CN100452917C - 移动终端上网系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及个人手持电话系统，公开了一种PHS移动终端上网系统及其方法，使得无须增加新RAS设备或修改现有RAS设备就可以实现PHS移动终端的上网功能，节约了组网成本。这种移动终端上网系统及其方法在固定电信网中增加了一个互通功能模块，该模块将PHS手机侧的无线链路协议(PIAFS协议)终结，将PIAFS协议上的IP/PPP协议承载在ISDN链路层协议V.110或者V.120之上，即将PHS上网过程转换为标准的ISDN上网过程，以ISDN上网方式接入到现有的RAS设备中，完成PHS手机上网的功能。

Description

移动终端上网系统及其方法

技术领域

本发明涉及个人手持电话系统，特别涉及通过个人手持电话系统的手机访问因特网的系统。

背景技术

个人手持电话系统(Personal Handyphone System，简称“PHS”)，俗称“小灵通”，是最初由日本发展的一种移动通信系统，采用数字通信技术，与目前广为使用的全球移动通信系统(Global System for mobileCommunication，简称“GSM”)、窄带码分多址(Code Division Multiple Access，简称“CDMA”)等移动通信系统同属于第二代移动通信系统。

PHS是目前发展很快的无线市话业务的主流技术，它采用先进的微蜂窝技术，以无线方式接入固定电信网(简称“固网”)，其移动终端(例如手机)在无线网络覆盖的范围内可随身携带使用。固定电信网可以有多种类型，可以是目前主流的公用电话交换网(Public Switched Telephone Network，简称“PSTN”)，也可以是今后被广泛看好的下一代网络(Next GenerationNetwork，简称“NGN”)。因为借用了运营商已有的固定电信网，因此提供服务的整体成本较低。

基于PHS无线接入系统的无线市话的具有以下特点：

(1)通话费低，与固定电话一致(因为PHS的服务成本低)。

(2)发射功率小(手机小于等于1mW)，低电磁辐射，对人体伤害小。

(3)耗电量小，手机待机时间长(因为发射功率小)。

(4)通话音质好(32kbit/s的ADPCM编码)，与市话(64kbit/s)差别不大。而这一点明显优于GSM手机(约13kbit/s)。

(5)可以实现数据传输和无线上网。

为了能够支持移动终端的无线上网，目前的系统通常采用如图1所示的结构。PHS移动终端11通过空中接口连接到PHS无线接入网12，再通过时分多路复用链路(Time Division Multiplexing，简称“TDM”)连接到PSTN交换(PSTN Switch)13，然后借助PSTN网络16的传输，最终通过RAS 17接入因特网(Internet)18。其中PSTN交换13和PSTN网络16之间、PSTN网络16和RAS 17之间采用TDM通信方式，在RAS 17和因特网18之间采用网间互联协议(Internet Protocol，简称“IP”)通信方式。

该系统还同时支持通过固定电话模拟拨号或者综合业务数字网(Integrated ServicesDigital Network，简称“ISDN”)的方式接入因特网18。固定电话/ISDN终端14通过模拟线接入PSTN交换15，PSTN交换15采用TDM方式接入PSTN网络16，并通过RAS 17最终接入因特网18。

由于PHS使用了无线方式接入，而空中接口在稳定性方面和模拟线有很大的区别，因此无法使用原先固定电话使用的模拟拨号或ISDN方式上网。为了扩大PHS系统功能，利用PHS实现数据通信，日本于1996年提出了PHS因特网接入论坛标准(PHS Internet Access Forum Standard，简称“PIAFS”)，为多媒体服务提供了统一的标准。PIAFS协议是位于数据链路层的端到端协议，主要解决PHS终端通过电信网接入因特网的问题。它采用开放性设计概念，有完备的控制功能，与点到点协议(POINT T0POINT PROTOCOL，简称“PPP”)配合形成高质量的可靠数据通道，支持32Kbps、64Kbps数据传输和Modem(调制解调器)等，既可方便组成无线局域网用于移动办公，也能方便地通过电信网接入因特网。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：现有PSTN网络如果要支持PHS移动终端上网，则需要对网络结构进行较大改动，组网成本很高。

造成这种情况的主要原因在于，首先，必须采购支持PIAFS协议的新RAS设备。这是因为现有网络中的RAS仅支持MODEM拨号上网或者ISDN上网方式，不支持PIAFS协议，也很难通过较低成本的升级来支持PIAFS协议。现有RAS的核心部件是Modem芯片，这些芯片用于实现复杂的模拟调制解调处理，而且比较昂贵。这些Modem芯片不能通过较低成本的升级(例如软件升级)来支持PIAFS协议，如果要更换这些芯片还不如采购新的RAS设备。由于新的RAS设备比较昂贵，因此导致组网成本高。

其次，PSTN交换设备需要改造。因为采购了新RAS设备，而部分老RAS设备还会持续使用一段时间，因此两种RAS设备会在网上共存。为了支持两种RAS设备的共存，需要对接入PHS基站的PSTN交换设备进行改造，识别PHS手机上网的呼叫，将路由转到支持PSH上网的新RAS设备上。由于既要增加新设备，又要更新交换设备改变路由，因此需要对现有的网络结构进行比较大的改动。

对于发展中国家，例如我国，上网普及比较晚，电信运营商的旧款RAS投入使用的时间较短，数量比较多，而且由于宽带业务的迅速发展，目前的利用率并不高。如果为了支持PHS移动终端上网而大量采购新的RAS，会导致一种不合理现象：一方面旧款RAS被大量闲置，另一方面不得不花费大量资金和时间去采购和部署功能相似的新设备。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动终端上网系统及其方法，使得无须增加新RAS设备或修改现有RAS设备就可以实现PHS移动终端的上网功能，节约了组网成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种移动终端上网系统，包含：

移动终端，用于通过个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议访问因特网/企业内部网；

固定电信网，用于为接入的移动终端提供电信服务；

接入网，用于通过空中接口和所述移动终端通信，并将所述移动终端接入所述固定电信网；

远端访问服务器，用于支持从所述固定电信网接入的移动终端通过综合业务数字网协议接入因特网/企业内部网，所述固定电信网还包含：

互通功能模块，位于从所述接入网到所述远端访问服务器的必经路径中，用于终结所述移动终端侧的个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议，将个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议上的网间互联协议/点到点协议承载在综合业务数字网协议上；

所述固定电信网在收到来自个人手持电话系统移动终端的上网呼叫时启动所述互通功能模块进行处理，并将处理后的呼叫接续到所述远端访问服务器。

其中，所述综合业务数字网协议是综合业务数字网链路层协议V.110/V.120。

所述固定电信网是公用电话交换网或下一代网络。

所述互通功能模块设置在所述固定电信网中的独立实体，或者集成在所述固定电信网的交换设备中。

所述交换设备位于所述接入网接入所述固定电信网的端局，或从所述接入网到所述远端访问服务器必经的汇接局。

本发明还提供了一种移动终端上网方法，当固定电信网中的交换设备收到上网呼叫时，所述方法包含以下步骤：

所述交换设备判断所述呼叫是否来自个人手持电话系统移动终端的上网呼叫，如果是则将该呼叫话路转接到互通功能模块，终结所述移动终端侧的个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议，将个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议上的网间互联协议/点到点协议承载在综合业务数字网协议上，并通过支持综合业务数字网方式上网的远端访问服务器接入因特网/企业内部网。

其中，所述交换设备通过所述移动终端的接入号码或实时检测个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议，来判断是否来自个人手持电话系统移动终端的上网呼叫。

所述交换设备是公用电话交换网的交换机或下一代网络的软交换设备和媒体网关。

所述互通功能模块是独立实体，或者集成在所述交换设备中。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，通过在PHS接入网到RAS的必经路径上增加一个互通功能模块，使PHS上网流程转换成标准的ISDN上网流程接入到现网RAS设备中。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即首先，大大降低了组网成本。因为不需要采购昂贵的新RAS设备，甚至不需要对现有RAS设备做任何修改，而新增的互通功能模块仅需要完成链路层的转换，无需实现复杂的算法，实现成本低。

其次，对系统的改造简单，不需要改动网络结构。互通功能模块的实现有多种方案供选择，多数情况下互通功能模块可以直接通过升级固定电信网交换设备的软件实现，因此升级相对简单。这个需要升级固定电信网交换设备可以是在PHS接入固定电信网的端局也可以是在合适的汇接局。此外，互通功能模块也可以是一个独立的实体。运营商可以根据现有网络的实际情况，选择成本最低、实现最快的方案。

附图说明

图1是现有技术中PHS移动终端上网系统结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的PHS移动终端上网系统结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的互通功能模块主要协议栈结构示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的PHS移动终端上网方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明的主要思想是在固定电信网网络中增加一个互通功能模块，该模块将PHS手机侧的无线链路协议(PIAFS协议)终结，将其上的IP/PPP协议承载在ISDN链路层协议V.110或者V.120之上，即将PHS上网过程转换为标准的ISDN上网过程，以ISDN上网方式接入到RAS设备中，完成PHS手机上网的功能。该互通功能模块通常可以通过固定电信网交换设备软件升级的方式实现，该固定电信网交换设备可以位于端局或汇接局，可以是PSTN交换机或NGN软交换设备和媒体网关。

如图2所示，在PHS移动终端上网系统中，包含PHS移动终端21、PHS无线接入网22、固定电信网23、互通功能模块24、RAS 25、Internet/Intranet26。以下对各个设备进行详细说明。

PHS移动终端21用于通过PIAFS协议访问Internet/Intranet 26。PHS移动终端21可以是PHS手机，也可以是带有PHS无线网卡的笔记本、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称“PDA”)等其他终端设备。当然，PHS移动终端21还可以有其他功能，例如语音通信功能等等，因为这些功能与本发明无关，因此不作详细说明了。

PHS无线接入网22用于用于通过空中接口和PHS移动终端21通信，将PHS移动终端21接入固定电信网23。PHS无线接入网22是任何PHS移动终端21访问Internet/Intranet 26的必经之路。本发明没有对PHS无线接入网22作任何改动，其技术细节可以参照相关的技术标准。

固定电信网23原本用于为固定终端提供电信服务，借助PHS技术，固定电信网23也可以为PHS移动终端21提供电信服务。在固定电信网23中，固定终端一般首先接入一个端局，如果业务超出了该端局的范围，则由端局再接入汇接局。端局和汇接局都有交换设备对业务呼叫进行处理。对于PHS移动终端21，则需要首先接入PHS无线接入网22，然后从PHS无线接入网22接入固定电信网23的端局、汇接局。固定电信网23可以是目前普遍使用的PSTN网络，也可以是新兴的NGN网络，只要能够承载电信业务就可以了。

互通功能模块24用于终结PHS移动终端21侧的PIAFS协议，将其上的IP/PPP协议承载在ISDN链路层协议V.110/V.120之上，即将PHS上网过程转换为标准的ISDN上网过程，以ISDN上网方式接入到RAS设备中，完成PHS移动终端21上网的功能。如图3所示，互通功能模块24的主要协议栈在PHS移动终端侧自下向上依次是PIAFS、PPP、IP，在RAS侧自下向上依次是ISDN链路层协议V.110或者V.120、PPP、IP。当然，为了突出本发明的重点，图3中并没有画出所有可能的相关协议层。例如，在这三层协议以下，对于PSTN网络还有TDM层，对NGN网络还有IP层或异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，简称“ATM”)层。熟悉本发明领域的技术人员会理解，由于互通功能模块24仅需要完成链路层的转换(可以通过通用CPU而不是昂贵的专用芯片实现)，因此实现成本低。

互通功能模块24实现的功能称为互通功能(Interworking Function，简称“IWF”)，熟悉本发明领域的技术人员会知道，IWF实质上是协议层的转换，在CDMA等其他通信技术中也有使用。IWF并不是本发明的创新之处，本发明的创新之处在于创造性地将IWF应用到PHS移动终端的上网系统中，并使得整个系统获得了改造过程更为简单、实现成本大幅降低等有益效果。

互通功能模块24可以按照以下方式实现：对来自固定电信网23的数据按照PIAFS协议进行解封装，解出其中封装的IP/PPP数据包，然后再使用ISDN链路层协议V.110或V.120对解出的IP/PPP数据包重新进行封装，将重新封装后的数据发送给RAS 25。对于来自RAS 25的数据，按照ISDN链路层协议V.110或V.120进行解封装，解出其中封装的IP/PPP数据包，然后再使用PIAFS协议对解出的IP/PPP数据包重新进行封装，将重新封装后的数据发送给固定电信网23。熟悉本发明领域的技术人员会知道，按照固定协议对数据进行封装和解封装属于已有技术，既可以使用硬件方式实现，也可以使用软件方式实现。

关于PIAFS协议的封装、解封装方法可以参见《ARIB STD T76 PIAFSPROTOCAL》(中文名称可译为《日本无线工业和商业协会标准T76个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议》)。

关于ISDN链路层协议V.110或者V.120的封装、解封装方法可以参见《ITU-T V.110 Support by an ISDN of data terminal equipments with V-Seriestype interfaces》(中文名称可译为：《国际电信联盟-电信标准部V.110支持V系列接口的综合业务数字网数据终端设备》)，以及《ITU-T V.120 Supportby an ISDN of data terminal equipment with V-Series type interfaces withprovision for statistical multiplexing》(中文名称可译为：《国际电信联盟-电信标准部V.120支持提供统计复用的V系列接口的综合业务数字网数据终端设备》)。

需要说明的是，虽然在图2中为了说明的方便，把互通功能模块24和RAS 25画成是直连的，但是物理上的直连并不是必需的。互通功能模块24只要位于PHS无线接入网22到RAS 25的必经路径中即可。

互通功能模块24的具体实现形式可以根据运营商的现有网络灵活选择。

在本发明的一个较佳实施例中，在接入PHS无线接入网22的端局交换设备(例如PSTN交换机或NGN软交换设备和媒体网关)上，通过升级增加了互通功能模块24。具体的升级方式与交换设备的设计有关，一般可以通过升级交换设备软件的方法来实现。如果可以使用软件升级的方式，则升级成本通常比较低，升级对业务运营造成的影响也比较小。

在本发明的另一个较佳实施例中，在PHS无线接入网22到RAS 25必经的汇接局交换设备(例如PSTN交换机或NGN软交换设备和媒体网关)上，通过升级增加了互通功能模块24。升级的方式类似于端局交换设备。

以上两个实施例中，都是通过升级把互通功能模块24集成在固定电信网交换设备内部，不过本发明并不限于这种集成的形式，互通功能模块24也可以是独立的实体。如果采用独立实体的形式，则需要添加新的物理设备，只要在PHS接入网到RAS之间的路径上新建少量的具备互通功能模块的设备实体，就可充分利用较昂贵的现有RAS，比起替换RAS的方案，仍然具有优势。

RAS 25用于支持从固定电信网23接入的终端通过ISDN协议接入Internet/Intranet 26。RAS 25原先是为固定终端服务的，支持固定终端通过模拟拨号或者ISDN的方式接入Internet/Intranet 26。因为RAS 25需要支持模拟信号接入，因此需要支持模拟调制解调。熟悉本发明领域的技术人员可以知道，通过芯片的硬件逻辑实现模拟调制解调的相关协议是一件非常复杂的事情，由此造成这种芯片比较昂贵。目前普遍使用在RAS中的这种芯片一般不支持PIAFS，而且无法通过软件升级等低成本方式来升级成支持PIAFS的版本。

以上说明了实现PHS移动终端上网的系统，下面结合图4说明实现PHS移动终端上网的方法流程。

如图4所示，在步骤110，判断收到的呼叫是否来自PHS移动终端21的上网呼叫，如果是则进入步骤120，否则进入步骤130。实现该步骤的方案很多，以下举几个例子说明：

第一种情况，互通功能模块24是独立实体，呼叫由交换设备识别，识别出来以后再将呼叫转接到互通功能模块24。

第二种情况，交换设备本身支持互通功能模块24(例如通过软件升级的方式在交换设备中增加互通功能模块24)，交换设备中的交换模块识别呼叫，如果发现是PHS移动终端21的上网呼叫则将该呼叫转接到交换设备内的互通功能模块24进行处理。

第三种情况，交换设备本身支持互通功能模块24，交换设备中的交换模块首先识别出一个呼叫号码，交换设备中的互通功能模块24根据该号码检索本模块中的数据库，判断是否PHS移动终端上网。

通常情况下可以通过比较呼叫终端的号码来进行PHS移动终端上网的识别，这种实现方法比较简单。如果需要，也可以通过实时检测PIAFS协议来进行识别。PIAFS协议目前专用于PHS移动终端上网，将来如果用途扩充了，也可以通过相关标识来区分是否PHS移动终端上网。

在步骤120中，启动互通功能模块24，终结PIAFS协议，将其上的IP/PPP承载到ISDN链路层协议V.110/V.120。此后进入步骤140。

在步骤130中，因为检测到当前的呼叫不是PHS移动终端上网呼叫，因此使用其他方式处理该呼叫，结束本流程。这一点的具体内容不属于本发明的范围，因此不作详细说明。

在步骤140中，将经过互通功能模块24处理后的呼叫接续到RAS 25，通过RAS 25访问Internet/Intranet 26。此时的呼叫已经是承载在ISDN链路层协议V.110/V.120上，因此可以顺利地通过支持ISDN上网方式的RAS 25接入Internet/Intranet 26。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种移动终端上网系统，包含：

移动终端，用于通过个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议访问因特网/企业内部网；

固定电信网，用于为接入的移动终端提供电信服务；

接入网，用于通过空中接口和所述移动终端通信，并将所述移动终端接入所述固定电信网；

远端访问服务器，用于支持从所述固定电信网接入的移动终端通过综合业务数字网协议接入因特网/企业内部网，其特征在于，所述固定电信网还包含：

互通功能模块，位于从所述接入网到所述远端访问服务器的必经路径中，用于终结所述移动终端侧的个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议，将所述个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议上的网间互联协议/点到点协议承载在综合业务数字网协议上；

所述固定电信网在收到来自个人手持电话系统移动终端的上网呼叫时启动所述互通功能模块进行处理，并将处理后的呼叫接续到所述远端访问服务器。

2.根据权利要求1所述的移动终端上网系统，其特征在于，所述综合业务数字网协议是综合业务数字网链路层协议V.110/V.120。

3.根据权利要求1所述的移动终端上网系统，其特征在于，所述固定电信网是公用电话交换网或下一代网络。

4.根据权利要求1所述的移动终端上网系统，其特征在于，所述互通功能模块设置在所述固定电信网中的独立实体，或者集成在所述固定电信网的交换设备中。

5.根据权利要求4所述的移动终端上网系统，其特征在于，所述交换设备位于所述接入网接入所述固定电信网的端局，或从所述接入网到所述远端访问服务器必经的汇接局。

6.一种移动终端上网方法，其特征在于，当固定电信网中的交换设备收到上网呼叫时，所述方法包含以下步骤：

所述交换设备判断所述呼叫是否来自个人手持电话系统移动终端的上网呼叫，如果是则将该呼叫话路转接到互通功能模块，终结所述移动终端侧的个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议，将所述个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议上的网间互联协议/点到点协议承载在综合业务数字网协议上，并通过支持综合业务数字网方式上网的远端访问服务器接入因特网/企业内部网。

7.根据权利要求6所述的移动终端上网方法，其特征在于，所述交换设备通过所述移动终端的接入号码或实时检测个人手持电话系统因特网接入论坛标准协议，来判断是否来自个人手持电话系统移动终端的上网呼叫。

8.根据权利要求6所述的移动终端上网方法，其特征在于，所述交换设备是公用电话交换网的交换机或下一代网络的软交换和媒体网关设备。

9.根据权利要求6所述的移动终端上网方法，其特征在于，所述互通功能模块是独立实体，或者集成在所述交换设备中。

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