(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl6: H04Q 7/22 H04B 7/26 H04M 1/66 (54) Stałe urządzenie końcowe telefonii komórkowej (73) Uprawniony z patentu: (30) Pierwszeństwo: ALCATEL STANDARD ELECTRICA S.A., , ES, P Madryt, ES (72) Twórcy wynalazku: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Jose M. Garcia Aguilera, Madryt, ES BUP 22/95 Franciso J. Leon Rubio, Puerto de Sagunto, ES Ramiro Ramirez Ramirez, San Sebastian De Los Reyes, ES (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/99 (74) Pełnomocnik: Muszyński Andrzej, POLSERVICE P L B 1 1. Stałe urządzenie końcowe tele- (57) fonii komórkowej, zwłaszcza w komórkowej sieci ruchomej, które łączy się przez radio z co najmniej jedną stacją bazową, realizując usługę głosową i/lub przekazywanie danych do co najmniej jednej końcówki abonenckiej oraz połączenia alarmowe wykonywane przez tę końcówkę abonencką, przy czym urządzenie zawiera generator sygnałów akustycznych i moduł identyfikacji abonenta (SIM), znam ienne tym, że zawiera dołączony do generatora sygnałów akustycznych (41) układ sterujący (42) generowaniem sygnału wywołania alarmowego, różnego od aktualnie występujących sygnałów abonenckich, zależnie od aktualnego statusu modułu identyfikacji abonenta (SIM), przy czym generator sygnałów akustycznych... FIG. 2

2 Stałe urządzenie końcowe telefonii komórkowej Zastrzeżenia patentowe 1. Stałe urządzenie końcowe telefonii komórkowej, zwłaszcza w komórkowej sieci ruchomej, które łączy się przez radio z co najmniej jedną stacją bazową, realizując usługę głosową i/lub przekazywanie danych do co najmniej jednej końcówki abonenckiej oraz połączenia alarmowe wykonywane przez tę końcówkę abonencką, przy czym urządzenie zawiera generator sygnałów akustycznych i moduł identyfikacji abonenta (SIM), znam ienne tym, że zawiera dołączony do generatora sygnałów akustycznych (41) układ sterujący (42) generowaniem sygnału wywołania alarmowego, różnego od aktualnie występujących sygnałów abonenckich, zależnie od aktualnego statusu modułu identyfikacji abonenta (SIM), przy czym generator sygnałów akustycznych (41) jest dołączony, poprzez interfejs liniowy (8) i linię abonencką ( L ), do końcówki abonenckiej (5). 2. Urządzenie według zastrz. 1, znam ienne tym, ze interfejs liniowy (8) zawiera multiplekser (43), którego jedno wejście jest dołączone do generatora sygnałów akustycznych (41), a wyjście do cewki hybrydowej (44), do której jest dołączona linia abonencka (L). 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że generator sygnałów akustycznych (41) jest generatorem sygnału wywołania alarmowego, gdy końcówka abonencka (5) wysyła żądanie wywołania do stałego urządzenia końcowego (4) telefonii komórkowej, poprzez interfejs liniowy (8), dołączony do linii abonenckiej (L). 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że generator sygnałów akustycznych (41) jest generatorem sygnału wywołania alarmowego, gdy moduł identyfikacji abonenta (SIM) nie działa w stałym urządzeniu końcowym (4) telefonii komórkowej. * * * Przedmiotem wynalazku jest stałe urządzenie końcowe telefonii komórkowej, zwłaszcza w komórkowej sieci ruchomej oferującej usługi głosowe i/lub przekazywania danych do pewnej liczby telefonicznych urządzeń końcowych. W szczególności rozwiązanie znajduje zastosowanie w stałych usługach komunikacyjnych bazujących na systemie ruchomego pokrycia komórkowego sieci GSM. Zastosowanie komórkowego systemu ruchomego o stałej mobilności jako części infrastruktury podstawowej służby telefonicznej jest korzystne w tych sytuacjach, gdzie instalacje konwencjonalnej infrastruktury nie są opłacalne z powodu małej gęstości abonentów. W takich sytuacjach operatorzy telefoniczni mogą wykorzystywać pokrycie radiowe, jakie oferuje komórkowy system ruchomy dla dostarczania podstawowych usług telefonicznych poprzez odpowiednie interfejsy. Wymaga to zaprojektowania specjalnego uproszczonego urządzenia końcowego w odniesieniu do parametrów oferowanych przez standardowe urządzenia końcowe specjalnego urządzenia przetwarzającego po stronie stacjonarnej ruchomej centrali, na przykład poprzez wyeliminowanie funkcji ruchowych. Znana jest z artykułu pt. Zastosowanie technologii ruchomej w sieciach z dostępem J. M. Garcii Aguilera opublikowanego w Workshop Proceedings z 23 Europejskiej Konferencji Mikrofalowej, która odbyła się w Madrycie 10 września 1993 r., strony 124 i 125, architektura urządzenia końcowego tego typu dla przypadku pojedynczego abonenta systemu komórkowego, w którym nadajnik końcówki ruchomej komunikuje się ze stacją bazową systemu komórkowego przez radio za pośrednictwem systemu anten i z modułem interfejsu i sterowania przez kable, aby zapewnić przezroczysty interfejs liniowy, z punktu widzenia abonenta, do kanału komunikacyjnego systemu komórkowego. Zgodnie z twierdzeniami podanymi w tym artykule, sieć komórkowa GSM jest jedną z sieci, w której mogą być wykonywane tego typu usługi.

3 Tego typu stałe, komórkowe urządzenie końcowe, chociaż jest przezroczyste w stosunku do użytego kanału, z punktu widzenia użytkownika musi zachowywać się tak, jakby był standardowym urządzeniem końcowym podstawowej służby telefonicznej. Takie urządzenia mają pewne różnice funkcjonalne, które muszą być dozwolone. Po pierwsze, trzeba wziąć pod uwagę, na przykład sygnał akustyczny wybierania, który w przypadku stałej standardowej infrastruktury musi być wysyłany przez centrale tak, że jego odbiór oznacza dostępność linii. Jednak, gdy infrastruktura bazuje na sieci komórkowej, ten sygnał akustyczny jest wytwarzany lokalnie przez interfejs zależny od stanu operacyjnego systemu komórkowego. W przypadku, gdy linia jest zajęta lub standardowe urządzenie końcowe sieci GSM jest zajęte, przy raz dokonanej próbie połączenia i zależnie od rezultatów generuje ton zajętości lub nasycenia linii, który następnie wskazuje niemożliwość dokonania żądanego połączenia. Ponadto, istnieją w sieci telekomunikacyjnej, a w konsekwencji także w sieciach ruchomych, usługi określane jako połączenia alarmowe, do których użytkownik ma dostęp przez wybranie określonego numeru, przyciśnięcie przycisku funkcyjnego lub nawet przez trzymanie przez pewien czas zdjętej słuchawki. Sieć kieruje połączenie do miejsca przeznaczenia wstępnie ustalonego przez operatora sieci, którym jest na przykład centrum utrzymania i/lub obsługi sieci. Ta usługa jest obligatoryjna dla urządzeń końcowych wykorzystujących standard GSM telefonii ruchomej i w rozszerzeniu stałe, komórkowe urządzenie końcowe sieci GSM musi także wykonywać tą usługę. Urządzenia końcowe sieci GSM wymagają wprowadzenia tak zwanych kart SIM (Moduł Identyfikacji Abonenta) dla działania w pełnym zakresie. Jeżeli nie ma takiego czynnego modułu, urządzenie końcowe sieci GSM nie może wykonać normalnego połączenia, ponieważ to właśnie w module SIM są umieszczone podstawowe dane, na przykład numer ruchomego abonenta, klucz szyfrujący, dla działania końcówki. W konsekwencji zdarzają się sytuacje, że urządzenie końcowe nie może wykonać normalnego połączenia, ale może wykonać wychodzące połączenia alarmowe. Taka sytuacja nie mogłaby być przedstawiona abonentowi lub abonentom wykorzystującym infrastrukturę komórkową tego typu dla połączeń z siecią publiczną, ponieważ nie mógłby on odróżnić pomiędzy urządzeniem końcowym całkowicie niesprawnym a realizującym jedynie wybrane usługi (możliwe są tylko połączenia alarmowe). W związku z tym należy rozwiązać problem rozróżnienia w niejednoznacznej sytuacji, przedstawionej powyżej, kiedy urządzenie końcowe jest całkowicie niesprawne, a kiedy realizuje usługi w ograniczonym zakresie. Ma to specjalne znaczenie w obszarach trudnodostępnych, na przykład górzystych, gdzie nie ma innych alternatywnych środków komunikacji, na przykład ze szpitalem w sytuacji zagrożenia. Istotą stałego urządzenia końcowego telefonii komórkowej, według wynalazku, zwłaszcza w komórkowej sieci ruchomej, które łączy się przez radio z co najmniej jedną stacją bazową, realizując usługę głosową i/lub przekazywanie danych do co najmniej jednej końcówki abonenckiej oraz połączenia alarmowe wykonywane przez tę końcówkę abonencką, przy czym urządzenie zawiera generator sygnałów akustycznych i moduł identyfikacji abonenta (SIM), jest to, że zawiera dołączony do generatora sygnałów akustycznych układ sterujący generowaniem sygnału wywołania alarmowego, różnego od aktualnie występujących sygnałów abonenckich, zależnie od aktualnego statusu modułu identyfikacji abonenta (SIM), przy czym generator sygnałów akustycznych jest dołączony, poprzez interfejs liniowy i linię abonencką do końcówki abonenckiej. Korzystnie interfejs liniowy zawiera multiplekser, którego jedno wejście jest dołączone do generatora sygnałów akustycznych, a wyjście do cewki hybrydowej, do której jest dołączona linia abonencka. Korzystnie generator sygnałów akustycznych jest generatorem sygnału wywołania alarmowego, gdy końcówka abonencka wysyła żądanie wywołania do stałego urządzenia końcowego telefonii komórkowej poprzez interfejs liniowy dołączony do linii abonenckiej. Korzystnie generator sygnałów akustycznych jest generatorem sygnału wywołania alarmowego, gdy moduł identyfikacji abonenta (SIM) nie działa w stałym urządzeniu końcowym telefonii komórkowej.

4 Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że abonent podstawowych usług telefonicznych, dołączony do sieci poprzez stałą końcówkę komórkową znajdującą się w obszarze pokrycia stacji bazowej komórkowej sieci ruchomej, może określić czy stała końcówka komórkowa jest wyposażona tylko dla dokonywania połączeń alarmowych, w odróżnieniu od innych sytuacji, które m ogą zaistnieć w telefonie, którego obsługa jest dokonywana bezpośrednio przez stałą sieć. Pozwala to uniknąć sytuacji nierzeczywistej niedostępności i tego, że nawet wówczas gdy stała końcówka komórkowa, z różnych powodów, jest w stanie umożliwiającym świadczenie tylko ograniczonych usług, nie wystąpi całkowity brak komunikacji. Wynalazek w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sieć komunikacyjną bazującą na systemie komórkowym ze stałymi urządzeniami końcowymi i stałą infrastrukturą lokalną i fig. 2 - schemat blokowy stałego urządzenia końcowego telefonii komórkowej. Przedstawiona na figurze 1 sieć ruchomej komunikacji komórkowej CS tworzona jest przez ruchome centrum łączeniowe 2, które jest dołączone do sieci komunikacyjnej o większym pokryciu, na przykład publicznej sieci łączeniowej 1. Do ruchomego centrum łączeniowego 2 dołączone jest kilka stacji bazowych 3 należących do ruchomej komunikacyjnej sieci komórkowej CS, które są rozmieszczone w całym określonym obszarze dla zapewnienia pokrycia komórkowego. W istniejącej infrastrukturze można założyć połączenia komunikacyjne pomiędzy jednostką ruchomą umieszczoną wewnątrz wcześniej wspomnianej komórki i jej stacją bazową 3. Aby wykorzystać tą infrastrukturę komórkową dla dostarczania usług abonentom podstawowej służby telefonicznej, rozrzuconym na większym obszarze, wprowadzono stałe urządzenie końcowe 4 telefonii komórkowej, które powstaje z ruchomego, komórkowego urządzenia końcowego przez modyfikację i ograniczenie jej zakresu funkcjonalnego. Właściwości nie mające zastosowania dla stałego urządzenia końcowego 4, to na przykład, te które odnoszą się do charakterystyk mobilnościowych, wymagania na które znacznie zwiększają złożoność projektu sieci komórkowej. Poprzez włączenie interfejsu liniowego jest możliwe dołączenie jednej lub więcej końcówek abonenckich 5 do tej służby, tak, że abonent lub abonenci są nieświadomi, czy są oni dołączeni bezpośrednio do sieci publicznej i czy też jest jakiś system pośredni. Na swoich zaciskach stałe urządzenie końcowe 4 musi mieć interfejs dla dokonania niezbędnego dopasowania, tak, że dwa przewody interfejsu liniowego, do którego każda końcówka abonencka jest dołączona zapewniają takie same fizyczne i operacyjne charakterystyki jak te oferowane przez interfejs właściwy dla podstawowej służby telefonicznej. Pomimo tego, w przypadku systemu bazującego na sieci komórkowej typu GSM, występuje w urządzeniu końcowym procedura stwierdzania autentyczności dla ochrony przed oszukańczym użyciem przez osobę nieuprawnioną. Dla tego celu wykorzystuje on małe karty łatwo noszone w kieszeni nazywane kartami SIM (Moduł Identyfikujący Abonenta), w którym umieszczone są dane podstawowe dla działania urządzenia końcowego, takie jak numer abonenta ruchomego, klucz szyfrujący-deszyfrujący, dostosowany do próbek głosu i/lub danych itp. Bez tej karty lub, gdy karta nie działa, urządzenie końcowe nie może dokonać połączenia nawet wówczas, gdy działa poprawnie i kanał jest dostępny. Ta właściwość wytwarza now ą sytuację w odniesieniu do tego, co ma miejsce w normalnej linii abonenckiej podstawowej służby telefonicznej. Dla pokonania niepewności wywołanej także możliwością sytuacji, na figurze 2 pokazano stopień interfejsu liniowego 8 włączony do stałego urządzenia końcowego 4 telefonii komórkowej, który łączy to urządzenie z końcówką abonencką 5 za pośrednictwem linii abonenckiej L. Stałe urządzenie końcowe 4 zawiera układ sterujący 42, który otrzymuje informacje z innych układów urządzenia końcowego 4 dla wskazania generatorowi sygnałów akustycznych 41 rodzaju sygnału akustycznego, który musi być wytworzony i skierowany do sieci, gdy stacja abonencka 5 próbuje uzyskać połączenie. Na przykład sygnał wybierania w przypadku, gdy abonent w stacji abonenckiej 5 podniesie słuchawkę i gdy jest możliwe dokonanie połączenia w sieci, lub sygnał zajętości w przypadku, gdy nie ma dostępnej linii. Ponadto

5 występuje dodatkowy sygnał będący sygnałem wywołania alarmowego, przy czym wygenerowanie tego sygnału jest nakazywane generatorowi sygnałów akustycznych 41 poprzez układ sterujący 42, gdy karta SIM nie działa. Pozwala to abonentowi w stacji abonenckiej 5 na rozpoznanie sytuacji i odpowiednie działanie, na przykład wezwanie obsługi naprawczej czy aktualizację karty SIM, a także zapewnia mu dostępność usługi alarmowej, gdy jest wymagana. Układ sterujący 42 ma także drugie wyjście wybierania SELEC, które jest dołączone do multipleksera 43, które na swoim wyjściu wytwarza sygnał wyjściowy A, który jest sygnałem akustycznym wytworzonym przez generator sygnałów akustycznych 41 lub sygnałem odbioru S pochodzącym z części pasma podstawowego stałego urządzenia końcowego. Gdy jest nawiązana łączność, to będzie występował sygnał odbioru S, który pojawia się na wyjściu multipleksera 43, podczas gdy we wszystkich innych sytuacjach będzie to sygnał akustyczny T, który będzie trwał tak długo, jak długo słuchawka telefonu jest podniesiona. Sygnał wyjściowy A z multipleksera 43 jest podawany do jednego z wejść cewki hybrydowej 44, która kieruje sygnał wyjściowy A do linii abonenckiej L, do której dołączone jest telefoniczne urządzenie końcowe. W podobny sposób sygnał wychodzący z końcówki abonenckiej 5 przeznaczony dla stałego urządzenia końcowego 4 telefonii komórkowej poprzez linię abonencką L przychodzi do cewki hybrydowej 44 i jest kierowany poprzez drugie jej wyjście jako sygnał transmisji akustycznej M do części pasma podstawowego stałego urządzenia końcowego 4. Dla skompensowania wpływu cewki hybrydowej 44 zastosowano także obciążenie dopasowujące 45, które pozwala zrównoważyć obciążenie linii abonenckiej L, tak, że sygnał wyjściowy A multipleksera 43 jest podawany całkowicie do linii abonenckiej L i nie sprzęga się z pasmem podstawowym jako sygnał transmisji akustycznej M i że sygnał przychodzący z telefonicznego urządzenia końcowego jest przesyłany do części pasma podstawowego jako sygnał transmisji akustycznej M i nie ma bocznikowania do multipleksera 43 ani echa powrotnego do końcówki abonenckiej 5. FIG. 2

6 FIG. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.