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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren, Systeme, Prozessoren und
Endgeräte
zur Mobilkommunikation.
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Hintergrund der Erfindung
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Mobilfunkkommunikationssysteme,
zum Beispiel Mobiltelefone und Mobilfunkkommunikationssysteme, erlauben
typischerweise das Einrichten von Funktelekommunikationsverbindungen
zwischen einer Vielzahl von Teilnehmerendgeräten, die vom Fachmann oft als
Mobilstation (MS) bezeichnet werden. Der Ausdruck „Mobilstationen
(MS)" umfasst allgemein
sowohl mit der Hand tragbare als auch in Fahrzeugen angebrachte
Funkeinheiten, Funktelefone und ähnliche
Funkkommunikationseinheiten.
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Mobilfunkkommunikationssysteme
unterscheiden sich von festen Kommunikationssystemen, wie zum Beispiel
den öffentlichen
Telefonnetzen (Public Switched Telephone Networks (PSTN)) hauptsächlich dadurch,
dass Mobilstationen ihren geografischen Ort verändern können, um ihren Benutzer zu begleiten,
und dadurch variierende Funkkommunikationsumgebungen antreffen.
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Mobilfunkkommunikationssysteme
und Mobilstationen, die in ihnen verwendet werden, können in
einem von zwei Hauptmoden betrieben werden, nämlich einem TMO (Trunked Mode
of Operation) und einem DMO (Direct Mode of Operation). TMO-Kommunikationssysteme
verwenden die feste Infrastruktur, die von dem Systemoperator zur
Verfügung
gestellt wird, zum Beispiel Basistransceiverstationen (BTS), um
Nachrichten von einem Endgerät, zum
Beispiel der MS eines Teilnehmers oder Operators, an jenes von einem
oder mehreren anderen Endgeräten
zu liefern, zum Beispiel an die MS von einem oder mehreren anderen
Teilnehmern. Im Gegensatz hierzu ist DMO ein Verfahren, das die
Fähigkeit
einer direkten Kommunikation zwischen zwei oder mehreren Mobilstationen
ohne jegliche zugehörige
Systeminfrastruktur eines Operators schafft. Einige Mobilstationen
können
geeignet sein, in einem dualen Modus zu operieren, unter Verwendung
von entweder TMO oder DMO, je nach Zweckmäßigkeit.
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In
einem TMO-Funkkommunikationssystem ist jede BTS mit einer bestimmten
geografischen Versorgungszone (oder Zelle) verbunden. Die Zelle
definiert einen bestimmten Bereich, innerhalb dessen die BTS akzeptable
Kommunikationsverbindungen mit Mobilstationen, die innerhalb der
Zelle arbeiten, aufrechterhalten kann. Oft werden Zellen so kombiniert, dass
sie ein ausgedehntes Systemversorgungsgebiet herstellen. Des Weiteren
sind Zellen oft in Positionsgebiete gruppiert mit dem Zweck, eine
MS innerhalb des Versorgungsgebietes zu verfolgen, wobei eine Signalisierung
zur Positionsaktualisierung minimiert werden soll.
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Beim
Definieren von Kommunikationssystemen wurde von der Internationalen
Organisation für Normung
(ISO) ein offenes Systemschnittstellenprotokoll (OSI) definiert,
welches eine Hierarchie von sieben Betriebsebenen (Layers) definiert.
Layer 1 repräsentiert
physische Verbindungen zwischen den Geräten. Layer 2 repräsentiert
Datenverbindungen zwischen den Endgeräten. Layer 3 repräsentiert
einen Netzwerkplan.
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Im
Gebiet dieser Erfindung sind Mobilkommunikationssysteme bekannt,
die gemäß Standardindustrieprotokollen
operieren, in denen die oben definierten Ebenen 1, 2 und 3 relevant
sind. Zum Bespiel sind Systeme, die gemäß den TETRA(Terrestrial Trunked
Radio)-Standards operieren, bekannt. Die TETRA-Standards sind Betriebsprotokolle,
die vom Europäischen
Institut für
Telekommunikationsnormen (ETSI) definiert wurden. Die vorliegende
Verbindung ist nützlich
in (aber nicht ausschließlich
in) TETRA-Systemen.
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Gegenwärtig zur
Verfügung
stehende TETRA-Systeme, die entweder im TMO oder DMO betrieben werden,
um eine Nachricht von einer Sende-Mobilstation an eine oder mehrere
Empfänger-Mobilstationen
zu senden, verwenden ein Protokoll, in welchem Codes, die die Identitäten der
Sende- und Empfänger-Mobilstationen
angeben, in der Layer-2-Signalisierung enthalten sind. Dieser Code
ist bekannt als die ID-Adresse
der Mobilstation, auch bekannt als die ISSI (Individual Short Subscriber Identity)
oder, in seiner vollständigen
TETRA-Form, die ITSI (Individual TETRA Subscriber Identity). Jedoch
besteht ein gegenwärtiges
Erfordernis, in einem TETRA-System durch Anzielen eines MS-Benutzers anstelle
des MS-Geräts
zu kommunizieren. In dieser Situation ist es nicht notwendig, dass
der MS-Benutzer an eine bestimmte MS gebunden ist, sondern er kann
jede beliebige zur Verfügung
stehende MS verwenden, zum Beispiel in einem Pool, durch Anmelden
auf eine eine solche zur Verfügung
stehende MS und Kommunizieren unter Verwendung dieser. Ein bekanntes
Verfahren, das vorgeschlagen wurde, um dieses Erfordernis zu erfüllen, bringt
mit sich, dass jeder MS-Benutzer eine Identitätsnummer besitzt, die den Teilnehmer
definiert. Diese Nummer wird als eine RUN (Registered User Number)
bezeichnet. Die RUN kann einen oder mehrere Abschnitte beinhalten,
die die Organisation und/oder die Organisationseinheit des Teilnehmers
definieren, zum Beispiel Polizei und eine bestimme Polizeieinheit.
Ein Teilnehmer, der einem Zielteilnehmer eine Nachricht senden möchte, kann
den Zielteilnehmer durch Angeben der RUN des Zielteilnehmers angeben.
Diese kann zum Beispiel in einem Verzeichnis von RUNs, die Teilnehmernamen
entsprechen, gefunden werden. Ein Signal mit der RUN des Zielteilnehmers
wird in einem TETRA-System an die System-SwMI (Schalt- und Verwaltungsinfrastruktur,
Switching and Management Infrastructure) gesandt. Die SwMI übersetzt dann
die RUN des Zielteilnehmers in die ID-Adresse der MS, auf der der
Zielteilnehmer gegenwärtig
angemeldet ist, so dass die SwMI die eintreffende Nachricht der
passenden MS signalisieren kann.
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Die
Notwendigkeit, dass die SwMI diese Übersetzung durchführt, um
die Nachrichten den passenden Mobilstationen zu senden, birgt bestimmte
erhebliche Nachteile. Zum Beispiel führt sie zu Kompatibilitätsproblemen
für Mobilstati onen,
die gemäß TETRA-Standards
operieren, zum Beispiel ist es notwendig, zwei verschiedene Nachrichten
zu senden, zum Beispiel eine, um von Teilnehmern mitgeteilte Information
zu senden und eine andere in einem zusätzlichen Nachrichtendienst,
der möglicherweise
nicht in allen Mobilstationen implementiert ist, um Teilnehmer-Identitätsinformation
zu senden. Weiter beruht die Notwendigkeit für Übersetzungen durch die SwMI
auf verteilten Datenbasen, die ein Endgerät mit einem Benutzer assoziieren.
Da immer eine endliche Verzögerung
beim Aktualisieren solcher Datenbasen besteht, wenn der Teilnehmer
eines gegebenen Endgeräts
wechselt, besteht ein mögliches
Risiko, dass Nachrichten von der SwMI an das falsche Endgerät geleitet
werden.
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In
jedem Fall ist in bestimmten Gebrauchssituationen eine Übersetzung
durch die SwMI nicht möglich.
Zum Bespiel ist die SwMI nicht voll betriebsfähig, wenn die BTS in einem
Zustand, der als BTS-„Fallback” (Ausweichen
auf BTS) bekannt ist, operiert. Weiter ist im DMO überhaupt
keine SwMI vorhanden. Unter solchen Bedingungen muss der Benutzer
der Sende-MS das Ziel von Nachrichten, wie zum Beispiel Anrufe und
Kurzdatennachrichten, mit der ID-Adresse der Empfangs-MS anstelle
der RUN des Zielteilnehmers identifizieren. Dies erzeugt weitere
Komplexität.
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Aus
dem Stand der Technik sind Systeme und Verfahren bekannt, in denen
eine Teilnehmer-ID in Verbindung mit einer Endgerät-ID verwendet
wird.
US 6148192 beschreibt
ein Verfahren, eine Teilnehmeridentität auf einem SIM (Subsciber
Identity Module) gegenüber
einer Gerätidentität eines
Mobilgeräts zu überprüfen. Die
Teilnehmer-ID wird in dem Mobilgerät gespeichert, wenn eine Überprüfung in
dem Netzwerk von Zugangsrechten der Teilnehmer-ID in Verbindung
mit dem Gerät
erfolgreich ist, wobei dies während
der Registrierung des Geräts
innerhalb des Netzwerks geschieht. Das Mobilgerät speichert die Teilnehmer-ID
aus eigenem Antrieb.
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WO 00/59252 beschreibt
eine Vorrichtung zum Herstellen einer IP-Konnektivität zwischen
einer Mobilstation (zum Beispiel Funk) und einem externen Datenkommunikationsnetz,
wobei die IP-Adresse der Mobilstation spezifisch aus der Teilnehmeridentität, der Gerätidentität und einem
Netz-Gateway-Austausch
abgeleitet wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird zur Verfügung gestellt: ein Verfahren
zum Betrieb in einem Mobilkommunikationssystem mit einer Vielzahl
von Teilnehmerendgeräten
und einer festen Systeminfrastruktur, wobei ein Identitätscode,
der einen aktuellen Benutzer eines Teilnehmerendgerätes angibt,
vom Teilnehmerendgerät
gespeichert und in der Signalisierung von dem und/oder an das Teilnehmerendgerät verwendet
wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- (i) ein Teilnehmerendgerät sendet einem festen Prozessor
der Systeminfrastruktur ein Signal mit einem Teilnehmeridentitätscode (RUN),
der den aktuellen Benutzer des Teilnehmerendgeräts identifiziert;
- (ii) der feste Prozessor validiert den Teilnehmeridentitätscode;
- (iii) der feste Prozessor erzeugt und sendet dem Teilnehmerendgerät ein Anweisungssignal,
das das Teilnehmerendgerät
anweist, eine Identitätsadresseinrichtungsprozedur
zu beginnen;
- (iv) in Antwort auf den Empfang des Anweisungssignals beginnt
das Teilnehmerendgerät
eine Identitätsadresseinrichtungsprozedur,
um eine aktuelle Arbeits-Identitätsadresse
zu erzeugen, die den Teilnehmeridentitätscode enthält;
- (v) das Teilnehmerendgerät
speichert die erzeugte aktuelle Arbeits-Identitätsadresse, um jene als seine
Arbeits-Identitätsadresse
in Kommunikationsverbindungen des Teilnehmerendgeräts zu verwenden.
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Das
System umfasst eine Vielzahl von Teilnehmerendgeräten, und
ein Identitätscode,
der einen Benutzer eines jeden der Teilnehmergeräte angibt, kann von dem Teilnehmerendgerät gespeichert
und zur Signalisierung von und/oder an das Teilnehmerendgerät als oder
als Teil des ID-Adresscodes des Teilnehmerendgeräts gespeichert werden.
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Das
Verfahren kann aufweisen:
- (i) ein Teilnehmerendgerät sendet
einem festen Prozessor der Systeminfrastruktur ein Signal mit einem
Teilnehmeridentitätscode,
der den aktuellen Benutzer des Teilnehmerendgeräts identifiziert;
- (ii) der Prozessor erzeugt und sendet dem Teilnehmerendgerät ein Signal,
das das Teilnehmerendgerät
anweist, eine Neuregistrierungsprozedur zu beginnen, um die Identitätsadress-Einrichtungsprozedur
zu beginnen;
- (iii) das Teilnehmerendgerät
speichert nach Akzeptierung einer Registrieraufforderung den Teilnehmeridentitätscode zur
Verwendung in einer Arbeitsidentitätsadresse in Kommunikationsverbindungen
des Teilnehmerendgeräts.
Ein „fester Prozessor" bedeutet hier einen,
der seine Position nicht verändert.
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Die
Identitätsadress-Einrichtungsprozedur kann
also eine erzwungene Registrierungsprozedur umfassen, in dem das
Teilnehmerendgerät
ein Signal mit einer Registrieraufforderung an den festen Prozessor
sendet. Die erzwungene Registrierungsprozedur kann also umfassen,
dass der feste Prozessor dem Teilnehmerendgerät ein Signal sendet, das eine Akzeptierung
der Registrieraufforderung anzeigt und eine Anweisung, den (vorher
zur Verfügung
gestellten) Teilnehmeridentitätscode
als eine Layer-2-Adresse zu verwenden. Das Teilnehmerendgerät kann so
ausgelegt sein, dass es den Teilnehmeridentitätscode als eine oder enthalten
in einer Arbeitsidentitätsadresse
speichert, wenn es ein solches Signal empfangen hat. Der Teilnehmeridentitätscode kann
als eine Layer-2-Adresse gespeichert werden, um das Teilnehmerendgerät zu identifizieren,
wenn es in Kommunikationsverbindungen des Endgeräts verwendet wird, wenn jenes
von dem gegenwärtigen Teilnehmer
verwendet wird.
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Die
Teilnehmerendgeräte
können
eine oder mehrere Mobilstationen umfassen, obwohl eines oder mehrere
der Teilnehmerendgeräte
feste Endgeräte,
zum Beispiel Steuerkonsolen eines Mobilkommunikationssystems, umfassen
können.
Ein solches festes Endgerät
kann (solche festen Endgeräte
können)
an die Systeminfrastruktur durch drahtlose Verbindung oder durch
Kabelverbindung angebunden werden, zum Beispiel, wo das Endgerät eine sogenannte
Leitungsstation ist. Kommunikationsverbindungen zwischen den verschiedenen
Endgeräten
in dem Mobilkommunikationssystem können drahtlose Verbindungen,
zum Beispiel Funkverbindungen, umfassen.
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Das
Verfahren gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung kann als Anfangsschritt umfassen, dass
der aktuelle Benutzer des Teilnehmerendgeräts in das Endgerät einen
Teilneh meridentitätscode
eingibt, der den aktuellen Benutzer des Endgeräts identifiziert. Der Eingabe
des Teilnehmeridentitätscodes durch
den Benutzer kann eine Teilnehmer-Anmeldeprozedur folgen. Diese
kann das Aussenden einer Nachricht mit dem Teilnehmeridentitätscode an
den festen Prozessor umfassen. Die Prozedur kann auch erfordern,
dass der Benutzer eine PIN (Personal Identification Number) bereitstellt,
die nur dem Benutzer bekannt ist (im Unterschied zu dem Teilnehmeridentitätscode,
der allen Teilnehmern des Systems bekannt sein kann).
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Der
feste Prozessor kann als Antwort ein Antwortsignal erzeugen, zum
Senden an das Teilnehmerendgerät,
welches eine Akzeptierung des Teilnehmeridentitätscodes und optional die PIN-Nummer
zur Verwendung mit dem identifizierten Teilnehmerendgerät anzeigt.
Der Prozessor kann auch als Antwort das früher angesprochene Signal senden,
welches das Teilnehmerendgerät
anweist, die Identitätsadress-Einrichtungsprozedur
zu beginnen.
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Der
eingegebene Teilnehmeridentitätscode kann
die RUN des Teilnehmers, wie sie früher definiert wurde, sein.
Das System kann eines sein, das gemäß TETRA-Standardprozeduren
operiert. In diesem Fall kann das Teilnehmerendgerät, wenn
es das Anweisungssignal von dem festen Prozessor empfängt, das
TETRA-definierte „ITSI
Attach" (eine TETRA-definierte
Registrierprozedur) einleiten, welches bewirkt, dass der feste Prozessor
das Teilnehmerendgerät
anweist, den Teilnehmeridentitätscode
in einer Endgerät-Arbeitsidentitätsadresse
zu verwenden. Vorzugsweise hat der Teilnehmeridentitätscode nicht
mehr als sieben Stellen, um ihn im Standard-TETRA-Nachrichtenformat
unterbringen zu können.
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Wenn
der feste Prozessor das Antwortsignal an das Teilnehmerendgerät sendet
und damit eine Akzeptierung der erzwungenen Registrierungsaufforderung
anzeigt, kann er anzeigen, dass der Teilnehmeridentitätscode als
eine Layer-2-Endgerätidentitätsadresse
in dem in der TETRA-Signalisierung zur Verfügung stehenden ASSI-Feld (Alias
Short Subscriber Identity), verwendet werden soll. Das Teilnehmerendgerät kann so
ausgelegt sein, dass es, wenn es auf diese Weise den Teilnehmeridentitätscode empfangen
hat, ihn zur Verwendung als seine Arbeits-Layer-2-Identitätsadresse
speichert.
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Das
Teilnehmerendgerät
kann vorteilhafterweise einen Prozessor umfassen, der das Senden von
Signalen an den festen Prozessor, z. B. einen oder mehrere geeignet
programmierte digitale Signalprozessoren, einleitet. Ähnlich kann
der feste Prozessor vorteilhafterweise eine oder mehrere geeignet programmierte
digitale Signalprozessoren der festen Infrastruktur des Systems
sein. Der feste Prozessor kann in einem Bereichscontroller einer
TETRA-Infrastruktur enthalten sein.
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Das
Signal, das den Teilnehmeridentitätscode, der von dem Teilnehmerendgerät an das
feste Endgerät
gesendet werden soll, enthält,
kann automatisch von dem Teilnehmerendgerät erzeugt werden, zum Beispiel
unter der Steuerung eines Prozessors des Endgeräts, wenn eine Eingabe des Teilnehmeridentitätscodes
von dem Endgerät
festgestellt wurde. Die Signale, die von dem festen Prozessor gesendet
werden sollen, können
von diesem Prozessor automatisch erzeugt werden, wenn der Empfang des
Teilnehmeridentitätscodes
festgestellt und authentifiziert wurde, zum Beispiel in ge eigneten,
hierfür
vorgesehenen Feldern der Layer-3-Signalisierungsstruktur.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
kann weiter eine Prozedur zum Entfernen der Arbeitsidentitätsadresse
von dem Teilnehmerendgerät,
wenn die Verwendung des Endgeräts
durch den aktuellen Benutzer endet, enthalten. Dies kann eine Abmeldeprozedur
durch den Benutzer einbeziehen, die bewirkt, dass das Teilnehmerendgerät dem festen
Prozessor ein Abmeldesignal sendet und der feste Prozessor ein Anweisungssignal
zurückgibt,
welches bewirkt, dass das Teilnehmerendgerät aufhört, die Arbeitsidentitätsadresse
zu verwenden. Wenn das Endgerät
ein solches Anweisungssignal empfängt, kann es die Arbeitsidentitätsadresse
aus den Teilnehmeridentitätsadressen,
die es in seinem Speicher speichert, löschen. Es kann dann dazu zurückkehren,
seine permanente Layer-2-Identitätsadresse
(zum Beispiel ITSI in einem TETRA-Endgerät) zu verwenden.
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In
der Praxis kann das Teilnehmerendgerät einen Radiofrequenzsender
zum Senden von ausgehenden, von dem Prozessor des Endgeräts erzeugten
Signalen sowie einen Radiofrequenzempfänger zum Empfangen von eintreffenden
Signalen, die vom Prozessor analysiert werden sollen, umfassen.
Die Sender- und die Empfängerfunktionen
können
kombiniert sein, so dass ein einziger Transceiver geschaffen wird. Ähnlich kann
die Systeminfrastruktur einen Radiofrequenzsender zum Aussenden
von ausgehenden Signalen in Radiofrequenzform, die von dem Infrastrukturprozessor
erzeugt werden, und einen Radiofrequenzempfänger zum Empfangen von eingehenden
Signalen in Radiofrequenzform zum Analysieren durch den Prozessor
enthalten. Der Sender und der Empfänger können kombiniert sein, so dass
sie einen Infrastrukturtransceiver zur Verfügung stellen. Der Transceiver
kann Teil einer Basistransceiverstation (BTS) sein, zum Beispiel
einer aus einer Vielzahl von in einer BTS enthaltenen Basistransceivern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem zweiten Aspekt wird ein System zur Verfügung gestellt,
das geeignet ist, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt durchzuführen, und
eine Vielzahl von Teilnehmerendgeräten und eine den genannten
Prozessor umfassende Infrastruktur umfasst.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem dritten Aspekt wird eine Systeminfrastrukturanlage zur
Verfügung
gestellt, die einen festen Prozessor umfasst, der geeignet ist,
die Funktionen des genannten festen Prozessors der Infrastruktur
auszuüben.
Die Anlage kann ein erstes Register umfassen, welches funktionsfähig mit
dem festen Prozessor verbunden ist, um Information über Teilnehmerendgeräte innerhalb
des Systems aufzunehmen, und ein zweites Register, das funktionsfähig mit
dem festen Prozessor verbunden ist, um Information über Benutzer
von Endgeräten
innerhalb des Systems aufzunehmen. In der Praxis können das
erste und das zweite Register in einer einzigen Speicherfunktion enthalten
sein.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Teilnehmerendgerät zur Verfügung gestellt,
zum Beispiel eine Mobilstation, die geeignet ist, das Verfahren
gemäß dem ersten
Aspekt durchzuführen,
und die geeignet ist, in Kommunikationsverbindungen die gegebene
dem Teilnehmeridentitätscode
entsprechende Identitätsadresse zu
speichern und in Kommunikationsverbindungen zu verwenden, zum Beispiel
wie sie ihr von dem festen Prozessor der Systeminfrastruktur gesendet
wurden.
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Das
System, das Verfahren und die darin verwendeten Komponentenhardwareeinheiten
können
gemäß TETRA-Standardbetriebsprotokollen
betreibbar sein. In diesem Fall kann die Infrastruktur dem Teilnehmerendgerät in dem
Feld einer ASSI (Alias Short Subscriber Identity), die, wie vorher
bemerkt wurde, ein zur Verfügung
stehendes im TETRA-Standardprotokoll definiertes Feld ist, eine
Arbeitsidentitätsadresse
senden. Der Benutzer eines solchen Endgeräts ist sich normalerweise des
Sendens eines Codes in diesem Feld nicht bewusst, da dieses in der Layer-2-Signalisierung
verwendet wird. Die zur Einrichtung der gegebenen Identitätsadresse
zwischen Teilnehmerendgerät
und dem festen Prozessor gesendete Information kann durch SDS-Datentransfer (Short
Data Service) gesendet werden, welche im Allgemeinen auf eine konventionelle
Weise durchgeführt
wird. In TETRA wird SDS verwendet, um der SwMI die RUN (welche die
Arbeitsidentitätsadresse ASSI
werden wird) zu senden, und die SwMI bestätigt durch SDS-Antwort. In
der Praxis kann in einem System mit einer gemäß TETRA-Standards betriebenen
Mobilstation der permanente Identitätsadresscode (ITSI) der Mobilstation
anfangs von dem Teilnehmerendgerät
geboten werden, indem dieses ein existierendes Verfahren eines sogenannten „ITSI-Attach" verwendet. Später kann
die SwMI, wenn sie nach Anmelden durch den Benutzer der Mobilstation eine
die RUN des aktuellen Teilnehmers betreffende „Accept"-Nachricht zurückliefert, die Mobilstation zwingen,
unter Verwendung der zur Verfügung
gestellten RUN eine weitere ITSI-Attach-Prozedur durchzuführen, was
bewirkt, dass eine Layer-3-Akzeptierungsnachricht der SwMI in dem
ASSI-Feld einen Code einfügt,
der von der Mobilstation zur Verwendung als ihre Layer-2-Identitätsarbeitsadresse gespeichert
werden soll.
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Die
Erfindung löst
auf günstige
Weise die vorher beschriebenen mit dem Stand der Technik verbundenen
Probleme. Die Notwendigkeit, dass die SwMI eine Übersetzung der ID (RUN) des
Zielteilnehmers in die ID der gegenwärtig mit jenem Teilnehmer assoziierten
Mobilstation durchführt,
und dass sie Nachrichten an jene Mobilstation leitet, wird somit vermieden.
Dies erlaubt es, eine einfachere Architektur zur Mobilitätsverwaltung
zu verwenden. Das durch die Übersetzung
hervorgerufene Risiko, dass die SwMI dem falschen Teilnehmerendgerät eine Anrufeinrichtungsnachricht
sendet, wird günstig
verringert. Des Weiteren kann die jeder Mobilstation zur Verfügung gestellte
Arbeitsidentitätsadresse
in einem BTS-Ausweichmodus oder einem DMO sowie in einem voll betriebsfähigen TMO
verwendet werden.
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Der
Grund dafür,
dass die Prozedur in einem BTS-Ausweichmodus funktioniert, ist,
dass die Mobilstation ihre gegebene Identitätsadresse, zum Beispiel ASST,
erkennt, so dass die BTS, welche in dem Ausweichmodus von der Hauptbetriebsinformation der
Infrastruktur abgeschnitten ist, wo jede Übersetzung vorgenommen würde, einem
beliebigen Zielteilnehmerendgerät,
das kontaktiert werden soll, einfach diese Identitätsadresse,
zum Beispiel ASSI, senden kann, und das Zielteilnehmerendgerät dann jene Adresse
als das Sendeendgerät
und den Teilnehmer identifizierend dekodieren und verwenden kann.
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Im
DMO behält
das Teilnehmerendgerät, zum
Beispiel MS, bei einem Übergang
von TMO zu DMO im Speicher, im Unterschied zum Stand der Technik,
wo jede durch TMO zugewiesene Identität verloren geht, wenn ein Endgerät vom TMO
zum DMO schaltet. In der vorliegenden Erfindung ist das Teilnehmerendgerät so programmiert,
dass es die gespeicherte gegebene Identitätsadresse verwendet, welche
beispielsweise in dem ASSI-Feld bereitgestellt ist, welches im TMO
als seine Identitätsadresse
bereitgestellt ist, zum Beispiel als eine „Pseudo-SSI" oder Arbeits-Identitätsadresse
im Fall eines TETRA-Systems. Auf diese Weise kann dieselbe Identitätsadresse
für Kommunikationsverbindungen in
TMO- und DMO-Moden verwendet werden.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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Kurze Beschreibung der begleitenden
Zeichnungen
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Mobilkommunikationssystems.
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2 ist
ein Flussdiagramm, das Schritte zur Einrichtung und Verwendung einer
Arbeits-Identitätsadresse
einer Mobilstation zeigt, wie sie in dem in 1 illustrierten
System verwendet werden.
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3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer
Mobilstation, wie sie in dem in 1 gezeigten System
verwendet wird.
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Beschreibung von Ausführungsform
der Erfindung
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1 zeigt
schematisch ein Mobilfunkkommunikationssystem 1, das gemäß TETRA-Standardprotokollen
betrieben wird. Das System 1 umfasst eine SwMI 10 und
eine Vielzahl von Mobilstationen, von denen zwei Mobilstationen 19 und 20 gezeigt sind.
Die Mobilstationen 19, 20 im System 1 können direkt
mit der SwMI 10 und miteinander über die SwMI 10 in
einem TMO kommunizieren. Die Mobilstationen 19, 20 können ebenfalls
direkt miteinander in einem DMO kommunizieren. Nachrichten im TMO werden
von einer BTS 14 gesendet an und empfangen von den Mobilstationen 19, 20,
und die Steuerung solcher Nachrichten erfolgt durch einen Prozessor 16.
Die BTS 14 und der Prozessor 16 sind Subsysteme
innerhalb der SwMI 10. Nachrichten von den Mobilstationen 19 oder 20 können auch über die
BTS 14 an einen MSC (Master Switch Controller) 15 gesendet
werden, welcher ebenfalls in der SwMI 10 inkorporiert ist.
Der MSC 15 ist durch eine direkte Verbindung (Anrufsteuerungsverbindung) 17 mit
einem PSTN (Public Service Telephone Network, öffentliches Telefonnetz) 12 verbunden.
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Die
BTS 14 leitet Anrufe an den Prozessor 16 oder
an den MSC 15 in Abhängigkeit
davon, ob der Anruf an eine andere Mobilstation im System 1 oder
an ein Zielendgerät
(nicht gezeigt), das über
das PSTN 12 erreicht werden soll, gerichtet ist. Die SwMI 10 umfasst
ein Mobilstationsregister 18 und ein Teilnehmerregister 21.
Beide sind funktionell mit dem Prozessor 16 verbunden.
Die Register 18, 21 führen jeweils Einträge mit Informationen über die
Mobilstationen in dem System 1 und die Benutzer der Mobilstationen.
Insbesondere führt
das Register 18 einen Eintrag der Identität der Mobilstationen.
Die Identität wird
zum Beispiel bestimmt durch die feste Identitätsadressnummer der Mobilstation,
die anfangs versendet werden kann, um jede Mobilstation durch die SwMI
zu kontaktieren. Für
ein TETRA-Endgerät ist dies
die sogenannte ITSI (Individual TETRA Subcriber Identity). Die Register 18, 19 können mit
einem Besuchter-Ort-Register verknüpft sein, welches einen Teil
des Prozessors 16 bildet, der Informationen sammelt, die
den Ort der aktuellen Zelle oder des Systems, die die betroffene
Mobilstation bedienen können,
betreffen. In der in 1 gezeigten Ausführungsform
ist das Besuchter-Ort-Register
somit darüber
unterrichtet, dass die Mobilstation 20 gegenwärtig von
der SwMI 10 bedient wird. Die Ortsinformation kann dem
Besuchter-Ort-Register des Prozessors 16 auf eine bekannte
Weise zur Verfügung
gestellt werden.
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Das
Register 21 führt
einen Eintrag der Identität
der Benutzer der Mobilstationen in dem System. Jede Identität wird zum
Beispiel durch die RUN bezeichnet.
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Ein
Verfahren zum Betrieb des Systems 1 aus 1 ist
in 2 dargestellt. Wenn eine Mobilstation, wie zum
Beispiel die Mobilstation 19, zuerst angeschaltet wird,
wird ein Schritt 70 ausgeführt. Layer-3-Steuersignale
werden von der Mobilstation 19 an die SwMI 10 über die
BTS 14 gesandt, um diese in dem System zu registrieren.
Der Ort der Mobilstation wird ebenfalls mit (dem Besuchter-Ort-Register von) der
SwMI 10 auf eine bekannte Weise registriert. In einem Schritt 72 wird
eine Bestätigung
oder ein Register-Akzeptierungssignal von der SwMI 10 an
die Mobilstation 19 zurückgegeben.
Wenn ein Benutzer der Mobilstation 19 durch Eingabe einer
RUN (Registered User Nummer) eine Anmeldeeingabe sowie eine PIN-Nummer,
die spezifisch für
die Mobilstation 19 ist und die Benutzung der Mobilstation 19 erlaubt,
bereitstellt, findet ein Schritt 74 statt. In diesem Schritt
sendet die Mobilstation 19 dem Prozessor 16 der
SwMI über
die BTS 14 mittels SDS (Layer-3-Signalisierung) ein Funksignal,
das angibt, dass die Mobilstation 19 gegenwärtig von
dem durch die spezifische RUN identifizier ten Benutzer verwendet werden
soll. Der Prozessor 16 überprüft und validiert das
Anmelden des gegenwärtigen
Benutzers durch Bezug auf das Bebutzerregister 19. Nachdem
er die Anmeldung akzeptiert hat, sendet der Prozessor 16 in
einem Schritt 76 eine Nachricht, die über SDS der Mobilstation 19 übermittelt
wird und die Teilnehmeranmeldung akzeptiert. Diese Annahme wird
von der Mobilstation 19 erkannt, die (in einem nicht dargestellten
Schritt) dem Teilnehmer eine Bestätigungsanzeige gibt, dass die
RUN akzeptiert wurde.
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Zusätzlich veranlasst
der Prozessor 16, dass die Identitätsadressnummer (ITSI) der Mobilstation 19 als
mit der empfangenen RUN verbunden gespeichert werden soll (in einem
mit dem Prozessor 16 assoziierten Speicher – nicht
gezeigt). In einem Schritt 78 erzeugt der Prozessor 16 ein
Anweisungssignal und sendet dieses über die BTS 14 an
die Mobilstation 19, um die Mobilstation 19 zu
zwingen, eine weitere „ITSI
Attach"-Registrierprozedur
durchzuführen. Die
Mobilstation 19 erkennt die Anweisung und antwortet auf
diese Prozedur durch Einleitung einer solchen Prozedur. Diese weitere
Prozedur ähnelt
derjenigen, die stattfand, als die Mobilstation 19 zuerst eingeschaltet
wurde. Eine Registrieraufforderung wird von der Mobilstation 19 in
einem Schritt 80 ausgesendet. Jedoch wird die akzeptierte
RUN in diesem Fall von dem Prozessor 16 aufgenommen und zur
Verwendung als ein ASSI-Feld der Arbeits-Identitätsadresse durch die Mobilstation 19 angeboten. Der
Prozessor 16 liefert in einem Schritt 82 der Mobilstation 19 ein
Signal, in dem die RUN in dem Signalisierungs-ASSI-Feld zur Verwendung
als eine Layer-2-Identitätsadresse
identifiziert wird. In Schritt 82 wird die Mobilstation 19 angewiesen,
den Code des ASSI-Felds in ihrer Layer-2-Arbeits-Identitätsadresse
zu verwenden. Die Mobilstation 19 antwortet auf diese Prozedur
durch Speichern dieser Arbeits-Identitätsadresse als eine Layer-2-Identitätsadresse
in einem Speicher der Mobilstation 19. Die Mobilstation 19 ist
dadurch darüber
unterrichtet, dass sie in den nachfolgenden durch die Mobilstation 19 zum
Beispiel mit anderen Endgeräten
eingeleiteten Nachrichten in ihrer Arbeits-Identitätsadresse
die gespeicherte RUN verwenden soll, einschließlich Stationen innerhalb des
Systems, die fest und mobil bezüglich
ihres Ortes sind.
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Wenn
die Mobilstation einem anderen Endgerät, zum Beispiel der Mobilstation 20 über die
BTS 14 im TMO, eine Nachricht senden soll, richtet die Mobilstation 19 eine
Anrufeinrichtungssignalisierung auf eine herkömmliche Weise ein. Eine solche
Signalisierung wird in Schritt 84 der SwMI 10 gesendet
und enthält
in einer Layer-2-Nachricht ein Feld, das eine Identitätsadresse
der sendenden Mobilstation 19 bezeichnet, und in ihren
Layer-3-Signalen die Identitätsadresse
der angezielten Mobilstation 20. Jedoch verwendet die Mobilstation 19 als
ihre Layer-2-Identitätsadresse
in der Anrufeinrichtungssignalisierung die Arbeits-Identitätsadresse,
die der Mobilstation 19 über die oben erzwungene ITSI-Attach-Prozedur
gegeben wurde. Das Anrufeinrichtungssignal in ihren Layer-3-Signalen
ist an die RUN des Teilnehmers der Mobilstation 20 gerichtet,
die schon registriert und als Arbeits-Identitätsadresse der Mobilstation 20 gespeichert
wurde, auf die Weise, wie sie für
die Mobilstation 19 verwendet wurde. Ohne die Notwendigkeit
einer Übersetzung
der Ziel-RUN leitet die SwMI die Steuereinrichtungssignalisierung
weiter durch Richten der Signalisierung an die Mobilstation 20 durch Verwendung
einer Layer-2-Nachricht,
die die Ziel-RUN als die Ziel-Identitätsadresse anzeigt und in Layer-3-Signalen
anzeigt, dass die Anrufeinrichtungsanforderung von der Mobilstation 19 stammt.
In 2, Schritt 84 und 86, bezeichnet „ASSI" die Arbeitsidentitätsadresse.
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Die
Mobilstation 19 kann weiterhin die gegebene Arbeitsidentitätsadresse
in Nachrichten verwenden, die der Mobilstation 19 über die
SwMI 10 gesendet werden sollen, wenn die SwMI 10 in
einem Ausweichmodus ist, und auch solche, die im DMO gesendet werden
sollen, zum Beispiel direkt an die Mobilstation 20. Die
zuletzt genannte Prozedur ist in Systemen und darin verwendeten
Verfahren des Standes der Technik nicht möglich, in welchen jedes von
einer SwMI zur Verwendung im TMO ausgesandte Adresssignal nicht
zur Verwendung im DMO zur Verfügung
steht. Durch die Erfindung kann die Mobilstation 19 ein
Verzeichnis (das heißt,
eine Liste von Namen und Nummern anderer Teilnehmer) speichern.
Da der von dem Prozessor 16 in dem ASSI-Feld bereitgestellte
Code, das heißt
der ASSI, im TMO, "Site Trunking", wenn auf eine BTS ausgewichen wird,
und DMO verwendet werden soll, ist dieses Verzeichnis zu allen Zeiten
gültig.
Die Mobilstation 19 kann die passende ASSI und den korrekten Teilnehmernamen
immer lesen, wenn diese in dem Verzeichnis enthalten sind. Die Arbeits-Identitätsadresse,
die in der oben beschriebenen Weise eingerichtet wurde, kann von
der Mobilstation 19 entfernt werden, wenn die Benutzung
der Mobilstation durch den aktuellen Benutzer endet. Dies kann eine
Abmeldeprozedur durch den Benutzer einbeziehen, die bewirkt, dass
die Mobilstation 19 dem Prozessor 16 ein Abmeldesignal
sendet und der Prozessor 17 die Abmeldung ak zeptiert und
ein Anweisungssignal zurückgibt,
das bewirkt, dass die Mobilstation 19 aufhört, die
Arbeits-Identitätsadresse
zu verwenden. Wenn die Mobilstation 19 ein solches Anweisungssignal
empfängt,
löscht
sie die Arbeits-Identitätsadresse
aus den Layer-2-Identitätsadressen,
die sie in ihrem Speicher speichert. Sie kann dann dazu zurückkehren,
ihre permanente Layer-2-Identitätsadresse (ISSI)
zu verwenden.
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3 zeigt ein Blockdiagramm der Mobilstation 19,
die ausgelegt ist, unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung betrieben zu werden. Die Mobilstation kann dazu ausgelegt sein,
in einem TMO oder DMO betrieben zu werden, abhängig von dem gewählten Modus.
Der Betrieb von Funktionen innerhalb der Mobilstation 19 wird durch
einen Controller 30 gesteuert, der im Allgemeinen einen
geeignet programmierten digitalen Signalprozessor umfasst. Der Controller 30 kann
auch den Informationsfluss und Arbeitsstatus von Prozessoren innerhalb
der Mobilstation 19 steuern.
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Informationen,
die den Betrieb der Mobilstation 19 betreffen, werden in
einem Speicher 34, der mit dem Controller 30 verbunden
ist, gespeichert. Zum Beispiel werden Layer-2-Identitätsadressinformationen,
die in von der Mobilstation 19 ausgesandten Nachrichten
verwendet werden sollen, in dem Speicher 34 gespeichert.
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Die
Mobilstation 19 hat eine Empfängerkette und eine Senderkette
und umfasst eine Antenne 42, die mit einem Duplexfilter
oder Zirkulator 44 verbunden ist, der eine Isolierung zwischen
den Empfänger- und
Senderketten innerhalb der Mobilstation 19 herstellt. Die
Empfängerkette
umfasst einen Empfänger-Front-End-Schaltkreis 46 (der
effek tiv den Empfang, das Filtern und intermediäre oder Basisbandfrequenzumwandlung
von eingehenden Nachrichten ermöglicht).
Der Front-End-Schaltkreis 46 empfängt Funknachrichten von einem
anderen Endgerät,
wie zum Beispiel eine andere Mobilstation, zum Beispiel der Mobilstation 20 (1).
Der Front-End-Schaltkreis 46 ist seriell mit einem Signalprozessor
verbunden (im Allgemeinen verwirklicht durch einen digitalen Signalprozessor,
DSP) 48a, der mit dem Controller 30 verbunden
ist. Der Signalprozessor 48 führt eine Signaldemodulation,
eine Fehlerkorrektur und eine Formatierung durch, und gewinnt durchgehend verschlüsselte Informationen
aus dem empfangenen Signal zurück.
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Ein
Signal, das die von dem Signalprozessor 48a zurückgewonnene
Information darstellt, ist seriell mit einer Basisbandverarbeitungsvorrichtung 50a verbunden,
die die von dem Prozessor 48a empfangene Information annimmt
und sie auf eine geeignete Weise formatiert, um sie an eine Ausgabevorrichtung 51 zu
senden, wie zum Beispiel an einen Lautsprecher und/oder ein Display,
zum Beispiel einen Bildschirm.
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Die
Funktionen des Controllers 30, des Signalprozessors 48a und
des Basisbandprozessors 50a können, obwohl sie in 2 einzeln
dargestellt sind, innerhalb derselben physischen Mikroprozessorvorrichtung
implementiert sein.
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Die
Senderkette der Mobilstation 19 enthält im Wesentlichen eine Eingabevorrichtung 60,
wie zum Beispiel ein Mikrofon, die seriell durch einen Basisbandprozessor 50b,
einen Signalprozessor 48b, Sender/Modulierschaltkreise 62 und
einen Leistungsverstärker 64 angebunden
ist. Der Prozessor 48b, die Sender/Modulierschaltkreise 62 und
der Leistungsverstärker 64 reagieren
funktionell auf den Cont roller 30. Eine Ausgabe aus den
Leistungsverstärkern 64 wird
dem Duplexfilter oder Zirkulator 44 zugeführt, wie
dem Fachmann bekannt ist. Die Senderkette in der Mobilstation 19 nimmt
das Basisbandsignal von der Eingabevorrichtung 60 und liefert
es an den Signalprozessor 48b, wo es zur Übertragung durch
den Sende/Modulierschaltkreis 62 und Leistungsverstärker 64 codiert
wird.
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Der
Signalprozessor 48b in der Sendekette kann in einer Vorrichtung,
die sich von dem Prozessor 48a in der Empfängerkette
unterscheidet, implementiert sein. Alternativ kann ein einzelner
Prozessor 48 verwendet werden, um die Verarbeitung von
sowohl Sende- als auch Empfangsignalen zu implementieren, wie in 3 gezeigt ist. Ähnlich können der Basisbandprozessor 50a und
der Basisbandprozessor 50b separate Vorrichtungen sein
oder in einer einzigen Vorrichtung 50, wie in 2 gezeigt,
kombiniert sein.
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Natürlich können die
verschiedenen Komponenten innerhalb der Mobilstation 19 in
Form diskreter oder integrierter Komponenten verwirklich sein, wobei
eine endgültige
Struktur deshalb eine geeignete Gestaltungsauswahl dieser Formen
ist.
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Bei
der Verwendung der Mobilstation 19 wird eine automatische
Erzeugung eines Signals zum Registrieren der Mobilstation 19 gemäß Schritt 70 aus 2 durch
den Controller 30 eingeleitet. Eine PIN (Personal Identification
Number) für
den autorisierten Gebrauch der Mobilstation 19 und eine
Teilnehmeridentitätsnummer
(RUN) werden in die Mobilstation 19 über eine Schnittstelle 32 durch
ihren Benutzer eingegeben. Diese Eingaben werden von dem Controller 30 erkannt.
Ein Anmeldesignal mit der hinzugefügten Teilnehmeridentitätsnummer
und der Identität der
Mobilstation wird auf die vorher beschriebene Weise (Schritt 74 in 2)
an die SwMI 10 gesandt (1). Ein
Annahmesignal, das die hinzugefügte Teilnehmeridentität akzeptiert,
wird von dem Prozessor 16 der SwMI 10 erzeugt
und an die Mobilstation 19 über die BTS 14 gesendet.
Das Annahmesignal wird von dem Schaltkreis 46 angenommen
und von dem Prozessor 48 dekodiert und von dem Controller 30 erkannt
und wird dem Teilnehmer auf einem Display der Schnittstelle 32 angezeigt.
Der Prozessor 16 sendet der Mobilstation 19 ebenfalls
eine Steuerungssignalisierung, die die Mobilstation 19 zwingt, eine „ITSI Attach"-Identitätsadresswechselprozedur zu
durchlaufen, wie weiter oben erwähnt.
Mittels dieser Prozedur wird von dem Prozessor 16 der SwMI 10 wie
in Schritt 82 in 2 ein Signal
erzeugt, das den Teilnehmeridentitätscode (RUN) an die permanente
Identität
(ITSI) der Mobilstation 19 bindet. Dieses Signal enthält einen
Arbeits-Identitätsadresscode,
der der Teilnehmer-RUN entspricht, die von der Mobilstation 19 gesendet
wurde, die in dem ASSI-Feld gemäß TETRA-Protokollen
zurückgegeben wurde.
Dieser zurückgegebene
ASSI-Code wird von der Empfängerkette
der Mobilstation 19 extrahiert und an den Controller 30 weitergereicht,
wo er als eine Arbeits-Identitätsadresse
erkannt wird, die von der Mobilstation 19 verwendet werden
soll, wenn jene von ihrem aktuellen Benutzer verwendet wird. Die
Arbeits-Identitätsadresse
wird von dem Speicher 34 gespeichert. Sie wird in dem Identitätsabschnitt verwendet,
der auf eine bekannte Weise in von der Mobilstation 19 ausgesandten
Steuerungssignalen enthalten ist, um sich entweder im TMO zu identifizieren,
um Nachrichten an die BTS 14 zu senden, oder im DMO, um
Nachrichten an die Mobilstation 20 zu senden.
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Wenn
der Benutzer der Mobilstation 19 aufhört, die Mobilstation 19 zu
benutzen, wird eine Abmeldeprozedur eingeleitet, in der der Controller 30 das
Senden eines Abmeldesignals an den Prozessor 16 einleitet.
Dies bewirkt, dass eine Abmeldeakzeptierung an die Mobilstation 19 zurückgesendet
wird, welche von dem Controller 30 erkannt wird. Der Controller 30 löscht dadurch
die Arbeits-Identitätsadresse,
die der RUN des Benutzers entspricht, der sich von dem Speicher 34 abgemeldet
hat.
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Wenn
die Mobilstation 19 einen neuen Benutzer hat, wird die
obige Anmelde- und erzwungene ITSI-Attach-Registrierprozedur wiederholt.
In diesem Fall ändert
sich die Teilnehmer-RUN. Dies bewirkt, dass eine andere Arbeitsadresse
von der SwMI 10 autorisiert wird, wie in dem ASSI-Feld angegeben. Folglich
wird die andere Arbeits-Identitätsadresse von
dem Speicher 34 gespeichert und in Nachrichten der Mobilstation 19 verwendet.