffs-Satelliten-Kommunikationssystem bereitgestellt wird, um mit Multimode-Endgeräten zusammen zu arbeiten, die gemäß einigen verschiedenen Kommunikationsstandards arbeiten können. In diesem Fall, können sich eingesetzte Protokolle sowohl höherer als auch niedriger Ebene, und sogar die eingesetzten Funkfrequenzen, durch die vielen verschiedenen vorgesehenen terrestrischen und Satelliten-Kommunikationssystem, zwischen den verschiedenen Systemen unterscheiden. Andere Aspekte unseres früheren Vorschlags können zusammen mit der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, wie nachfolgend beschrieben.
Zurzeit finden Diskussionen über die zukünftigen Generationen von Mobil-Kommunikationssystemen, genannt universales mobiles Telekommunikationssystem (UMTS), statt, aber es wurden keine Standards oder Spezifikationen festgelegt. Es scheint wahrscheinlich, dass das UMTS eine Funkschnittstelle und ein Funkzugangsnetzwerk spezifizieren, aber es wird nicht ein einzelnes Backbone-Netzwerk spezifizieren, wie es GMS tut.
Eine mögliche Architektur ist in GB-A 2294844 offenbart, wo ein gewöhnliches Kommunikationssystem Informationen hinsichtlich der Verfügbarkeit von anderen Kommunikationssystemen für eine generische, programmierbare Teilnehmereinheit innerhalb dem Abdeckungsbereich des gewöhnlichen Kommunikationssystems bereitstellt. Die Teilnehmereinheit wählt dann eines der Kommunikationssysteme aus und empfängt eine Ermöglichungs-Programmierung von dem Kommunikationssystem. Die Ermöglichungs-Programmierung erlaubt der Teilnehmereinheit sich selbst zu konfigurieren, um in dem ausgewählten Kommunikationssystem zu arbeiten. Solch ein System ist problematisch, wenn die Anzahl von neuen Netzwerktypen wächst und sich existierende Netzwerktypen entwickeln. Das gewöhnliche Kommunikationssystem muss kontinuierlich geupdatet werden, um mit Funkverbindungen und Backbone-Netzwerk-Standards mitzuhalten, und die generische, programmierbare Teilnehmereinheit muss gestaltet sein, um mit zukünftigen Netzwerken betriebsfähig zu sein. Dies führt zu einer besonders komplexen, schwerfälligen und teuer zu implementieren Lösung.
Eine weitere mögliche Lösung ist in „A PCS Terminal Architecture to Access Multiple Networks", M.Bilgic, IEEE 46 th Vehicular Technology Conference, Mobile Technology for the Human Race, Atlanta, 28. April- 1. Mai 1996, vol. 2, No. Conf. 46, 28. Apnl 1996, Seiten 1160-1164 offenbart. Bilic offenbart eine PCS-Endgerät-Architektur, um auf mehrfache Backbone-Netzwerke zuzugreifen, wobei das Endgerät ein Funkverbindungsmodul (oder eine kabellose Schnittstelle) enthält, um auf einen Typ von Basisstations-Untersystem zuzugreifen, durch Verwendung eines einzelnen Signal-Formatprotokolls niedriger Ebene. Das Basisstations-Untersystem kann mit Anzahl von Backbone-Netzwerken verbunden werden, indem es verschiedene Kommunikationsprotokolle höherer Ebene benutzt. Das Endgerät enthält einen Adaptionsteil, der die Internetworking zwischen der Funkverbindung und dem Anwendungsstapel des verwendeten Backbone-Netzwerkes bereitstellt. Es wurde keine Diskussion über das Endgerät, das den Netzwerktyp erkennt, über den seine Kommunikation geführt wird. Zusätzlich würdigt das Dokument nicht, dass ein Mobilendgerät unfähig in solch einem System gemacht werden könnte, indem es nicht mit einem passenden Protokoll höherer Ebene ausgestattet wird, um mit einem speziellen Backbone-Netzwerk zu kommunizieren, oder indem es nicht die aktuelle Version eines Protokolls höherer Ebene hat, um mit einem speziellen Backbone-Netzwerk zu kommunizieren.
In einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung vornehmlich mit Mobilkommunikationen befasst, in denen Mehrfach- Backbone-Netzwerke über ein oder mehrere gewöhnliche Protokoll-Funkzugangs-Netzwerk zugänglich ist, und die Backbone-Netzwerke arbeiten, indem sie technisch inkompatible Kommunikationsprotokolle verwenden.
Ein Weg, solche Systeme zu implementieren, würde sein, einen vollen Satz von Protokollkonvertern innerhalb des Funkzugangsnetzwerkes bereitzustellen (zum Beispiel, an einem Punkt entsprechend dem BSC eines GSM-Netzwerkes) und dem Mobilendgerät zu erlauben, zu kommunizieren, indem es einen einzelnen Stapel von Protokollen höherer und niedriger Ebene verwendet. Protokoll-Konvertierung würde dann unsichtbar von dem Mobil-Endgerät gehandhabt werden, was von einfacher Konstruktion sein könnte. Dies ist der Ansatz, der in der Vergangenheit benutzt wurde, zum Beispiel bei der Spezifizierung der Internetworking zwischen DECT (Digitale europäische schnurlose Telefonie) und GMS-Systemen.
Jedoch haben wir wahrgenommen, dass wenn die Anzahl neuer Netzwerke wächst, die Komplexität einer Einheit, um solche Konvertierungen durchzuführen steil ansteigt. Entsprechend stellen wir in den Ausführungsformen ein Mobil-Kommunikationssystem bereit, in dem ein Mobil-Endgerät geeignet ist, in einem gewöhnlichen Physikalische-Schicht-Format (z.B. Funkzugangsformat) zu kommunizieren, und zwei und mehr verschiedene Kommunikations-Protokolle höherer Ebene zu benutzen (entsprechend denen, die von verschiedenen Backbone-Netzwerken benutzt werden), und weiter ein Kontrollvorrichtung zum Auswählen eines der Formate höherer Ebene einschließt.
Dies ermöglicht größere Flexibilität und/oder einfachere Konstruktion des Funkzugangnetzwerks.
An diesem Punkt, kann erwähnt werden, das GB-A-2292047 ein Mobil-Telefon-Handapparat offenbart, das Software zum Implementieren verschiedener Netzwerkfunktionen wie Voicemail einschließt, die auf einem im Wesentlich kompatiblen (z.B. GSM) Netzwerk implementiert sind. Die Auswahl welche Funktionen benutzt werden sollen, ist durch das Steck-Teilnehmerkennungsmodul (SIM) festgelegt.
Die Ausführungsbeispiele liefern ein Mobil-Kommunikationssystem in den Physikalische- Schicht-Netzwerkkomponenten (z.B. das Funkzugangnetzwerk, das eine Basisstationseinrichtung umfasst) angeordnet sind, um Signale zu übertragen, die identifizieren, zu welcher der Vielzahl von verschiedenen Backbone-Netzwerken sie verbunden oder verbindbar sind. Das Mobil-Endgerät kann dabei eine der Vielzahl von verschiedenen Protokollen höherer Ebene zur Datenübertragung über eine physikalische Schicht auswählen, und kann ein entsprechendes der Backbone-Netzwerke zur Kommunikation, in Abhängigkeit von den übermittelten Netzwerkkennungssignalen, auswählen.
Zum Beispiel kann das Backbone-Netzwerk GSM-Netzwerke, GSM-evolutionäre-Netzwerke, oder Breitband-ISDN (B-ISDN)-Netzwerke umfassen.
Es kann vorausgesehen werden, dass Netzwerke sich im Zeitablauf entwickeln, so dass ein Mobil-Endgerät mit gegenwärtigen Kommunikations-Protokollen bestenfalls unfähig sein würde, volle Verwendung aller verfügbaren Netzwerke zu haben, und schlechtestenfalls nur fähig sein würde, durch Backbone-Netzwerke zu kommunizieren, die ersetzt wurden.
Dementsprechend ist in bevorzugten Ausführungsformen das Mobilendgerät eingerichtet umprogrammierbar zu sein, um neue Kommunikationsprotokolle entsprechend neuen oder verbesserten Backbone-Netzwerk-Kommunikations-Protokollen zu verwenden.
Es wäre möglich, jedes Mobilendgerät durch Zwückführung zur Fabrik, oder durch Austauschen einer neuen Speicherkomponente (zum Beispiel auf einem Benutzer-Identitäsmodul (SIM) oder ähnliches, wie in GB-A-2292047 vorgeschlagen) umzuprogrammieren.
Jedoch stellen wir in einer bevorzugten Ausführungsform ein Mobilendgerät bereit, das eingerichtet ist, Daten bezogen auf neue Kommunikationsprotokolle über die physikalische Schicht (z.B. Funkzugangsnetzwerk) herunterzuladen.
In einem bevorzugten Ausführungsform umfassen die Daten bezogen auf die Protokolle Kode, der spezifiziert, wie die Protokolle implementiert werden sollen, und das ist vorzugsweise in einer maschinenunabhängigen Deskriptorsprache wie SDL; in diesem Fall schließt das Mobilendgerät eine Compiler und/oder Interpreter-Programm, zum Konvertieren der Beschreibung höherer Ebene zu Maschineninstruktionen niedriger Ebene ein.
Vorzugsweise sind das Mobilendgerät und die fixierten Netzwerkkomponenten eingerichtet, einen Signalisierungs-Dialog auszuführen, um automatisch Daten bezogen auf neue Kommunikationsprotokolle herunterzuladen, wenn das übertragene Signal, welches das Backbone-Netzwerk mit dem das Funkzugangsnetzwerk verbunden ist angibt, ein Backbone- Netzwerk eines Typs identifiziert, der dem Mobilendgerät nicht vorher begegnet ist. Die Erfindung ist durch die Ansprüche definiert.
Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen ersichtlich.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur durch Beispiele in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erklärt, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das Elemente eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ein Blockdiagramm ist, das detaillierter Elemente eines Mobilendgeräts zeigt, das Teile einer Ausführungsform von 1 bildet;
3 ein Blockdiagramm ist, das detaillierter Elemente eines Funkzugangsnetzwerks zeigt, das Teile einer Ausführungsform von 1 bildet;
4 ein Blockdiagramm ist, das detaillierter den Inhalt eines Speichers zeigt, das Teile von 3 bildet;
5 ein Blockdiagramm ist, das detaillierter Komponenten des Mobilendgeräts von 2 zeigt;
6 ein schematisches Diagramm ist, das die funktionelle Struktur eines Protokollstapels und anderer Kommunikationssoftware erklärt, die in dem Blockdiagramm von 5 vorhanden sind.
7 6 entspricht und die funktionellen Komponenten der Kommunikations-Protokoll-Software erklärt, die indem Funkzugangsnetzwerk von 3 vorhanden ist;
8 die Struktur eines Rundsendungs-Signals erklärt, das einen Netzwerktyp-Kode einschließt, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird;
9 ein Flussdiagramm ist, das ein Anfangsstadium des Betriebs des Mobilendgerät von 2 zeigt;
10 ein Flussdiagramm ist, das einen Ablauf zeigt, der von dem Endgerät von 2 durch Herunterladen eines neuen Protokolls ausgeführt wird;
11 ein Flussdiagramm ist, das die entsprechenden Schritte, die von dem Funkzugangsnetzwerk von 3 ausgeführt werden zeigt, durch Herunterladen eines neuen Protokolls an das Mobilendgerät der 2; und
12 ein Flussdiagramm ist, das die Schritte, die von dem Mobilendgerät 10 durch Löschen eines heruntergeladenen Protokolls ausgeführt werden.
In Bezug auf 1 umfasst ein Mobilkommunikationssystem ein Mobilendgerät 10 (z.B. ein digitales Mobiltelefon oder Personal-Digital-Assistent (PDA)); drei Funkzugangsnetzwerke 20a; 20b; 20c und drei Backbone-Netzwerke 30a, 30b, 30c.
Mit Bezug auf 2 in dieser Ausführungsform umfasst das Mobilendgerät 10 eine RF-Antenne 11; einen RF (analog) Sende-Empfänger-Kreis 12; einen digitalen Signal-Ausführungskreis 13, eine Benutzeroberfläche 14, die zum Beispiel einen LCD-Schirm und Tastatur (keiner von beiden ist zur Klarheit gezeigt); einen Steuerkreis 15; eine Audioschnittstelle 16, die einen Lautsprecher und ein Mikrophon umfasst; eine Eingabe/Ausgabe-Anschluss für digitale Daten 17; und eine Batterie 18.
In Benutzung arbeitet die digitale Signalprozessor-Vorrichtung 13 in einem der mehreren verschiedenen Moden unter Steuerung der Steuervorrichtung 15, um wahlweise entweder den Daten-Eingabe/Ausgabe-Anschluss 17 oder die Audioschnittstelle 16 mit dem RF-Kreis 12 verbinden, um entweder eine Sprach oder Daten-Kommunikations-Sitzung einzurichten. Die digitale Signalprozessor-Vorrichtung 13 führt Datenformatierung (zum Beispiel in Pakete, ATM Zellen oder einen TDM Bitstrom und in eine Rahmenstruktur); Datenverschlüsselung; Redundanz-Reduktions-Verschlüsselung und -Entschlüsselung; und andere Funktionen, die ihnen selbst bekannt sind, aus.
Der RF-Bereich 12 empfängt den Ausgabe-Bitstrom von einer digitalen Signalprozessor-Vorrichtung 13 und moduliert diesen auf einen RF- Kanal, der zum Beispiel ein oder mehrere Zeitfenster auf einem oder mehreren Frequenzträgern oder einem oder mehreren Kodes in einem CDMA-System umfasst.
In Bezug auf 3 umfasst jedes Funkzugangsnetzwerk einen oder mehrere Basisstationen 20, die eine Antenne 21; einen RF-Bereich 22, eine erste Protokollkonvertierungs-Vorrichtung 23a; optional eine zweite Protokollkonvertierungs-Vorrichtung 23b; und eine Steuervorrichtung 25, die einen Speicher 26 (z.B. ein Festplattenlaufwerk) und eine Steuereinheit 27 (z.B. einen Großrechner) umfasst.
Obwohl nur eine einzelne Antenne 21 gezeigt ist, kann die Station 20b mehrere Antennen 21 an verschiedenen Stellen umfassen, von denen jede eine Kommunikationszelle definiert.
Über die Antenne 21 ist der RF-Kreis 22 in Kommunikation mit einem oder mehreren Mobilendgeräten 10, um Daten an jedes Endgerät zu übermitteln oder Daten von jedem Endgerät zu empfangen. Der Steuerprozessor 27 ist eingerichtet den RF-Kreis 22 zu steuern sowie die RF-Kanäle den Mobilendgeräten 10 für die Dauer einer Sitzung zuzuweisen; und eine Verbindungsübergabe der Mobilendgerät 10 auszuführen (zum Beispiel zwischen verschiedenen Zellen, die durch verschiedene Antennen 21 definiert werden).
Daher sind der RF-Kreis 22 und die Steuervorrichtung 27 zwischen ihnen eingerichtet, um die von Funkschnittstellen abhängenden Teile niedriger Ebene der Signalverarbeitung, Signalisierung und Steuerprotokolle auszuführen, die den Schichten 1 und 2 (physikalische und Datenverbindungsschichten, in Hinblick auf das OSI-Referenzmodell von ISO 7498) und der RR-Unterschicht entsprechen.
Die Funkzugangsnetzwerk-Station 20b, die in 3 gezeigt ist, ist mit zwei alternativen Backbone-Netzwerken verbunden; ein GSM Backbone-Netzwerk 30a und eine Breitband-ISDN (B-ISDN) Backbone-Netzwerk 30b. B-ISDN ist zum Beispiel in dem Telekommunications Engineers Reference Book, das von Fraidoon Mazde editiert wurde, publiziert von Butterworth Heinemann, 1993, in Kapitel 41, Paragraphen 41.4.6-41.4.13 diskutiert. Es besteht im Wesentlichen aus einer TDM-Struktur, in der Zeitfenster durch ATM-Zellen besetzt sind, die 48 Datenbytes und 5 Bytes mit Kopfzeilen-Informationen umfassen.
Der Protokollkonverter 23a (der in der Praxis, durch einen Steuerprozessor 27 bereitgestellt werden kann, der unter geeigneter Programmsteuerung arbeitet) ist eingerichtet, den „Stapel" eines Protokolls höherer Ebene bereitzustellen (zum Beispiel der Netzwerkschichtprotokolle oder höher), das die Daten, die von dem RF-Bereich empfangen oder an den RF-Bereich geliefert werden, in ein Format abbildet, das von dem GSM-Netzwerk 30a bzw. B-ISDN-Netzwerk 30b verwendet wird und neue Signale hinzufügt. Jede Sitzung wird zwischen dem RF-Bereich 22 und einer oder anderen der Protokollkonvertern 23a oder 23b von dem Steuerprozessor 27 weitergeleitet In Bezug auf 4 enthält der Speicher 26 ein oder mehrere Protokoll-Aufzeichnungen (261...263). Jede Protokoll-Aufzeichnung enthält eine Beschreibung der Protokolle, die in einem jeweilig entsprechenden Backbone-Netzwerk verwendet werden; zum Beispiel, wie gezeigt, enthält Aufzeichnung 261 eine Beschreibung des Stapels der Protokolle höherer Ebene (d.h. Backbone-Netzwerk abhängig), die in dem GSM-Backbone-Netzwerk 30a verwendet werden; Aufzeichnung 262 enthält eine Beschreibung der Protokolle höherer Ebene, die in dem B-ISDN-Netzwerk 30b verwendet werden; und wenn andere Netzwerke mit dem Funkzugangsnetzwerk verbunden sind, hat jeder eine entsprechende andere Protokoll-Aufzeichnung (gezeigt als 263 in 4).
Innerhalb jeder Protokoll-Aufzeichnung, in dieser Ausführungsform, ist eine Beschreibung der Protokolle des Stapels, die in der CCITT-Spezifikations-Beschreibungs-Sprache (SDL) oder in einer ähnlichen Gestaltungssprache geschrieben. Solch eine Spezifikation ist relative kompakt, weil sie in einer Sprache höherer Ebene geschrieben ist, und sie ist auch unabhängig von der Mobilendgerät-Hardware, aber kann von jedem Mobilendgerät 10 direkt zu einem Programm, das auf einer niedrigeren Ebene arbeitet kompiliert werden.
In Bezug auf 5 umfasst die Steuervorrichtung 15 einen Prozessor 150 (z.B. einen Intel Pentium ^TM Prozessor), und der Datenspeicher enthält ein Compilerprogramm 155 und mindestens eine Programmkodedatei 151, 152 in einem elektrisch beschreibbaren Datenspeicher (z.B. EEPROM).
Jede Kodedateien 151, 152 enthalten ausführbaren Kode zum Ausführen eines entsprechenden Satzes von Protokollen (z.B. GSM-Protokolle in Datei 151 und B-ISDN-Protokolle in Datei 152) durch die DSP-Vorrichtung 13, die zum Lesen und um durch eine ausgewählte der Protokollkodedateien 151, 152 gesteuert zu werden, verbunden ist. Alternativ kann der Prozessor 150 den Satz der Protokolle ausführen.
6 stellt schematisch den Inhalt der Protokollkodedateien 151, 152 und ihre Beziehung mit anderen Elementen der Signalisierungs-Steuer-Software innerhalb des Endgeräts 10 dar. Unter der Steuerung eines Managementprogramms (durch den Prozessor 150 bereitgestellt) wendet die DSP-Vorrichtung wahlweise eine der Protokollkodedateien 151, 152, 153 im Kombination mit Kode 131 an, der die Schichten 1 und 2 implementiert (die physikalischen Schicht, die logischen Verbindungs-Unterschicht und die Verbindungssteuerungs-MAC-Schicht) des Funkzugangssystems.
Auch wird Kode bereitgestellt, der eine Funkträger-Kontrolschicht 132 implementiert, die Protokolle bereitstellt, um Sitzungen durch Übertragen der nötigen Trägerkapazitäten (Byterate, Qualität des Dienstes und so weiter) zwischen den Anforderungen des Endgeräte-Benutzers und denen des Funkzugangsnetzwerkes 20; und ein Funkressourcen-Protokoll 134 zum Ausführen von Signalqualitätsmessungen und Erlassen von Übergabe-Entscheidungen einzurichten und zu managen.
Jede der Protokollkodedateien 151–153 umfasst einen Netzwerkschichtabschnitt zum Ausführen eines Backbone-Netzwerk-abhängigen Protokolls; eine Mobilitäts-Management-Schicht zum Ausführen von Mobilitätsmanagement oder anderen Ressourcenfunktionen; und eine adaptionskomponente-bildenden Teil der Funkträger-Steuerungsschicht 132, die die Funkträger-Steuerungsschicht 132 mit Protokollumsetzungen zum Kommunizieren mit der Mobilitäts-Management/Ressource-Schichtkomponente dieser Protokollkodedateien bereitstellt.
Deshalb enthält die GSM-Protokollkodedatei 151 eine GSM-Verbindungs-Management (CM)-Schicht, und eine GSM-Mobilitätsmanagement (MM)-Schicht, zusammen mit einem GSM-Adaptions-Komponenten-Bereich der Funkträger-Steuerungsschicht 132; die B-ISDN Protokollkodedatei 152 umfasst eine B-ISDN CC-Komponente, eine B-ISDN MM-Komponente; und eine B-ISDN-Adaptions-Komponente, und eine Pakets-Kommunikations-Protokolldatei 153 umfasst eine Internet-Protokoll(IP)-Komponente; eine SNDCP-U Paketfunkkomponente und eine Adaptionskomponente.
Jede Komponente jeder Protokolldatei entspricht einem getrennten Schichtprotokoll und kommuniziert mit der Schicht darüber und darunter durch Austausch von so genannten "Primitiven", die eine Signalisierungsformat-Mitteilung umfassen, die Daten zur Kommunikation enthalten.
In Bezug auf 7 wird jedes Funkzugangsnetzwerk 20 (z.B. bei einem BSC) entsprechend dem Funkschnittstellen-Protokoll niedriger Schicht 231, Funkressourcen-Steuerprotokoll 234 und eine Funkträgersteuerschicht 232 bereitstellt. Die Funkträgersteuerschicht-Protokoll 232 kommuniziert mit dem Funkträgersteuerschicht-Protokoll 132 des Mobilendgerät und umfasst eine B-ISDN-Adaptionskomponente 252 zum Kommunizieren mit einem B-ISDN-Netzwerk 23b, und einer GSM-Adaptionskomponente 251 zum Kommunizieren mit einem GSM-Netzwerk 23a. Die Funkträgersteuerschicht, Managementvorrichtung, und niedrigere Schichten der Funkschnittstellen werden alle von der Steuereinheit 25 bereitgestellt.
Die niedrigere Schichten der Funkschnittstellen 131, 231 des Mobilendgerät und des Funkzugangsnetzwerks 20 kommunizieren miteinander über Antennen 11, 21 und über die niedrigeren Schichten 131, 231, die Funkträgersteuerschichten 132, 232 und die Funkressourcen-Protokolle 134, 234 kommunizieren miteinander, um eine Sitzung der benötigten Bandbreite einzurichten und das Mobilendgerät 10 zu weiterzureichen, wenn die Funkkonditionen es benötigen.
Periodisch, auf einem Rundsendekanal, übermittelt das Funkzugangsnetzwerk Signale (angedeutet in 8), die einen Länderidentifikationsabschnitt 101 umfassen (ähnlich der landestypischen Koderundsendung in GSM auf dem allgemeinen Rundsende-Steuer-Kanal oder BCCH); einen netzwerkidentifizierenden Abschnitt 103 (ähnlich der PLMN-Kode-Rundsendung in GSM), die die Identität jedes Backbone-Netzwerks 30 anzeigt, mit dem das Funkzugangsnetzwerk verbunden ist; und ein Backbone-Netzwerk-Typ-Kode 102, der für jedes Backbone-Netzwerk anzeigt, ob das Netzwerk zum Beispiel ein GSM-Netzwerk, ein B-ISDN-Netzwerk; usw. ist.
Anschließend kann jeder Netzwerktyp/Netzwerk ID-Paar datenspezifisch zu dem Netzwerk signalisieren, z.B. Mobilitätsmanagement-Meldungen, wie Lokalisations-Erneuerungs-Anfrage-Meldungen.
In Bezug auf 9 empfängt das Mobilendgerät 10 solche Rundsende-Signale in einem Schritt 1202; bestimmt den Netzwerktypkode in einem Schritt 1204, und leitet (Schritt 1206) jedes folgende Signal (z.B. Mobilitätsmanagement-Signale) zu dem Adaptionsbereich der relevanten Protokollkodedatei 151, 152 oder 153 weiter. Daher führt die Funkträger-Steuerungsebene 132 für jeden Typ von Backbone-Netzwerk nur die für dieses Backbone-Netzwerk relevanten Informationen an den Protokollstapel.
In Bezug auf 10, in einem Schritt 1212, empfängt ein Mobilendgerät 10 ein Netzwerktyp-Signal 102 zum Identifizieren eines Netzwerktyps, für den das Mobilendgerät 10 keine gespeicherten Protokollkodedatei 151, 152 aufweist (Schritt 1214).
In diesem Fall, signalisiert der Prozessor 150 Identifizieren des Protokolltyps, den er nicht aufweist, zurück (Schritt 1216), und in Schritt 1218 empfängt der Prozessor 150 über die DSP-Vorrichtung 13 die Protokolldatei in SDL von dem Speicher 26 des Funkzugangsnetzwerks 20.
In Schritt 1220, führt das Prozessor das Compiler-Programm 155 aus, um das Protokoll vom SDL in ausführbaren Kode zu kompilieren, der geeignet zum Betrieb auf dem DSP 13 ist, und in Schritt 1222 kreiert der Prozessor 150 eine neue Protokollkodedatei und speichert den ausführbaren Kode darin.
In Bezug auf 11, wird der entsprechende Betrieb des Funkzugangsnetzwerks 20 ersichtlich. In Schritt 1302 wird das Protokoll-Herunterlade-Anfrage-Signal von einem Mobilendgerät 10 empfangen, das den Backbone-Netzwerk-Typ, für den die Protokolle heruntergeladen werden sollen, identifiziert.
In Schritt 1304 macht der Prozessor 27 den Speicher 26 zugänglich, um die SDL-Protokoll-Beschreibung zu lesen, die zu dem Mobiltelefon in Schritt 1306 über die Antenne 21 übertragen wird. In einem Schritt 1308 dieser Ausführungsform wird ein Abrechnungsereignis-Signal durch das Funkzugangsnetzwerk an das Netzwerk entsprechend dem Netzwerktyp für den des Protokoll heruntergeladen wurde, übermittelt, wobei das Mobilendgerät 10 identifiziert wird, um zu ermöglichen, eine Gebühr von dem Benutzer des Mobilendgerät bezogen auf das Herunterladen eines Protokolls zu verlangen.
In Bezug auf 12, wenn das Mobilendgerät 10 sich auf dem Netzwerk entsprechend der neu heruntergeladenen Protokolldatei (Schritt 1230) anmeldet, läuft die Sitzung unter Verwendung der neu heruntergeladenen Protokolle ab (Schritt 1232) bis die Anmeldung beendet wird, entweder weil die oder jede Sitzung beendet wurde oder weil das Mobilendgerät 10 sich außerhalb der Reichweite bewegt hat (Schritt 1234) In dieser Ausführungsform, löscht der Prozessor an diesem Stadium (Schritt 1236) die neu heruntergeladenen Protokollkodedateien (151 oder 152) (Schritt 1236).
Wenn sich das Mobilendgerät 10 nicht sofort auf dem Netzwerk entsprechend dem neu heruntergeladenen Protokoll anmeldet, wartet der Prozessor eine Periode T (Schritt 1238) und wenn keine Anmeldung innerhalb dieser Periode erfolgt, fährt er mit Schritt 1236 fort, um die Protokollkodedatei zu löschen.
Beispiel zur Verwendung der Erfindung
Ein Beispiel der Verhältnisse, in denen die Erfindung verwendet werden kann, wird nun beschrieben werden.
In Bezug auf 1 ist ein Mobilendgerät in Signalisierungs-Kommunikation mit drei Funkzugangsnetzwerken 20a–20c. Die Funkzugangsnetzwerke können UMTS-Netzwerke oder konventionelle Netzwerke sein. Das erste Netzwerk 20c ist mit einem GSM-(oder eine Entwicklung davon) Backbone-Netzwerk 30c verbunden und die zwei befinden sich im Allgemeinbesitz. Das Mobilendgerät 10 ist mit diesem GSM-Netzwerk angemeldet. Das zweite Funkzugangsnetzwerk 20b ist auch ein GSM Netzwerk (oder eine Entwicklung davon) und ist mit einem GSM Backbone-Netzwerk 30b verbunden. Die beiden haben ein Erreichbarkeits-Abkommen mit dem ersten Netzwerk (20c, 30c), sodass das Mobilendgerät 10 sie benutzen kann.
Das dritte Backbone-Netzwerk 30a ist ein B-ISDN-Backbone-Netzwerk, das mit einem zweiten Funkzugangsnetzwerk verbunden ist und durch das zugänglich, und hat ein Erreichbarkeits-Abkommen mit dem ersten GSM-Netzwerk (20c, 30c), sodass das Mobilendgerätes es benutzen kann. Es ist auch durch ein in unabhängigem Besitz befindliches Funkzugangsnetzwerk 20a erreichbar.
Wie oben beschrieben, kann das Mobilendgerät 10 im untätigen Modus die Netzwerkidentifikation und Netzwerktyp-Signale von allen drei Backbone-Netzwerken über jedes Funkzugangsnetzwerk erkennen. Es wird einen GSM-Protokoll-Stapel enthalten, und wird einen B-ISDN Protokoll-Stapel heruntergeladen haben. Wenn der Benutzer eine Sitzung initiieren möchte, entweder einen Sprachanruf oder eine Datensitzung unter Verwendung eines Computers, Faxes oder Videophones, das mit einen I/O-Anschluss 17 verbunden ist, erkennt die Endgeräte-Steuervorrichtung 15 den Sitzungstyp (z.B. die Anwendung) und wählt das verfügbare Protokoll zur Verwendung aus (wenn mehrere verschiedene Datenformate die Sitzung unterstützen könnten). Die Wahl kann die Kosten- und die Dienst-Qualität-Faktoren in Betracht ziehen, die in unserer früheren Anmeldung WO 96/28947 diskutiert wurden. Vorzug kann dem Netzwerk gegeben werden, bei dem das Mobilendgerät 10 bereits angemeldet ist, bis dies technisch ungeeignet ist (weil zum Beispiel eine breitere Bandbreite nötig ist).
An diesem Punkt wird das Mobilendgerät sich bei dem gewählten Netzwerk unter Verwendung des ausgewählten Protokolls anmelden oder wiederanmelden und die Sitzung wird als normal eingerichtet. Als Ergebnis der Sitzung ist es dem Mobilendgerät 10 möglich sich bei einem anderen Netzwerk wiederanzumelden, wenn das geeigneter für einen anderen Sitzungstyp ist.
Andere Ausführungsformen und Modifikationen
Es wird offensichtlich aus dem Vorhergehenden, dass viele andere Ausführungsformen, oder Modifikationen oder Alternativen zu den oben offenbarten Ausführungsformen möglich sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt, aber es erstreckt sich über jede und alle solche Modifikationen, die für sachkundige Personen offensichtlich sein würden.
Während, in den oben beschriebenen Ausführungsformen, die GSM und B-ISDN Protokolle diskutiert wurden, ist die Erfindung dazu bestimmt, sich über evolutionäre Zukunftsmodifikationen dieser Protokoll zu erstrecken, die im Moment zur Diskussion stehen.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Protokolle begrenzt, sondern erstreckt sich auch über andere gegenwärtig bekannte Protokolle wie D-AMPS, PDC, DCS 1800, und Modifikationen davon, ob diese auf synchronen oder asynchronen Protokollen basieren oder auf komplett neuen Protokollen, die entwickelt werden können.
Obwohl die Protokolldateien, die in der vorliegende Erfindung beschrieben wurden, getrennte Komponenten für jede Schicht umfassen, ist jedem offensichtlich, dass die Funktionalität von einigen Schichten in einen einzelnen Satz von Protokollen vereinigt werden könnte, wenn es erwünscht ist.
Während ebenso in der oben offenbarten Ausführungsform eine Protokollbeschreibung in SDL angewendet wird, ist es offensichtlich, dass eine Darstellung niedriger Ebene des Protokolls angewendet werden könnte; zum Beispiel, als C++-Kode oder anderen maschinenunabhängiger Kode.
Es wäre auch möglich, wo nur ein Einzeltyp von Prozessor als in einem Mobilendgerät vorhanden erwartet wird, den Protokoll-Kode als Maschinenanweisungen niedriger Ebene zu speichern und herunterzuladen, obwohl dies ein größeres, zu übertragendes Datenvolumen nach sich ziehen würde und weniger flexible wäre.
Des weiteren ist, in der oben beschriebenen Ausführungsform, ein Prozessor-Bildungs-Teil des Mobilendgeräts 10 beschrieben wie Treffen der Entscheidung wie welches Netzwerk auszuwählen ist, wäre es auch möglich einen entfernbaren Prozessor des Typs, der im Moment als Teilnehmerkennungsmodul (SIM) bezeichnet wird, im GSM bereitzustellen, der einen Prozessor und einen verknüpften Speicher umfasst.
In diesem Fall, würde das Mobilendgerät 10 der SIM das Land, den Netzwerktyp und Netzwerkidentifikationsinformationen übergeben, und der SIM-Prozessor würde ein Netzwerk auf Grundlage des Typs von Netzwerkinformationen (neben anderen Dingen) auswählen.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Informationen über den Typ des zur Verfügung gestelltem Backbone-Netzwerk verwendet wird, um eine Backbone-Netzwerk auszuwählen, und um Protokolle für ein solches Netzwerk herunterzuladen, ist es offensichtlich, das andere Verwendungen dieser Informationen auch innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen. Zum Beispiel, wenn mehr als ein Funkzugangsnetzwerk dem Endgerät 10 zugänglich ist, können Informationen, die durch jedes Funkzugangsnetzwerk rundgesendet werden, verwendet werden, um das benötigte Funkzugangsnetzwerk auszuwählen.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform, die Signal, die das Land und das Backbone-Netzwerk identifizieren, auf Rundsende-Kanälen übertragen werden, kann diese Information alternativ in einer Sitzung, die zwischen dem Endgerät und dem Funkzugangsnetzwerk aufgebaut ist, übertragen werden.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Compiler offenbart ist, ist es offensichtlich, dass es möglich sein würde stattdessen ein Interpreterprogramm bereitzustellen und die Protokollbeschreibung höherer Ebene, die in das Endgerät heruntergeladen ist zu interpretieren anstatt es in eine ausführbare Kodedatei zu kompilieren; dies hätte die Vorteile, das es weniger Speicherung benötigen würde, aber einen Prozessor mit höherer Geschwindigkeit benötigen würde, da die Interpretation kontinuierlich während einer Kommunikation ausgeführt werden würde.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Protokollkodedatei gelöscht wird, nachdem der Kontakt mit einem Netzwerk verloren geht, ist es offensichtlich, dass in anderen Ausführungsformen die heruntergeladenen Protokolle permanent behalten werden können. In solchen Fällen, kann eine weitergehende Bezahlung für die Verwendung des heruntergeladenen Protokolls erfolgen; entweder durch Erheben einer Prämie bei jeder Gelegenheit, wenn sie verwendet wird, oder durch Erhebung einer entsprechenden einmaligen Zahlung bei dem Herunterladen.
Natürlich werden andere Ausführungsformen und Modifikationen sich den sachkundigen Personen selbst erschließen.

Claims

Benutzerendgerät, umfassend eine kabellose Schnittstelle (11, 12) und eine Formatierungsvorrichtung (13), zum Formatieren eines Signals zur Übertragung über die kabellose Schnittstelle, in Übereinstimmung mit einem Signal-Format-Protokoll niedriger Ebene, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel (15, 13) zum Empfangen eines Typensignals (102) umfasst, wobei das Typensignal ein Signalisierungs-Protokoll höherer Ebene angibt, das zum Senden des Signals zu verwenden ist, und zum Formatieren des Signals gemäß des Signalisierungs-Protokolls höherer Ebene.
Benutzerendgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Signalisierungs-Protokoll höherer Ebene in Abhängigkeit von dem Typensignal (102) aus mehreren alternativen Signalisierungs-Protokollen höherer Ebene ausgewählt wird.
Benutzerendgerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend ein mobiles Endgerät.
Benutzerendgerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die kabellose Schnittstelle (11, 12) eine Funkschnittstelle ist.
Benutzerendgerät gemäß Anspruch 2, eingerichtet, um Signaldaten (101, 103) zu empfangen und selektiv die Signaldaten gemäß dem ausgewählten Signalisierungs-Protokoll höherer Ebene zu verarbeiten.
Benutzerendgerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend Mittel (15) zum Empfangen neuer Protokolldaten, um die Ausführung eines neuen der Protokolle zu ermöglichen.
Benutzerendgerät gemäß Anspruch 6, in dem die Mittel (15) zum Empfangen der neuen Protokolldaten mit der kabellosen Schnittstelle (11, 12) verbunden sind, um die neuen Protokolldaten daher zu empfangen.
Benutzerendgerät gemäß Anspruch 7, wenn abhängig von Anspruch 5, wobei das Mittel (15) zum Empfangen neuer Protokolldaten eingerichtet ist, um ein Signal zu erzeugen, um den Empfang neuer Protokolldaten in Antwort auf eines der Typensignale (102) einzuleiten, das einen Protokoll entspricht, mit dem das Endgerät nicht kommunizieren kann.
Benutzerendgerät gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, weiter umfassend Mittel (15), um des Endgerät, gemäß eines vorbestimmten Kriteriums, zu veranlassen, damit aufzuhören derartige neue Protokolldaten anzuwenden.
Benutzerendgerät gemäß Anspruch 9, wobei das vorbestimmte Kriterium dem Aufhören des Empfanges eines Typensignals (102) entspricht, das den neuen Protokolldaten entspricht.
Benutzerendgerät gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das vorbestimmte Kriterium ein vorbestimmtes Zeitintervall umfasst.
Benutzerendgerät gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, das eine programmierbare Verarbeitungsvorrichtung (150, 13) und Mittel (150, 155) umfasst, um die neuen Protokolldaten in einem Format zu empfangen, das unabhängig von dem Anweisungssatz der programmierbaren Verarbeitungsvorrichtung (150, 13) ist, und um daraus entsprechende Anweisungen für die programmierbare Verarbeitungsvorrichtung (150, 13) zu erzeugen.
Benutzerendgerät gemäß Anspruch 12, wobei das Umwandlungsmittel einen Kompilierer (155) umfasst, der eingerichtet ist, auf den Empfang der neuen Protokolldaten eine ausführbare Programmdatei (152) zu erzeugen, um die programmierbare Verarbeitungsvorrichtung (13) zu veranlassen das Protokoll auszuführen.
Benutzerendgerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, einschließend Mittel, um ein Funk-Zugangsnetzwerk auf Grundlage des Typensignals (102) auszuwählen.
Benutzerendgerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, einschließend Mittel, um ein Backbone-Netzwerk auf Grundlage des Typensignals (102) auszuwählen.
Kommunikationssystem zum Kommunizieren mit mindestens einem Endgerät (10), umfassend mindestens ein kabelloses Zugangsnetzwerk (20a–20c), eingerichtet um mit dem mindestens einen Endgerät (10) unter Verwendung eines Signalisierungs-Protokolls niedriger Ebene zu kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes der kabellosen Zugangsnetzwerke (20b) mit mehreren drahtgebundenen Netzwerken (30a–30c) verbunden ist, die eingerichtet sind, um Daten unter Verwendung jeweiliger, gegenseitig inkompatibler Signalisierungs-Protokolle höherer Ebene zu tragen, wobei das oder jedes kabellose Zugangsnetzwerk (20b) Mittel (25) umfasst, um für jedes der drahtgebundenen Netzwerke (30a, 30b) ein Signal (102) periodisch zu senden, das den Typ der Protokolle angibt, das von diesem Netzwerk verwendet wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 16, wobei das oder jedes kabellose Zugangsnetzwerk (20b) weiter ein Netzwerkgerät (20b) für kabellosen Zugang umfasst, das eine kabellose Kommunikationsschnittstelle (21, 22) zum Kommunizieren mit einem mobilen Endgerät (10) umfasst, das Signalisierungs-Protokolle niedriger Ebene einsetzt, und mehrere Netzwerkprotokoll-Schnittstellen (23a, 23b) umfasst, um an entsprechende verschiedene Kommunikationsnetzwerke zu koppeln, die jeweilige unterschiedliche, inkompatible, Kommunikationsprotokolle relativ höherer Ebene einsetzen und um zwischen den Protokollen höherer Ebene und niedriger Ebene zu übersetzen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 17, wobei das Netzwerkgerät (20b) für kabellosen Zugang einen Speicher (26), der mehrere Aufzeichnungen von Protokolldaten (261–263) speichert, wobei jede den Protokollen entspricht, die von einem der Netzwerke (30a, 30b) verwendet werden, und wobei jede Daten umfasst, aus denen ein mobiles Endgerät (10) die Protokolle rekonstruieren kann, und Mittel (27) umfasst, um die Aufzeichnungen zu lesen und Daten dafür an die kabellose Schnittstelle (20, 21) zur Übertragung an eines der mobilen Endgeräte (10) bereitzustellen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 18, wobei jede Aufzeichnung von Protokolldaten eine Darstellung der Protokolle umfasst, die unabhängig von dem Aufbau des mobilen Endgeräts (10) ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 19, wobei die Darstellung eine Entwurfssprachen- (SDL) Darstellung der Protokolle umfasst.
Verfahren zur kabellosen Kommunikation zwischen einer mobilen Endgerätestation (10) und einen entfernten mobilen Endgerät über ein Funk-Zugangsnetzwerk (20), das Signalisierungsprotokolle niedriger Ebene einsetzt und ein Backbone-Netzwerk (30), das Signalisierungsprotokolle höherer Ebene einsetzt, wobei das Funk-Zugangsnetzwerk (20b) mit mehreren, inkompatiblen der Backbone-Netzwerke (30a, 30b) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Empfangen eines Typensignals (102), das ein Protokoll höherer Ebene angibt, das von dem entfernten mobilen Endgerät zum Senden eines Signals zu verwenden ist, und das Formatieren des Signals gemäß dem Signalisierungs-Protokoll höherer Ebene umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, weiter umfassend den Anfangsschritt des Bereitstellens mehrerer Protokolle höherer Ebene an dem mobilen Endgerät (10).
Verfahren nach Anspruch 22, weiter umfassend den Schritt des Auswählens eines der mehreren Backbone-Netzwerke (30a, 30b).
Verfahren nach Anspruch 23, weiter umfassend den Schritt des Herunterladens des Protokolls höherer Ebene das in dem Typensignal (102) angegeben ist, über das kabellose Zugangsnetzwerk (20b).