CN100367812C

CN100367812C - 无线通讯方法及其系统

Info

Publication number: CN100367812C
Application number: CNB2004100086704A
Authority: CN
Inventors: 李孟儒; 杨允仁
Original assignee: Compal Communications Inc
Current assignee: Compal Electronics Inc
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: CN1671078A

Abstract

本发明提供了一种无线通讯方法及其系统。其中，一种无线通讯系统包含一基地台以及复数行动台，各该行动台可受使用者输入在一第一协议模式及一第二协议模式间切换，各该行动台并具有一分析模块、一第一协议模块，以及一第二协议模块，借由第一协议模块来处理行动台与基地台间的第一电磁波信号，并借由第二协议模块来处理行动台与行动台间的第二电磁波信号，所以达到在二种协议模式下操作，以及行动台与行动台间直接通讯的目的。

Description

无线通讯方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种无线通讯方法及其系统，特别是涉及一种可以不需透过基地台而能与其它手机直接进行无线通讯的无线通讯方法及其系统。

技术背景

目前最被广为使用的GSM无线通讯系统，是由许多子系统所组成，参阅图1，其架构由下至上依序为行动台(MS)71、基地台子系统(BSS)72、移动交换中心(MSC)73等等。行动台71即指所谓的手机，而基地台子系统72则包含了一基地台(BTS)721以及一基地台控制器(BSC)722。

基地台721负责与行动台71沟通时所需的空中介面(Air interface，Um)，其功用是在行动台71与基地台72间提供一个可靠的无线信道。而基地台控制器722则负责分配无线电资源的使用，并是控制行动台71交递(handover)相关程序的主要核心。如图中所示，一个基地台控制器722通常管理着数个基地台721。

而由基地台控制器722向上，则是移动交换中心(MSC)73，它是GSM网络中主要的交换中心所在，且大部分的GSM系统也可透过移动交换中心73来与公共交换电话网(PSTN)等外界网络相连接。

此外，GSM系统也定义了归属位置寄存器(HLR)74、访问位置寄存器(VLR)75，以及识别码暂存器76等几种资料库。归属位置寄存器74存放有用户所有注册相关信息，访问位置寄存器75则是存放足以让客户建立通讯连结的部分客户信息，在实际使用上，访问位置寄存器75通常与移动交换中心73置放在一起。而识别码暂存器76则是提供手机相关识别信息的资料库。

因此，每一个基地台721所涵盖的范围即称为一小区(cell)，所以整体即构成一蜂巢式的连络网络。参阅图2，当一行动台81欲与另一行动台82进行通话时，是由使用者拨号并依序经过基地台83、基地台控制器84后传送给移动交换中心85，要求建立呼叫。当移动交换中心85收到行动台81的服务要求讯息，经过识别、认证后即配置一话务频道，并要求基地台控制器86控制基地台87透过空中介面指派无线频道给另一行动台82，因此构成了行动台81与行动台82间的通讯动作。

上述阶层式的架构可以利用广设基地台来扩大行动台的通讯范围，并透过通话交递的机制，达到无远弗届的目的。然而，由于行动台本身已具备电磁波收发的功能，所以本案发明人思及若能在不改变行动台硬件架构的前提下，建立行动台与行动台间的通讯网络，即不需透过基地台而能达到点对点(peer topeer)式的通讯目的，就能够增加手机本身的功能以及其附加价值。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种不需透过基地台即能使行动台与行动台进行通讯的无线通讯方法及其系统。

本发明的另一目的即在提供一种同时适用于二种协议的无线通讯方法及其系统。

于是，本发明的无线通讯方法包含下列步骤：自一行动台选择一第一协议模式及一第二协议模式其中的一个；当选择该第一协议模式，是借由一空中介面与一基地台进行通讯；及当选择该第二协议模式，是借由该空中介面与另一行动台进行通讯。

其中，该第一协议是GSM协议，该第二协议是运用该第一协议的一部分，其中该第二协议是运用该第一协议中物理层的频分多址/时分多址协议，以及该第一协议中数据链路层的LAPDm协议。

于是，本发明无线通讯系统包含一基地台，以及复数行动台，各该行动台可受使用者输入在一第一协议模式及一第二协议模式间切换，各该行动台并具有一分析模块、一第一协议模块，以及一第二协议模块。

分析模块可接收来自于该基地台的一第一电磁波信号及来自于另一行动台的一第二电磁波信号。第一协议模块是依据使用者的输入而发送一第一电磁波信号，以及处理自该分析模块所接收的第一电磁波信号。第二协议模块则依据使用者的输入而发送一第二电磁波信号，以及处理自该分析模块所接收的第二电磁波信号。

其中，该第一电磁波信号是符合于GSM协议的电磁波信号，该第二电磁波信号是遵循一第二协议的电磁波信号，且该第二协议是利用该GSM协议的一部分，其中该第二协议是利用GSM协议中物理层的频分多址/时分多址协议，以及该GSM协议中数据链路层的LAPDm协议。

于是，本发明的行动台包含：一分析模块，可接收来自于一基地台的一第一电磁波信号及来自于另一行动台的一第二电磁波信号；一第一协议模块，依据使用者的输入而发送一第一电磁波信号，以及处理自该分析模块所接收的第一电磁波信号；及一第二协议模块，依据使用者的输入而发送一第二电磁波信号，以及处理自该分析模块所接收的第二电磁波信号。

其中，该第一电磁波信号是符合于GSM协议的电磁波，该第二电磁波信号是符合于一第二协议的电磁波信号，且该第二协议是利用该GSM协议的一部分，其中该第二协议是利用GSM协议中物理层的频分多址/时分多址协议，以及该GSM协议中数据链路层的LAPDm协议。

综上所述，本发明的无线通讯方法及其系统同时适用于二种协议，行动台与行动台间可不需透过基地台即能进行通讯。

附图说明

图1是一说明一GSM系统的阶层式架构的示意图。

图2是一说明一行动台与另一行动台间的通讯网络的示意图。

图3是本发明无线通讯系统的一架构示意图。

图4是第一协议的架构示意图。

图5是逻辑信道的架构示意图。

图6是一说明一行动台的内部组成的示意图。

图7是一发话流程图。

图8是一受话流程图。

图9是一行动台与另一行动台间的通话流程图。

具体实施方式

本发明的前述以及其它技术内容、特征与优点，在以下配合参考附图及较佳实施例的详细说明中，即可清楚。

请参阅图3所示，本发明无线通讯系统1包含一基地台11，及复数行动台12、13。在本实施例中，行动台12、13乃各指一行动电话，特别是一GSM数字式行动电话，而为了方便说明起见，图标中只以二行动台12、13来作表示。

行动台12、13与基地台11间是遵循第一协议，即既有的GSM协议来进行通讯，而借由本发明则可使得行动台12与另一行动台13间以第二协议来进行点对点的通讯，在此详细说明如下。

需先指明，如图4所示，绘示了行动台12或行动台13与基地台11间的GSM协议架构图，此图是对应于国际标准组织(ISO)所颁布的OSI参考模型而得，而熟悉此技术者应了解，第一层是指一物理层(physical layer)、第二层是指一数据链路层(data-link layer)，而第三层则包含了OSI七层模型中第三层以上的功能，例如认证、连结管理等等。

在第一层中，行动台12与基地台11间是借由频分多址/时分多址(FDMA/TDMA)的通讯协议来建立空中介面(Um)间的传输信道(channel)。以GSM900系统为例，也就是在基地台11传至行动台12的下链(downlink)频段890～915MHz，以及行动台12传至基地台11的上链(uplink)频段935～960MHz中，先利用频分多址(FDMA)方式，切割成许多相隔200KHz的载波。接着再将载波以时分多址(TDMA)方式，将时间切割为八个时槽(time slot)，其中每一时槽即可用来传送一个使用者的语音讯号。而为了区分上的方便，位于某一载波上的某一时槽即对应了一个物理信道(physical channel)，也就是GSM系统所定义的逻辑信道(logicalchannel)。

配合图5，逻辑信道可分为话务信道(TCH)以及控制信道(CCH)二种。话务信道即是用来传送用户的语音或数据资料，另一方面，控制信道则是用来载送基地台与行动台间所需要的控制信号。当然，控制信道更可细分为广播信道(BCH)、共享控制信道(CCCH)，以及专属控制信道(DCCH)等。其中，广播信道是由基地台11传递信号至行动台12或13所使用，可更细分为同步信道(SCH)、广播控制信道(BCCH)，以及频率校正信道(FCCH)。共享控制信道则分为由基地台11至行动台12或13的寻呼信道(PCH)、存取应允信道(AGCH)，以及行动台12或13至基地台11的随机存取信道(RACH)。

第二层是数据链路层，此层的协议是LAPDm，是由ISDN内的LAPD协议加以改良而来，由于此乃GSM标准协议一部分，所以不再赘述。

而在第三层架构中，还包含有三个子层，由下而上分别是无线电资源管理(RR)层131、移动管理(MM)层132，以及通讯管理(CM)层133。其中，各子层的主要功能为：通讯管理层133乃是负责建立通话连线、通话的释放，移动管理层132与无线电资源管理层131则负责通话交递、用户认证、讯号编码等动作，总的来说，移动管理层132掌控行动台12移动时的管理与记录，无线电资源管理层131是负责无线频谱资源的分配。

所以借由上述架构，信号的流向是如图4中箭头方向所示，也就是由使用者当拨出GSM号码时，则依序控制通讯管理层133→移动管理层132→无线电资源管理层131，最后透过第一层(物理层)、并经由空中介面发送符合于第一协议的一第一电磁波信号给予基地台11，并由基地台11最下层的物理层所接收，再依序分层解译，因此达到行动台12与基地台11间的通讯。

本发明是建构在上述的GSM协议架构上，即在第一层与第二层中，依然是采TDMA/FDMA以及LAPDm的协议，但是在接近于使用者的第三层中则作了较佳的变化。

参阅图6，为本发明的一行动台12的内部示意图，包含一分析模块120、一第一协议模块121，及一第二协议模块122。要先说明的是，在本实施例中，上述模块是以程序代码的形式被编译，并记录在一行动台可读取的记录媒体上，例如快闪记忆体(flash)、只读存储器(ROM)等，并可被行动台内部处理器(图未示)加以译码、执行，以进行下述的动作。而若以单芯片的形式来构成上述模块，只属于熟知此项技艺人士所能了解的简单变化而已。

此外，行动台还具有作业系统123、SIM模块124、输入模块125，以及显示模块126等。SIM模块124内除了建置有对应于第一协议的第一识别码外，还具有一对应于第二协议的第二识别码，所以借由此二种不同的识别码可使行动台12被基地台11或另一行动台13所辨识，而此SIM模块可以是一SIM卡或是一记忆体所构成。输入模块125指的是诸如按键、触控式面板等供使用者输入的装置，而当作业系统123经由输入模块125接收到使用者的输入后，即会以核心程序及相关的驱动程序来驱动外围的硬件。

更进一步，行动台12内包含了数字信号处理(DSP)芯片组127等，其内部包含了调变/解调变电路21、发送器22、接收器23等方块，所以可进行电磁波的收发。当然，调变/解调变电路21内尚具有DSP处理器、基频处理器、射频处理器、功率放大模块等等，在此并不特别指明。但是必需了解的是，借由调变电路21将基频信号混入载波转变为射频信号后，即能借由发送器22来对外发送电磁波，而当行动台12的接收器23接收到一电磁波时，经由解调变电路21的解调则能转变为基频信号而传送声音或数据。

分析模块120是与调变/解调变电路21相耦接，并可接收来自于基地台11一第一电磁波信号，以及来自于采用本发明的一另一行动台13的一第二电磁波信号后加以判别。其中，第一电磁波信号即是建构于第一协议上的电磁波信号，而第二电磁波信则是建构于第二协议上，并当分析模块120接收到第一电磁波信号时即转送至下述的第一协议模块121中处理，当接收到第二电磁波信号时即转送至下述的第二协议模块122中处理。

第一协议模块121，可依据使用者的输入而发送第一电磁波信号，以及处理自该分析模块120所接收的第一电磁波信号。由于处理GSM协议的第一协议模块121已为业界所熟知，且各GSM行动台内皆建置有此一模块，所以不再详细说明，第一协议模块所进行的动作即是上述第三层中各个子层的功能，即当接收到使用者透过输入模块125而输入一第一识别码后，即借由第一协议模块121制定图4中第三层以上的协议，最后再透过物理层的调变电路21、发送器22来发送第一电磁波信号，即能与基地台11进行通讯。

第二协议模块122，与分析模块120相耦接，具有一信号发送单元31与一协议处理单元32。信号发送单元31是用以接收使用者的输入信号而发送一第二电磁波信号，即是用来模拟基地台11的功能。换句话说，即是对应各个时槽，在频率校正信道内传送一频率校正突包(frequency correction burst)、在同步信道内传送一同步突包(frequency burst)，以及在广播控制信道内传送一普通突包(normal burst)，即能达到与基地台11相同的功能而以本发明的行动台12呼叫另一行动台13。而相对于信号发送单元31，协议处理单元32则是当接收器23接收到第二电磁波信号后，即对第二电磁波信号加以处理，解译成使用者所能了解的信息。

参阅图7，当行动台12进行发话时，使用者借由输入模块125输入一识别码，并由分析模块120判别是相应于第一识别码的第一协议模式，抑或相应于第二协议的第二协议模式。若为第一识别码，则知使用者欲经由行动台12与一基地台11进行通讯，所以经由第一协议模块121透过随机接入信道向基地台11要求通讯，并等待基地台11指派话务信道。若为第二识别码，则经由第二协议模块122的信号发送单元31来作处理，即发送一频率校正突包、一同步突包等，并对另一行动台13进行广播。最后，透过物理层中的调变电路21、发送器22来分别发送对应于第一协议的第一电磁波信号，或是对应于第二协议的第二电磁波信号。

参阅图8，另一方面，当行动台12进行受话时，由接收器23接收第一电磁波信号或第二电磁波信号，并经由解调变电路21转换为基频信号，交由分析模块120进行判别，若为第一协议则交由第一协议模块121进行处理，若为第二协议则交由第二协议模块122进行处理最后再将处理后的结果透过作业系统123显示在显示模块1216上。即在第一协议与第二协议中、第一层、第二层的协议相同，而第三层则交由第一协议模块与第二协议模块分别处理。

参阅图9，所以行动台12与行动台13间的通话流程，在物理层上也是依照FDMA/TDMA的协议进行。首先，由使用者进行拨号(第二识别码)并指示行动台12进行呼叫，如步骤41，即借由广播信道来发送频率校正突包以及同步突包。另一方面，依照行动台所制定的标准，受话端13每间距一段时间即会自动搜寻广播频道，如步骤51，若广播频道的讯息符合于受话端13的识别码，则当进行完频率校正以及同步化的作业后，当受话端13的使用者按压接收键或是取消键时(图未示)，即借由随机接入信道来对发话端12进行确认(ACK)或拒绝的指示，如步骤52。

接着，若受话端13确认要进行通话后，则要进行一指派信道的步骤42、53，即经由发话端12透过存取应允信道指派一专属控制信道供发话端12与受话端13进行认证、确认等动作后，再指派一话务信道供发话端12与受话端13进行语音、数据资料的传输，即如步骤43所示，使发话端12与受话端13进行通讯。最后，在如步骤44、55结束通话前，由发话端12或受话端13其中一方发出通话释放的信号，并经另一方确认后即结束通话。

所以，由上述可以了解，本发明是利用第二协议模块来模拟基地台11的功能，所以，达到行动台12与行动台13间直接通讯的可能。需指明，由于行动台12或行动台13本身对于电磁波收发的能力强弱，以及避免噪声干扰的考量下，所以，在实际的使用上，行动台12与行动台13需间隔在一定的范围内，以目前测试的数据所知，约在500米以内为一有效范围，但是由于各行动台12的电路设计不尽相同，所以，不应以此作为本发明的限制。

Claims

1.一种无线通讯方法，其特征在于该方法包含下列步骤：

自一行动台选择一第一协议模式及一第二协议模式其中的一个；

当选择该第一协议模式，是借由一空中介面与一基地台进行通讯；及

当选择该第二协议模式，是借由该空中介面与另一行动台进行通讯；

2.一种无线通讯系统，其特征在于该系统包含：

一基地台；

复数行动台，各行动台可受使用者输入在一第一协议模式及一第二协议模式间切换，各行动台具有：

一分析模块，可接收来自于该基地台的一第一电磁波信号及来自于另一行动台的一第二电磁波信号；

一第一协议模块，依据使用者的输入而发送一第一电磁波信号，以及处理自该分析模块所接收的第一电磁波信号；

一第二协议模块，依据使用者的输入而发送一第二电磁波信号，以及处理自该分析模块所接收的第二电磁波信号；

3.如权利要求2所述的无线通讯系统，其特征在于：各行动台还具有一输入模块，可依据使用者的输入以选择地控制该第一协议模块与该第二协议模块其中的一个，以使该第一协议模块发送一第一电磁波信号或使该第二协议模块发送一第二电磁波信号。

4.一种行动台，其特征在于，该行动台包含：

一分析模块，可接收来自于一基地台的一第一电磁波信号及来自于另一行动台的一第二电磁波信号；

一第一协议模块，依据使用者的输入而发送一第一电磁波信号，以及处理自该分析模块所接收的第一电磁波信号；及

5.如权利要求4所述的行动台，其特征在于：该行动台还包含一输入模块，是供使用者输入以选择地控制该第一协议模块与该第二协议模块其中的一个，以使该第一协议模块发送一第一电磁波信号或使该第二协议模块发送一第二电磁波信号。

6.如权利要求4所述的行动台，其特征在于：该第二协议模块具有一发送一第二电磁波信号的信号发送单元，及一用以处理来自于该分析模块的第二电磁波信号的协议处理单元。