CN101167320A - 符号流虚拟无线电组织方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种针对频带受限的语音和数据信道使用寻优综合进行通信的方法。

Description

符号流虚拟无线电组织方法和设备

本申请要求当前未决的于2005年3月7日提交的发明名称为“符号流虚拟无线电组织方法和设备”的美国临时专利申请第60/659,575号的权益。

技术领域

本发明涉及提供虚拟通信协议、处理和过程，为移动蜂窝(MC)移动中继无线电(MTR)、专用移动无线电(SMR)、增强型专用移动无线电(ESMR)、IEEE802.11、IEEE802.16、Hiperlan2和其它无线网络拓扑实现完全虚拟的多信道通信平台而无需修改现有网元或者操作过程。

背景技术

为向网络运营商和无线客户提供的常规无线服务赋予许多增强的电信技术如第2.5代、第3代(3G)和建议的第4代(4G)，要求大量无线和有线网络基础结构升级。这些升级成本很高并且没有在全球规模充分地服务于无线用户的需要。本发明引入新颖技术，该技术教导如何实施针对所选移动无线通信网络拓扑而设计的完全可缩放的多应用特定宽带多模式无线电信平台，而无需引入新的网元，比如无线电基站、基站控制器、新的交换拓扑升级等。另外，在多数情况下，这些新的移动蜂窝技术要求附加的无线电频谱分配等。如今存在实现移动电信大规模公共陆上移动系统的许多移动蜂窝技术。然而，最盛行的移动蜂窝公共陆上移动网络是全球移动系统(GSM)。GSM用800-850Mhz、900Mhz、1800Mhz和1900Mhz进行操作。另外，无线局域网(WLAN)无线广域网(WWAN)网状拓扑网络正在全球规模的布署方面赢得进展。本发明将第2代(2G)移动蜂窝网络与当前且规划的IEEE.802.11、IEEE.802.16变体如全球微波接入互操作性(WI-MAX)等无缝地结合。本发明将它的独特遗传算法语言应用于2G移动蜂窝网络和无线局域网(WLAN)无线广域网(WWAN)网状拓扑以便创建将在全球规模运营的非常安全、高效和低成本的网络拓扑。

GSM网络包括定义为移动事务区域(MTA)和乡村用户区域(RSA)的超过690个第2代(2G)移动无线公共陆上移动网络。这690个GSM PLMN规划区域也包括400多个2.G、GPRS和第3代(3G)运营商。总计而言，GSM网络向全球777.5百万个语音和数据用户提供无线服务。本发明提供第一个完全虚拟、多特征的无线宽带通信平台，该平台将常规2G无线移动电话网络转变成高度灵活的高带宽通信系统。实现这一点却无需与常规布署策略相关联的所有提前支付成本，这些常规布署策略要求实现分组交换网络所需要的诸如昂贵的附加无线电频谱信息之类的网元升级，其中这些分组交换网络比如是通用分组无线电系统(GPRS)多时隙第8类、GPRS多时隙第10类、GSM EDGE-EGPRS多时隙第10类技术、高速电路交换数据(HSCSD)通用移动电话系统(UMTS)、CDMA20001X、WCDMA、3GSM、正交频分多址(OFDM)网络等。

比如Inmarst、Globalstar-CDMA、Iridium-TDMA、椭圆卫星网络、携带专用平流层基站的Big Leo、Little Leo、Geo和HALO高空低地球轨道航空器这样的移动卫星网络能够从本发明的装置和方法中受益。也存在许多其它这样的网络，其能够用本发明的装置和方法来虚拟地升级。本发明实现卫星、陆地移动蜂窝和无线局域网、无线广域网的无缝会聚。

本发明应用了用于布署即时消息接发(IM)、蜂窝一键通语音和数据(PoC)、如MPEG 3-MP3、MPEG 4的音乐文件CODEC递送、视频内容等的装置和方法。IP多媒体子系统(IMS)是基本上针对移动无线网络而规定的新框架，这些移动无线网络用于提供合并了会话发起协议(SIP)的网际协议(IP)电信服务。本发明也为拓扑隐藏互通网关(THIG)提供一种新颖方式，其中所述THIG除了提供它的Holophasec 3D编码解码器加密之外还提供另一消息加密层。本发明以无需承运商网元升级等的完全新颖方式应用这些模态。全球移动蜂窝承运商正在面临越来越少的平均每用户收入(APRU)并且需要从它们的投资回报(ROI)中受益。由于竞争激烈，语音呼叫和因特网接入的价格正在下降而承运商的利润正在减少。承运商再也无法承担得起只供应语音以及不断更快的因特网接入，因为这些项目正在变成起码的商品。

本发明应用一种增强第2代(2G)的虚拟门户方式以及应用一种大规模成批服务和应用，如多媒体域(MMD)等。本发明应用了视频、数据和语音聊天服务、一键通服务、个人对个人VOIP服务，这些服务也包括高速符号数据服务等。本发明增强了具有广泛应用的2G网络，这些应用例如利用存在管理的即时消息接发。本发明应用在现有技术中无可匹敌的经得起将来检验的虚拟网络解决方案。本发明利用移动蜂窝语音信道以及其它承载和远程服务异步数据信道来发送语音、数据和专用I.P.语音服务。本发明提供H3D编码解码器文件，这些文件通过从本发明的SVRO无线电模块(SRM)到在因特网和公共交换电话网(PSTN)上操作的任何用户存在点的独特加密的同时语音和数据服务来实现点到点的语音和数据。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供新颖Holophasec 3D遗传算法的应用，这些算法实现了为在无线和有线电信网络的拓扑内操作的语音信道和数据信道而一度开发的最高效和安全的虚拟调制。这一独特调制在本公开中定义为Holophasec 3D遗传算法虚拟调制(H3D-GA-VM)。根据本发明的第二方面，提供Holophasec 3D编码解码器(H3D-Codec)。Holophasec 3D编码解码器应用于在所有电信网络拓扑中利用的单信道语音和数据信道。H3D编码解码器用来在算法上取代所有语音电话使用的常规音码器。

根据本发明的第三方面，提供用于通过无线和有线电信网络来实现多路复用多信道通信而无需修改任何电信网络的任何网元的装置和方法。根据本发明的第四方面，提供一种专用SVRO无线电模块(SRM)，该SRM利用通过无线和有线网络实现单信道和多信道通信的的修改的协议栈以及其它新颖特征。根据本发明的第五方面，提供一种SVRO宽通调制解调器，该调制解调器通过常规多信道空中接口语音和数据信道电话线提供直接快速连接、分组交换虚拟电路。根据本发明的第六方面，提供一种SVRO宽通调制解调器，该调制解调器通过常规单信道和多信道电话语音和数据线提供直接快速连接、分组交换虚拟电路。

根据本发明的第七方面，提供了用于修改现有协议栈的装置和方法，其中现有协议栈结合常规移动蜂窝(MCR)、移动中继无线电(MTR)、专用移动无线电(SMR)WI-FI IEEE802.11、WiMAXIEEE802.16e、Hyperlink/2以及其它等效手机来利用。根据本发明的第八方面，提供一种在这里定义为SVRO事务事件处理(STEP)网关系统的单信道和多信道管理系统，其中所述网关也充当在用户与整体全局电信网络拓扑之间的专业化公共和专用因特网服务提供商(ISP)接口。本发明提供混合快速连接/断开虚拟电路TCP/IP-I.P.语音-同时语音和数据服务。根据本发明的第九方面，提供一种SVRO无线服务器，该服务器在一个用户设备中通过工业系统(ISM)非许可频率、IEEE802.11、IEEE802.16 10-66GHz WiMAX、HIPERLAN/2、DECT、蓝牙系统等等来应用Holophasec 3D-遗传算法虚拟调制(H3D-GA-VM)。

本发明应用H3D-GA-VM方法以实现用户和多层网络特征的综合组合，这些特征通过多个常规TDMA、CDMA、SDMA、OFDM、无线移动网络来实现宽带性能，这些网络比如是全球移动系统(GSM)800-850/900/1800/1900、CDMA IS-95、CDMA2000、TS-CDMA、UMTS-WCDMA、GPRS、EGPRS、3GSM、iDEN移动中继无线电(MTR-PTT)、EDACS移动中继无线电(MTR)、四频移动中继无线电(MTR)、一键通(PTT)无线电网络、IEEE802.11a/g宽带网络、IEEE802.16a/g WI-FI、WiMAX双频带系统宽带网络、蓝牙跳频扩频(FHSS)、DECT、归属RF等。本发明也能够应用于所有已知形式的移动卫星通信拓扑。利用本发明的装置和方法能够虚拟地升级比如Inmarsat、Globalstar-CDMA、Iridium-TDMA、椭圆卫星网络、Big Leo、Little Leo、Geo和其它此类网络这样的移动卫星网络。

本发明实现大规模成批应用特定的系统和服务。本发明通过多个无线和有线通信拓扑实现宽带通信。这样的金融交易应用通信用于自动柜员机(ATM)系统、商户终端EFT/POS系统以及小型银行分支金融终端系统。另外的与金融有关的应用用于改进型预付借记金融应用，如移动无线服务预付、公用设施预付服务等。

本发明实现大规模成批商业企业应用特定的系统和服务，比如电子邮件、SVRO短消息服务(SSMS)、通用消息接发、用户组消息广播和递送、文档文件传送等。本发明提供大规模成批固定机器到机器(M2M)遥测/远程信息处理相关的应用，比如电计量功率使用报告、电计量和气计量防篡改管理和报告、气计量使用报告、红绿灯控制系统、热通风空调控制(HVAC)、商业和居民安全系统状态报告、高价值农业资产管理、高价值制品评估管理、海运港口安全和集装箱跟踪等。本发明也提供船上集装箱跟踪、货物状态分析等。本发明也提供独特的海运防海盗系统等。

本发明提供大规模成批移动机器到机器(M2M)遥测/远程信息处理相关的应用，比如机动车辆跟踪与系统管理、机动车辆紧急响应、机动车辆防盗响应系统、机动车辆快速管理、机动车辆防劫持系统、机动车子系统状态报告、铁路路由与管理、铁路火车车厢与非系留集装箱跟踪。本发明实现大规模成批应用特定的系统，这些系统使得能够向用户递送视频和音频文件内容。本发明实现了去往和来自专用SVRO无线电(SRM)的MPEG3、MPEG4以及其它此类压缩音乐和视频内容文件的高带宽传送。本发明提供一种具有完全集成式硬驱等的SRM。本发明也通过引入前所未有的安全和用户呼叫跟踪来提供新颖的预付借记服务等。

附图说明

并入说明书中并且构成说明书一部分的附图图示了本发明的优选实施例并且与上文给出的一般描述和下文给出的特定实施方式一起用以说明本发明的原理。将理解到后续描述的细节不会使以上发明内容有失一般性。

图1描绘了根据本发明在现有无线移动蜂窝公共陆上移动网络(PLMN)的网元内操作的SVRO虚拟语音和数据网络。

图2描绘了根据本发明的Holophasec 3D调制(H3D-MOD)编码过程的逻辑框图。

图3描绘了根据本发明的多信道认证协议的逻辑框图。

图4是根据本发明的本发明SVRO无线电模块(SRM)的逻辑框图。

图5是根据本发明的本发明SVRO事件处理器系统(STEP)网关系统的逻辑框图。

图6描绘了根据本发明具有内含SVRO呼叫者I.D.增量的多电路路径拓扑的逻辑框图。

图7是根据本发明的本发明SVRO子网(SSN)微微网和分散网(Piconet-Scatternet)拓扑的描述图。

图8是根据本发明为SVRO语音和数据通信而虚拟地重新格式化的数字业务信道(DTC)的框图描述。

图9是根据本发明的SVRO宽通(Broadcom)网络拓扑的逻辑框图。

图10描绘了根据本发明的SVRO全局网络拓扑的逻辑图。

图11描绘了根据本发明的SVRO宽通调制解调器的逻辑框图。

图12描绘了根据本发明的修改的SVRO呼叫处理协议单元。

图13描绘了根据本发明利用多个卫星网络的SVRO虚拟网络。

图14描绘了根据本发明的SVRO金融交易网络。

图15描绘了根据本发明的主机移动GSM系统控制协议拓扑。

图16描绘了根据本发明的修改的GSM MAP认证算法过程的逻辑框图。

图17描绘了根据本发明的与主机网络加密相关的本发明逻辑框图。

图18描绘了根据本发明的主机GSM移动蜂窝网络寻呼功能。

图19描绘了根据本发明的H3D调制采样状态词典方法。

图20描绘了根据本发明应用于GPRS和其它2.5代、第3代和第4代网络的改进型金融通信网络，

图21描绘了根据本发明的SVRO消息封装(message capsule)格式和使用。

图22描绘了根据本发明通过2.5G/3G/4G移动无线蜂窝网络的优选SVRO H3D调制协议流。

图23描绘了根据本发明的SVRO无线电模块(SRM)始发的多时隙信道事件。

图24描绘了根据本发明的SVRO话音/数据呼叫连接协议。

图25描绘了根据本发明的SVRO远程接入应用消息。

图26描绘了根据本发明的专用SVRO归属位置寄存器数据协议。

图27描绘了本发明的一个实施例。

具体实施方式

现在将对附图中图示的本发明的当前优选实施例进行详细参考。在描述本发明的优选实施例和应用时，为求简明和建立新颖性而使用了特定术语。然而，本发明本意不在于局限于如此选择的特定术语。将按照各特定单元如何包括按照相似的方式操作的所有技术等效单元、按照在公开的实体内容中包括的相似技术配置来理解在本公开中使用的术语。

根据本发明的第一方面，应用新颖的Holophasec 3D遗传算法，这些算法实现了为在无线和有线电信网络的拓扑内操作的语音信道和数据信道而一度开发的最高效虚拟调制。这一独特调制在本公开中定义为Holophasec 3D遗传算法虚拟调制(H3D-GA-VM)。根据本发明的第二方面，提供Holophasec 3D编码解码器(H3D-Codec)。Holophasec 3D编码解码器应用于在所有电信网络拓扑中利用的单信道语音和数据信道。H3D编码解码器用来在算法上取代包括本发明的移动SVRO无线电模块(SRM)蜂窝/WWLAN多模式手机的所有语音电话使用的常规音码器。H3-D编码解码器通过移动无线信道实现安全的语音和高带宽数据通信，这些信道比如是具有存储器的基于语音的带宽受限非线性信道以及在移动蜂窝PCM信道和无线及有线IP语音信道中使用的没有存储器的异步数据信道。

根据本发明的第二方面，本发明的H3D编码解码器将网际协议(VOIP)上的高带宽数据和语音功能性引入到数据承载服务信道，如分组组装器/解组装器数据(PAD)、第3组传真(G3)、X.25、速率自适应子速率信息-电路交换同步和同步双工数据、300-9600bps、同时语音和数据服务等。本发明将来自本发明SVRO无线电模块(SRM)、本发明SVRO无线电模块(SRM)和符号流事务事件处理(STEP)网关的H3D编码解码器服务提供给任何指定的应用服务提供商(ASP)或者任何其它存在点(POP)如另一SRM和/或客户驻地设备(CPE)，这些客户驻地设备例如为个人计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)。

根据本发明的第三方面，提供用于通过无线如GSM绝对频率数字业务信道和有线电信网络来实现多路复用多信道通信而无需修改任何电信网络的任何网元的装置和方法。本发明使用H3D编码解码器-网际协议(VOIP)高带宽数据和语音功能性来将同时多信道多路复用提供给数据承载服务信道，如分组组装器/解组装器数据(PAD)、第3组传真(G3)、X.25、速率自适应子速率信息-电路交换同步和同步双工数据、300-9600bps、同时语音和数据服务等。本发明将来自本发明SVRO无线电模块(SRM)、本发明SVRO无线电模块(SRM)和符号流事务事件处理(STEP)网关的H3D编码解码器服务提供给任何指定的应用服务提供商(ASP)或者任何其它存在点(POP)如另一SRM和/或客户驻地设备(CPE)，所述客户驻地设备例如为个人计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)。

根据本发明的第四方面，提供一种专用SVRO无线电模块(SRM)，该SRM利用通过无线和有线网络实现单信道和多信道通信的修改的协议栈以及其它新颖特征。根据本发明的第五方面，提供一种SVRO宽通(SSB)调制解调器，该调制解调器通过常规多信道空中接口语音和数据信道电话线提供直接快速连接、分组交换虚拟电路。根据本发明的第六方面，提供一种SVRO宽通(SSB)调制解调器，该调制解调器通过常规单信道和多信道电话语音和数据线提供直接快速连接、分组交换虚拟电路。根据本发明的第七方面，提供了用于修改现有协议栈的装置和方法，其中现有协议栈结合常规移动蜂窝(MCR)、移动中继无线电(MTR)、一键通(PTT)无线电网络、蜂窝PPT(POC)、iDEN-MTR-PTT、专用移动无线电(SMR)IEEE802.11、IEEE802.16-WIFI、WiMAX以及其它等效手机和用户设备无线电卡等来利用。事实上，本发明是用于会聚(2G)和IEEE802.16变体的装置和方法。

根据本发明的第八方面，提供一种在这里定义为SVRO事务事件处理(STEP)网关系统的单信道和多信道管理系统，其中所述网关也充当在用户与整体全局电信网络拓扑之间的专业化公共和专用因特网服务提供商(ISP)接口。本发明提供混合快速连接/断开虚拟电路TCP/IP-I.P.语音-同时语音和数据服务。根据本发明的第九方面，提供一种SVRO无线电模块，该模块通过工业系统(ISM)非许可频率如DECT、蓝牙系统、IEEE802.16、WIFI和WiMAX网络等等来应用Holophasec 3D遗传算法虚拟调制(H3D-GA-VM)。第2代(2G)SVRO方法与应用到IEEE802.16、WIFI和WiMAX网络等的SVRO方法的联姻构成一个综合移动无线通信平台。

根据本发明的第十方面，提供用于在使用H3D编码解码器装置和方法的同时通过任何移动蜂窝信道和/或包括GSM的IEEE802.11、IE802.16来应用一键通(PTT)语音和数据服务的装置和方法。

本发明应用H3D-GA-VM方法以实现用户和多层网络特征的综合组合，这些特征通过多个常规无线移动网络来实现宽带性能，这些网络比如是全球移动系统(GSM)450/800/850/900/1800/1900Mhz-V.110 ISDN数据服务、9.6电路交换数据(CDS)、高速电路交换数据(HSCDS)、CDMA IS-95、CDMA2000、TS-CDMA、UMTS-WCDMA、GPRS、EGPRS、3GSM、iDEN移动中继无线电(MTR)、四频移动中继无线电(MTR)EDACS移动中继无线电(MTR)、一键通(PTT)无线电网络、蜂窝PTT(PTT-PoC)IEEE802.11a/g WI-FI宽带网络、IEEE802.16a/g WI-FI、WiMAX双频带宽带网络等。本发明也能够应用于所有已知形式的移动卫星通信拓扑。利用本发明的装置和方法能够虚拟地升级比如Inmarsat、Globalstar-CDMA、Iridium-TDMA、椭圆卫星网络、Big Leo、Little Leo、Geo和其它此类网络的移动卫星网络。

本发明包括最佳地描述为电路交换、分组交换协议拓扑以及预连接数据等组合的特征。这一新颖组合包括数字语音和数据电路交换信道、分组交换信道、控制信道、信道开销监视、用于应用特定的消息接发的呼叫者I.D.、逻辑T1/E1-DSO加信道、ISDN信道、帧中继信道、I.P.语音信道、TCP/IP变体、GSM移动应用部分(MAP)协议、利用第7号信令系统(SS7)和第7号信令系统信道(SS#7)的ANSI 41协议(ANSI SS7用于北美以及南美一些国家，而SS#7是在世界其它地方普遍使用的CCITT SS7)中的最佳组合。

本发明通过现有的第2代(2G)移动蜂窝无线电(MCR)、移动中继无线电(MTR)、专用移动无线电(SMR)和增强型专用移动(ESMR)无线网络来提供第2.5代、第3代(3G)、第4代(4G)性能而无需回避常规操作暂定标准(IS)、国际电信联盟(ITU)推荐、欧洲电信联盟(ETU)以及监管操作标准的其它有关标准组织。本发明也能够应用于所有已知形式的移动卫星通信拓扑。利用本发明的装置和方法能够虚拟地升级比如Inmarsat、Globalstar-CDMA、Iridium-TDMA、椭圆卫星网络、Big Leo、Little Leo、Geo和其它此类网络的移动卫星网络。

本发明无需分配附加频谱以便提供这些附加特征。本发明不以任何方式回避主机移动无线公共陆上移动网络(PLMN)单元配备操作。对于比如常规基站(BS)、收发机基站(BTS)、基站控制器(BSC)、移动交换中心(MSC-MTSO)硬件、固件和软件模态这样的网元也没有不利影响。本发明只需对与独特虚拟用户认证相联系的移动交换中心(MSC)的新服务类(COS)设置以及同时多用户信道分配方法。本发明也提供用于重使用和改进现有认证、信令、远程特征接入协议的完全新颖的装置和方法，这些方法和装置仅增强和扩展主机无线窄带网络功能而对任何常规主机网络操作模态没有不利影响。本发明的装置和方法能够通过任何GSM、CDMA和移动中继无线电(MTR)收发机基站(BTS)进行操作而无需硬件或者软件升级。

本发明的专用移动无线无线电模块协议栈也包含独特修改，该修改实现了更简单的人机接口(HMI)接口指令、命令集和服务请求协议、在一个符号流通信事件过程中多达八个同时信道的多时隙信道多路复用。本发明实现了将八个前向信道和八个反向信道时隙同时用于通过语音信道、承载信道的多个数字数据服务，比如9.6电路交换数据(CDS)、分组组装器/解组装器(PAD)、高速电路交换(HSCSD)业务信道(TCH)以及V.110 ISDN数据服务处理和过程。分布最广泛的通信服务是数字语音。对于所有移动蜂窝公共陆上移动(PLMN)而言，都支持鲁棒语音服务、9.6电路交换数据(CDS)、PAD数据、HSCSD、C3传真和V.110 ISDN在所有收发机基站(BTS)上可用。反言之，通过多语音信道的SVRO多信道数据能够在具有移动蜂窝GSM和/或CDMA覆盖的任何地方进行操作。这些修改实现了广泛的新服务模态。

这些新的操作特征包括用于用户接入和利用如在本领域中定义为物理频率-绝对射频信道号码(ARFCN)的2G窄带数字业务信道(DTC)的所有多时隙信道时隙和用户帧的装置和方法。数字业务信道(DTC)定义了在多个用户业务信道(TCH)的逻辑调制结构内实现多个用户双向通信的物理频率界。TCH信道包含所有语音、数据、承载和远程服务信道服务、控制和信令协议、处理和过程。例如，GSM TDMA DTC信道实现多达八个时隙或者多时隙/TCH-信道。本发明实现了一种多路复用通信的新颖方式。一个已交织已多路复用的SVRO无线电模块(SRM)能够占用整个DTC，即所有反向上行链路TCH信道和所有前向下行链路TCH信道。按照这种方式，本发明具有多信道功能的SRM能够同时管理一个前向和反向多信道SVRO语音、数据和/或控制和信令通信事件循环。CDMA数字业务信道(DTC)能够支持多于八个同时TCH用户。本发明容易应用于所有形式的与CDMA无线和有线有关的语音和数据通信。

例如，本发明提供多信道接入，该接入超越第8类和第10类GPRS和EDGE服务能力以及3G和4G多信道服务能力的当前限制。事实上，本发明提供了用于实现对GSM 450/850-900/1800/1900主机网络数字业务信道(DTC)所有八个逻辑多时隙信道的用户接入的装置和方法。本发明不受高业务负荷所影响，因为协议处理和过程以半速率(TCH/H)或者全速率(TCH/F)进行操作。在许多新颖协议模态之一中，用户能够初始化同时语音和数据会话。该协议能够在结合一个SVRO无线电模块(SRM)和虚拟连接的SVRO事务事件处理(STEP)网关系统来使用单个窄带GSM、CDMA、iDEN-Nextel、Tetra、EDACS、数字业务信道(DTC)的同时将常规语音呼叫和多信道数据、文本或者文件下载/上传处理作为组合通信事件实现。

所选移动无线公共陆上移动网络(PLMN)简单地充当通信管道。本发明也将H3D-GA-VM调制方法应用于一键通(PTT)无线电网络，这些网络操作改进型蜂窝网络一键通(PoC)标准，所述标准帮助运营商为PTT服务建立开放式标准。本发明利用一种新颖、简单直接的装置和方法，该装置和方法通过一键通(PTT)‘步谈式’无线电网络将H3D-GA-VM调制应用于被虚拟地修改和适应于本发明H3D-VOIP的脉冲代码调制(PCM)通信网络以及利用独特I.P.语音的一键通(PTT)‘步谈式’无线电。事实上，本发明在多个本发明SRM之间通过长距离VOIP技术引入无线一键通(PTT)。

本发明的独特调制方法通过任何常规或者建议的一键通(PTT)无线电网络引入快速连接事实的分组交换同时语音、数据、文本、音频和视频服务。本发明也应用了专用H3D-GA-VM方法，这些方法在操作于SVRO全局虚拟网络的虚拟网络拓扑内的一个具有PTT功能的SRM与其它具有PTT功能的SRM之间提供H3D-VOIP网络链接。本发明恢复了作为电话早期基础的部络(tribal)‘合用线’(partyline)文化。然而，本发明实现了‘预连接’PTT方到PTT方‘键控’，该键控通知向‘被键控’方一个或者多个SVRO PTT虚拟网络服务。对用于PTT服务的成功全局布署的参数进行支配的主要问题是互操作性、端到端性能和快速布署。SVRO PTT服务坚持国际PTT-PoC标准。然而，本发明大大改进PTT服务，因为它组合了专用I.P.语音协议，这些协议保证了一键通(PTT)‘谈话组’的全球社会发展。

本发明实现了创建具有分离成员用户的SVRO PTT-VOIP谈话组的这一简单思想，其中所述分离成员用户跨经大规模地区边界无缝地进行操作。例如，在澳大利亚墨尔本操作的SVRO PTT-VOIP用户能够简单地通过键控正在操作具有PTT-VOIP功能的SVRO无线电模块(SRM)的用户来容易地‘键控’在伦敦的谈话组成员。一旦SVRO PTT-VOIP用户已经建立PTT-VOIP用户组，各分离用户无论他在地球上的位置如何都将总是知道另一成员SVRO PTT-VOIP用户何时在线。他经由SVRO PTT-VOIP预连接服务来简单地‘键控’用户。

通过应用独特音码器波形映射协议来虚拟地升级这些移动无线网络拓扑，这些协议使用了专用Holophasec 3D空间分集逻辑(H3D-SPD)遗传算法(GA)，当活跃地使用音码器时产生等同于Holophasec 3D调制(H3D-MOD)方法的波采样形成的无穷变型。当本发明的Holophasec 3D编码解码器虚拟地应用于所选PCM多时隙信道结构时，也出现独特快速连接断开协议、远程特征接入协议、操控式ANSI 41、IS-41、GSM MAP、PDC、TS-CDMA认证HLR/VLR协议、GSM移动应用部分(MAP)认证协议、日本PD-SS7等效认证协议、新颖SIM卡和多信道分配开销协议等。这些SVRO协议虚拟地应用于本发明SVRO无线电模块(SRM)，该SRM具体表达了所有这些组合协议的综合。这些SVRO协议虚拟地应用于本发明的SVRO事务事件(STEP)网关处理器系统，该系统基于人工寻优和本发明的独特遗传算法在一个动态自适应STEP网关管理系统之下具体表达所有这些协议的综合。

本发明提供用于经由任何所选移动无线蜂窝网络所应用的一个或者多个物理和逻辑信道双向地通信的装置和方法，创建一种新的高度有效、灵活和成本有效的虚拟网络通信系统。这一虚拟网络创建表示了本发明的第一方面。然而，本发明也呈现了一种通过简单地集成本发明的SVRO事务事件处理(STEP)网关处理系统将最少的基础结构添加到任何公共陆上移动网络(PLMN)的新颖方式，这是交换矩阵阵列、TCP/IP-VOIP服务器阵列和存储区域网络(SAN)阵列的组合。

根据本发明的多个关键方面之一，提供一种专用SVRO无线电模块(SRM)。SRM是一种利用现成的(off the shelf)电子组件来创建的、包含和管理新颖语音信道H3D编码解码器波形映射的专用无线电模块，这些映射用来在二维(2D)主机数字PCM语音或者其它承载和远程服务数据信道的频率、幅度和线性相位限制内进行自适应。一旦本发明的自适应波映射在主机信道的操作界限内适合，自适应协议就虚拟地优化信道的整体性能。这样，本发明提供一种修改的移动无线无线电模块协议栈(MPS)。协议栈包括所有移动蜂窝无线电(MCR)和/或移动中继无线电(MTR)、PTT-PoC、包含自治系统控制功能的操作过程，其中所述功能通常包括用于主机网络接入过程的用户接入协议，所述主机网络接入过程诸如：注册通知(Regnot)、语音和数据服务组织过程、用户认证过程、远程SRM管理、远程应用设备管理等。这些常规协议包括物理频率信道分配以及用户和控制信道逻辑信道分配时隙过程等。这一专用协议栈使用包括GSM数字业务信道的所有八个逻辑信道时隙的新颖方式和使用来提供虚拟认证接入，同时操作本发明的SVRO无线电模块(SRM)以及它的虚拟连接的同步流事务事件处理(STEP)网关系统。

根据本发明的多个方面之一，提供一种专用SVRO事务事件处理(STEP)网关系统，该系统被设计用以结合多个操作的SVRO无线电模块(SRM)来管理专用带内和带外虚拟通信协议、处理和过程。本发明的STEP网关系统包括多个支持系统，这些系统创建一种独特网络操作中心(NOC)系统，该NOC系统组合了专用服务器、路由器、存储区域网络、修改的服务控制点(SCP)如归属位置寄存器(HLR)、修改的服务交换点(SSP)和信令传送点(STP)数据库，这些数据库管理所选的ANSI-41、GSM-MAP标准和其它有关的ITU推荐。STEP网关系统也通过简单地将H3D调制方案应用于I.P.语音信道采样来组合TCP/IP以及IP语音协议、处理和过程的新颖使用，这些信道采样能够应用于公共TCP/IP网络和本发明的专用虚拟专用网络(VPN)，所述专用虚拟专用网络用来支持金融通信如自动柜员机(ATM)交易通信、内容递送通信和操作统计更新通信。本发明也将这些VPN网络模态应用于商户终端电子金融交易/销售点(EFT/POS)。

通过将H3D-MOD应用于TCP/IP-VOIP信道，本发明提供了用于在银行交换机与其它金融应用特定存在点之间应用同时的数字语音和数据通信的装置和方法。本发明也将如今本领域中已知的最牢固的实际加密引入到这些金融通信后端网络中。STEP网关系统也包括包含专用算法的组件，这些算法为许多其它应用实现了专用的I.P.语音协议、处理和过程的专门利用。

根据本发明的多个方面之一，应用了一种使用人工寻优(evolution)遗传算法(GA)过程的专用人工智能，该过程由于定义H3D调制(H3D-MOD)方法的独特波映射和多维符号词典算法过程而创建了一种完全可变连续离散态(CDS)调制。这一方法重新定义如何应用能够产生n维符号状态界的高度灵活的符号词典。这一信道波映射过程实现了几何符号构造(GSC)映射的生成。SVRO引入了将H3D调制新颖地使用于所有形式的数字语音加代码调制信道、无线和有线数据通信。本发明的独特H3D调制方法没有通过现有音码器注入标准二进制数据。本发明通过重新映射PCM话音采样来独特地使音码器生成无损符号数据。本发明也实现重新映射所有已知形式的数字采样并且将这些新方法应用于所有电信平台，而不管承载服务信道类型，这包括IEEE802.11、IEEE802.16 WI-FI、WiMAX和其它此类无线LAN信道结构的重新映射。

本发明能够应用于通过现有移动无线通信网络协议实现整个虚拟通信网络的多个移动蜂窝无线电公共陆上移动网络、移动中继无线电协议、处理和过程。本发明的第一方面包括通过一个或者多个业务信道(TCH)的H3D调制方法。H3D调制实现了虚拟地应用于一个或者多个通信信道、用户装置和虚拟网络后端设备的独特协议、处理和过程，该信道、装置和设备具体表达了一种用于映射多个波形结构的新颖装置和方法。根据优选实施例，提供一种用于在使用人工寻优的同时通过具有存储器环境的带宽受限的有损通信信道为数据通信生成符号字母表的装置和方法。本发明解决了这里针对的新问题：在压缩语音信道上的无损数据通信。

这一类信道就存储器而言高度非线性，因此常规数据调制技术不适用或者表现不可接受的性能。由此这里基于人工寻优的概念来发展一种新方式。本发明引入Joho Holland在他的著作“Adaptation innatural and artificial systems”中描述的一种随机优化方法。从那时起它已经用于传统优化方法已经证明不足够的应用范围。在这种情况下，本发明使用一种针对遗传算法的完全新颖方式。这样它用来搜索多维信号空间，以找到在具有存储器的非线性信道的影响之下鲁棒的信号集。在这一新颖方式的核心是开发适当的符号的字母表或者词典，这些符号被协调地优化以供使用于通过所选通信信道的通信中。

这些H3D调制符号必须适合到指定带宽中并且满足任何其它信道约束。正如所公开的那样，使用遗传算法来生成H3D调制符号。一旦已经确定这一符号集，其中所述操作离线发生，所述信号处理就相当直接明了：调制包括从词典中简单地选择代表了希望发送的数据的符号，而解调涉及到在词典中找到与接收符号最接近的匹配。人工寻优用来生成满足信道的带宽和幅度约束以及任何其它限制的符号的最优字母表，同时保持符号之间最大程度差异。符号之间差异越大，在接收机处发生模式匹配错误的概率就越低。因此，本发明通过数字通信方法引入第一完全可变符号状态调制，由此各符号或者符号串在对瞬时主机信道的动态自适应性方面完全可变。

本发明通过遗传算法-H3D调制来独特地应用信道和信道符号优化。本发明引入这一新方式以便通过具有存储器的带宽受限的非线性信道来传送数据。与常规技术不同，这一新颖方法不无需信道均衡和常规调制，因为它是基于符号的概念，这些符号是具有有限带宽的预定义信号集。将数据编码成用于同时通过具有存储器的一个或者八个非线性信道发送的符号。在接收机处也通过使用一种神经网络的符号匹配来对这一符号集进行解码。在将符号可分离性最大化的这一中心目的下通过人工寻优来合成包括符号集和解码器的整个非线性信道拓扑。作为当前例子，本发明呈现了SVRO系统的完全算法结构，该系统通过GSM语音信道和/或IEEE802.1、IEEE802.16 WI-FI和WiMAX信道来产生数据通信。这一寻优综合代表了通信系统设计中的新范例。

在本发明的H3D编码解码器的算法处理和过程内具体表达了该方法，该H3D编码解码器可以作为软件升级而应用于所有移动无线蜂窝无线电，所述移动无线蜂窝无线电包括GSM无线电模块、TS-CDMA-China无线电模块、CDMA IS95-2000无线电模块、iDEN无线电模块、GPRS无线电模块、一键通PoC(PTT)无线电网络、UMTS-WCDMA无线电模块、卫星无线电模块、有线广播调制解调器、ADSL调制解调器、用于金属和光纤信道的本发明SVRO宽带快速连接调制解调器等。H3D编码解码器部分上来说是本发明使用寻优综合的产品。例如，首先，随机创建波形结构“总体(population)”。在这种情况下跨经所选信道发送这些专用波形结构或者符号。协调地评估各符号的适合度，然后通过消除被判断为不适合的那些实体并且保持在系统中奏效的那些实体来增加符号总体的平均适合度。

通过组合旧的适合实体、跨越(crossover)或者通过随机变更、变动而来取代所去除的符号，以产生新的符号或者子符号。重复这一符号评估、去除和取代处理直至产生最优解决方案。这一H3D-GA-VM算法在所包含的附图中有更清楚地概括。这一适者生存方式模仿了在物理界和生物界内的自然进化中发生的自然选择。本发明应用这些方法作为一种通过所选信道的优化通信方法以便生成表现良好的采样符号集。然而，当利用协作竞争而不是从完全竞争性的装置和方法简单地产生符号时，信道被最佳地优化。

如何定义符号或者符号集的适合度能够有所变化-从很广义的方面而言，很适合的符号是能够通过信道发送并且在接收机处几乎无错或者无错地成功识别的符号，而不适合的符号是在通过系统发送时常常被错认为另一符号或者被错认为仅仅是噪声的符号。同样通过本发明的虚拟网元来实现和使用经受最不利的信道条件集的最适合符号，以这种方式，本发明实现了符号词典的增殖堆(breederreactor)，其能够一再反复重使用，同时将新符号引入到位于本发明的STEP网关系统中的主要数据符号存储区域网络(SAN)中。因此，用以评定波形符号适合度的最直接方式是使用符号来进行仿真以便通过信道进行通信以及测量各符号或者符号组的错误概率。尽管有效，但是这种适合度评定方法可能耗费时间，因此作为更快的替代方式，可以将符号适合度定义为讨论中的符号与词典中所有其它符号之间的最小差异，其中符号之间的差异意味着采样点之间的均方差。这是令人满意的适合度定义，因为按照符号与词典中的其它符号有多么相似来确定该符号被接收机错认为另一符号的概率。

虽然针对优化周期性波符号词典这一问题而对人工寻优最简单直接的应用是生成多个不同词典，但允许它们使用参照所包含的附图所公开的算法来进行寻优。在这一方法中，本发明的算法允许寻优处理中的每个新的符号波形实体产生整个词典。然而，这一处理由于涉及到很大数量的变量而既耗时又低效。由于任何特定符号的性能部分地由词典中的其它符号来确定，所以协作的优化方式是最高效的。在协作遗传算法中，仅考虑单个符号词典，使得各实体是单个符号，而符号必须以如下方式寻优，即，使得它们相互补充或者协作，以形成最优词典。也可组合竞争与协作这两种方式，以在字母表内允许协作寻优而在各符号内允许竞争寻优。符号在频域和时域中均呈现。

当优化的字母表用于数据发送时，分配字母表中的各符号用以代表一条数据。在接收机处，通过将接收符号与表中的符号相匹配来恢复此数据。这一模式匹配能够通过许多公知方法中的任何方法来实现。这些方法包括但不局限于任何种类的神经网络、最小均方差、最大似然度等等等。为了补偿信道的影响，在我们的特定情况下，应当修改GSM音码器或者任何其它移动通信或者固定通信音码器或者诸如H3D编码解码器之类在接收机处字母表用于模式匹配的所应用的编码解码器，以考虑到信道对各单独符号的影响。这是一种通过测量在很长的数据发送时段上对各符号的平均影响来实现的新颖三维递归协议。以这种方式创建一种新的字母表，该字母表所包含的不是符号在发送时表现出的符号而是在接收时期望它表现出的符号。

本发明引入用于将计算机处理系统链接在一起以便产生海量SVRO符号状态的装置和方法，因为当布署SRM时各SRM具有它自己的通信语言。然而，当两个或者更多SRM正在通信时，一种常规PCM语言用于PTT-POC通信的目的。在两个或者更多SRM交换数据文件的情景下，本发明的STEP网关系统创建一种允许所有各方传送数据、文本、图像、视频和音频文件等的会聚语言。

本发明应用了实现持续创建新字母表和通信信道语言的方法。然后由蜂窝网络或者其它模式匹配机制在对传入符号进行解码时使用这一新字母表。这一补偿方法允许不同地均衡各符号，这对于非线性带宽受限的信道如移动蜂窝PCM和无线LAN PCM而言是优点。这里所描述的以及公开的附图所代表的通信协议同样无需调制。事实上，它如同在发射机处从查找表中选择以及在接收机处对不同但是对应的表进行寻址一样简单，该表提供优化谐波匹配。这具有成本低、灵活和容易实施的优点。关键优点之一在于这种方式减少了计算复杂度。本发明应用一种独特协议，该协议按照一种被设计用来在没有话音时避免发送的技术来操控PCM语音信道语音活动检测(VAD)。VAD持续地监视信号活动，以确定话音是否存在还是仅有噪声。如果它推断没有话音，则它取消发送。这对于通过GSM语音信道的数据发送而言可能造成问题，因为它拥有类似噪声的特征。

本发明的H3D调制协议处理具体表达了如下这些处理：初始化、波形适合度评定、波形选择、波形跨越、波形变动以及发射机与接收机之间的终结，以便持续地生成符号，从而在执行H3D-词典符号和语言集生成的专用计算机阵列中永久地构建H3D调制词典。为了保证VAD指示存在有语音，在约80ms的时间标度上动态地改变信号的频谱包络是足够的。为了在当前协议之下实施这一点，可以使用两个发送字母表，其中各字母表被设计为具有不同的频谱形状。当然，这意味着必须同步地在接收机和发射机处使用两个不同的对应的字母表。本发明的第四方面引入这里介绍的方法以便通过具有存储器的非线性信道传播数据通信。这种方式同样无需调制以及需要很少的信号处理。所实现的数据速率取决于字母表的大小并且只能够受限于计算硬件的处理能力。

由于这里描述的用于生成信号字母表的算法是随机的，即各寻优是独特的，所以可能有的字母表的数目实质上是无限的。这使得它对于如下应用而言具有吸引力，这些应用比如是用于自动柜员机(ATM)、商户EFT/POS等的金融交易的安全数据发送。这一方法添加到所有就绪的重度加密(heavily encrypt)的移动蜂窝网络以及所有其它现代无线网络。虽然当前实施例考虑通过GSM语音信道的数据通信，但是这一技术的其它可能应用包括通过任一种具有存储器的有损非线性信道或者能够被定义为模拟或者数字信道的任何其它数据通信信道的数据通信。

新颖的H3D调制符号生成处理如下。初始化：建立包括N维符号变化的初始总体；分配跨越和变动的概率、用于H3D调制所必需的其它变量。词典适合度评定：包括计算总体中各单独符号的适合度。适合度反映了符号在已经通过音码器/H3D编码解码器发送之后有多好地得以“保留”。选择：这是选择更适合的单独符号以便再生下一代符号的处理。基于单独符号或者完整词典适合度来分配选择概率。总体中的单独符号根据它们的适合度来加以分类。跨越：这是在提高下一代符号的适合度这一意图下通过交换所选父系符号(symbol-parents)的特征来生成新符号的处理。变动：变动是为了保持总体的多样性，实现更多样化的词典和信道语言集。它是通过向符号的一个或者数个分量添加随机扰动来执行的。终结：当达到目标适合度或者已经经过了不再用作为优化符号的特定数目的多代符号时，发生终结。

这一H3D调制和H3D符号生成方法也用作如下新颖协议、处理和过程的一部分，该协议、处理和过程创建了实现高效形式H3D调制的改进版本的Holophasec 3D编码解码器。在这本公开中提供了用来在所有移动无线电手机中在算法上“交换-取代”常规音码器软件的Holophasec 3D编码解码器。这一新颖H3D编码解码器用于通过本发明的SVRO无线电模块(SRM)和SVRO事务事件处理器(STEP)网关系统来动态地实现。本发明能够应用于任何已知多接入技术，众所周知的是应用于卫星移动拓扑、无线本地环、宽带、宽带系统等的CDMA、TDMA、FDMA、OFDM和SDMA。多接入方案用来提供用于建立语音和数据呼叫的资源。由于无线电频谱是稀缺资源并且会与容量直接有关，所以效率使有限的频谱能够处理大量呼叫。在移动无线电话的基本理解方面，为了进行呼叫，需要电路交换机所服务的物理信道或者分组交换机所服务的虚拟信道。本发明组合电路和分组交换拓扑的最佳特征以便创建如今已知的最灵活、高效、安全和低成本通信系统。

为了接入物理信道，有六种主要多接入方案。FDMA：频分多址利用不同频率信道服务于呼叫。TDMA：时分多址具有不同时隙。CDMA：码分多址利用不同代码序列服务于呼叫。PDMA：极分多址，利用不同极化服务于呼叫。OFDM：正交频分多址。SDMA：空分多址通过点束天线服务于呼叫。在SDMA中，小区服务于由对应点束所覆盖的不同区域并且能够被同一频率所共享。除了PDMA之外，所有目前为止公开的多接入方案都能够应用于移动通信系统和无线LAN拓扑。本发明能够应用于这些多接入方案中的任何方案。

根据本发明的多个方面，提供一种独特SVRO宽通方法和装置解决方案，其通过网际协议语音(VOIP)实现快速连接/断开高速宽带无损数据。本发明提供ADSL和宽带有线因特网接入服务的第三替代方式。术语“宽通”相对于MATV-SMATV有线网络而找到它的起源，其中所述这些网络也提供了实现在20世纪70年代开始有线电视的附加边带通信信道。这些网络也成长为通过同轴缆线拓扑提供早期TCP/IP系统的早期虚拟专用网络(VPN)。本发明使用这一术语来定义它的组合式移动无线蜂窝虚拟网络解决方案和宽带快速连接/断开系统，该系统通过有损带宽受限的PSTN语音和数据信道拓扑来提供高带宽符号无损数据。本发明组合了网际协议语音(VOIP)和规则PCM语音信道协议、处理和过程。本发明提供一种专用SVRO宽通调制解调器，该调制解调器包含独特硅集成电路(IC)技术，该技术包含除了移动无线蜂窝虚拟网络解决方案之外还将独特Holophasec 3D调制(H3D-MOD)应用于金属和光纤信道空间的固件和软件。本发明组合了常规脉冲代码调制(PCM)、VOIP-PCM协议以及本发明的Holophasec 3D编码解码器装置和方法，这些装置和方法利用新颖的人工寻优遗传算法，这些算法对于通过VOIP和常规OCM语音信道以及所有其它数据通信信道的符号数据传播实现了大量改进。

本发明引入五种不同的专用用户设备：(1)使用现有音码器以及H3D-GA-VM调制装置和方法的SVRO无线电模块(SRM)单信道。(2)具有H3D编码解码器和多路复用多信道能力的SVRO无线电模块(SRM)。(3)集成了SRM多信道无线电模块的SVRO宽通调制解调器，该模块也具体表达了快速连接虚拟电路快速分组交换陆地线协议，比如本发明的无损H3D-GA-VM调制符号数据语言，该协议被适配为应用于对网际协议语音(VOIP)的新颖利用的独特隧道传输过程。本发明在一个SVRO通信事件期间实现同时语音和数据服务。这些协议实现对本发明的专用STEP ISP网关系统的快速连接。(4)SVRO无线服务器，该服务器经由如下各项来具体表达专用多模式通信能力：(a)陆上无线和地球外的卫星无线网络拓扑；(b)非许可频率，比如ISM 2.4-5.8Ghz跳频扩频(FHSS)装置和方法；(c)IEEE802.11、IEEE802.16、WI-FI、WiMAX；(d)DECT频率；(e)归属RF，其实现同时语音和数据协议的布署，这些协议通过直接序列扩频(DSSS)和FHSS CDMA调制能力的所选变型来使用SVRO H3D-GA-VM调制。(5)与小型硬驱系统或者闪存一起集成的SVRO无线电模块，该模块实现多个：(a)个人数字助理(PDA)功能、(b)多媒体文件功能、(c)内容下载功能、(d)MPEG3/MPEG4音乐文件、(e)视频文件等。

参照在此描绘的图1，提供以本发明的许多新颖方面为基础的虚拟无线移动和固定通信拓扑。本发明提供高带宽多信道协议处理和过程并且将这些处理和过程应用于现有的窄带第2代(2G)通信协议。这些信道结构被定义为绝对频率物理信道，这些信道被指定为数字业务信道(DTC)。GSM数字业务信道(DTC)利用时分多址(TDMA)，该TDMA使用高斯最小键移(GMSK)调制。全球移动系统(GSM)移动无线公共陆上移动(PLMN)网络155。本发明从不以任何方式局限于GSM移动蜂窝拓扑。GSM完全支配了所有全球移动蜂窝网络通信，因为它在全球超过200个国家运营并且仍在增长。尽管GSM全球拓扑支配了这一公开的主体内容，但是其它网络如CDMA2000、CDMA IS-95、iDEN TDMA移动中继无线电(MTR)、EDACS移动中继无线电(MTR)、一键通(PTT)PoC、四频移动中继无线电(MTR)、专用移动无线电(SMR)、增强型专用移动无线电(ESMR)等是与GSM一样重要的移动无线蜂窝网络拓扑。

参照图1，本发明提供用于通过具有存储器的带宽受限非线性信道发送和传播无损符号数据的装置和方法，其中该信道是有损数字语音信道或者任何数据信道环境，比如利用数字语音-脉冲代码调制(PCM)方案的在逻辑上定义的信道。本发明将这一新的虚拟通信介质定义为SVRO语音和数据通信信道126、126a。例如，GSMTDMA数字业务信道(DTC)在一个物理信道中实现多达八个同时用户业务信道(TCH)。这些用户信道能够在逻辑上定义为语音、承载或者远程服务服务异步数据、分组组装器-解组装器数据(PADA)、高速电路交换数据(HSCSD)、G3传真数据、V.110 ISDN等。尽管所有窄带移动无线网络如GSM提供各种数据服务，但是这些服务无一足以递送高带宽数据。

已经利用各种系统如通用分组无线电系统(GPRS)、增强型数据速率GSM演进(EDGE)来升级窄带2G移动无线蜂窝网络，在一些情况下合并GPRS和EDGE技术以创建EGPRS。这些系统要求通过一个单数字业务信道(DTC)达384Kbps数据的性能。这些要求的性能级别只能够发生在理想的无线电信道和互相链接的公共陆上移动网络(PLMN)信道条件下。当前GPRS第8类和第10类提供的甚至无法接近实现这些要求的数据速率。本发明也引入一种新颖手段，该手段将GPRS、EDGE、EGPRS、CDMA20001X、UMTS-WCDMA、OFDM网络升级到能够应用于这些网络的那种安全、及时和低成本的金融交易。目前这些网络对于金融通信的运送而言是不可接受的。支持这些2.5G、3G和4G网络的承运商不能保证和支持时间关键服务线路协议(SLA)。

这一数据速率要求不适用于一个用户逻辑信道。当按照本发明在多路复用拓扑中使用包含在物理数字业务信道(DTC)中的所有八个上行链路和所有八个下行链路逻辑TCH信道时，实现理论上的极限384Kbps。本发明能够使用多达八个上行链路和八个下行链路用户时隙的共享交织传输来发送和接收一个用户数据会话。这一技术通过在本发明的SVRO无线电模块(SRM)和同步流事务事件处理(STEP)网关系统中具体表达的独特虚拟协议、处理和过程来控制。然而，每个多路复用信道在逻辑上和在物理上相互分离。因此无损于敏感金融信息，这是对于GPRS、EGPRS、HSCSD和所选第3代(3G)移动、3GSM、蜂窝通信网络平台而言的情况。然而，本发明无需应用大量主机移动无线蜂窝网络升级以便实现多个操作服务类(COS)。

常规2.5G、3G和建议的第4代(4G)解决方案通常要求将新的无线电收发机昂贵地物理添加到收发机基站(BTS)54、基站控制器(BSC)63、移动交换中心(MSC)53、归属位置寄存器(HLR)60和拜访位置寄存器(VLR)、互通功能(IWF)57等。由于本领域技术人员已知的许多因素，GSM承运商对于每收发机基站(BTS)54仅分配如此多的GPRS/EDGE信道。事实上仅如此多的基站收发机(BTS)54分配有任何GPRS/EDGE以及其它前体承载服务。这些新的无线电收发机通常布署于密集用户环境中，该环境比如是第一代国家中的城市商务区等。移动承运商仅在将使用高带宽服务之处布署GPRS/EDGE服务。GPRS/EDGE数据服务对于用户而言也趋向于昂贵而性能在高业务时段期间并不良好。语音服务总是具有优先级而这是本发明的关键优点之一，因为它使用语音信道而成本非常之低。另外由于GPRS/EDGE技术是完全分组交换，由此跨经宽泛的通信拓扑来共享用户信道。这一共享拓扑要求大量网络开销并且易受通过来自其它专用和公共TCP/IP网络的黑客入侵而进行的安全入口攻击。有时在沉重负荷之下将需要许多分钟才将消息递送给客户/用户。这是完全不可接受的。

GPRS/EDGE分组格式是基于TCP/IP并且与万维网(WWW)62兼容。在原理上，GPRS/EDGE和第3代(3G)共享的网络拓扑被视为相较于电路交换拓扑而言的显著进步。在实践中，这些开放式通信平台呈现出许多实际问题。任务关键商务消息接发、金融通信如自动柜员机(ATM)交易、电子金融交易/销售点(EFT/POS)、安全系统报告、保险公司数据挖掘事务、保险公司偏离风险管理通信事务、移动远程信息处理消息接发等要求服务移动无线承运商能够以安全、低成本和及时的方式递送这些消息。本发明的装置和方法提供了能够保证无例外地递送所有任务关键消息接发的机制。

本发明组合了专用电路拓扑，这些拓扑在算法上与分组交换、消息的多目的地递送和专用“总是接通”特征相集成。本发明提供了高带宽虚拟通信服务，这些服务能够在从一个到所有逻辑TCH用户语音和/或包括数字业务信道(DTC)的承载数据信道被分配给单个SRM时每用户以20-384Kbps之间进行递送。本发明能够在一个SVRO多信道符号数据通信事件过程中虚拟地占用所有可用多时隙逻辑信道，其中所述事件使用多达八个同时聚集的分配逻辑PCM语音信道。在这一特定情况下，目标主机网络是全球移动系统(GSM)窄带第2代(2G)移动蜂窝网络，该2G移动蜂窝网络是包括典型公共陆上移动网络(PLMN)的集成拓扑。本发明能够虚拟地使用适合于任何GSM窄带收发机基站(BTS)的硬件配置内的任何现有常规无线电收发机。实现这一点不必破坏和回避现有主机PLMN网元配置、通信信道功能、设备规范、操作标准等。

参照图1，典型的公共陆上移动网络(PLMN)155包括许多不同网元，如移动交换中心(MSC)53。MSC 53也能够是网关MSC 53a。两类MSC配置通常包括一个或者多个移动交换机矩阵拓扑、网络管理系统、质量和维护(Q和M)系统以及本领域技术人员公知的其它此类常规装置。PLMN也包含多个基站控制器(BSC)63，这些BSC用来与操作在所选无线移动电话网络地形的拓扑内的MSC和多个收发机基站(BTS)54交互。

在图1中，任何移动无线PLMN也包括多个无线无线电、光纤和金属信道拓扑，这些拓扑充当比如移动交换中心(MSC)53、基站控制器(BSC)62和收发机基站(BTS)54这样的网元之间的物理和逻辑信道互连。这些常规光纤和金属物理信道拓扑通常包括本领域中在这种情况下为GSM移动蜂窝承运商所公知的拓扑，这些拓扑在一些情况下能够延伸到公共交换电话网(PSTN)58中。此外有许多常规和逻辑信道结构创建了在PSTN网络拓扑的物理信道空间内操作的所选数字通信模态。本发明使用了综合业务数字网(ISDN)64、所有基本和补充的ISUP 232、移动应用部分(MAP)232a服务协议变体。

ISDN和ISUP提供数字语音、音频、用户数据和控制数据的逻辑传送并且提供一种用于直接互连到通常包括MSC 54的多个交换矩阵的相对高效手段。ISDN的装置和方法为本领域技术人员众所周知，而本发明仅使用ISDN系统和ISUP-HDLC信道协议提供的逻辑信道结构的PCM部分。本发明的装置和方法不要求对现有ISDN/ISUP-HDLS物理和/或逻辑信道空间进行任何修改而通过任何信道拓扑来简单地传递本发明修改的PCM波采样。本发明也使用并巧妙地操控事务能力应用部分(TCAP)以及包含GSM MAP和ANSI-TIA-41自动漫游和认证消息接发的移动应用部分(MAP)232a。本发明巧妙地操控TCAP和MAP协议以便在如图4中所示使用仅一个SIM卡73的同时提供多路复用多信道服务。参照图1，实现这些协议而无需回避支配目标网络操作模态的操作标准，本发明也不需要与主网元等相关联的任何软件或者硬件单元。

在图1中，移动交换中心(MSC)54通常管理比如用户呼叫流之类的所有呼叫流模态，其中所述用户呼叫流包括始发于移动用户的呼入和呼出语音和数据业务，这些移动用户向其它移动用户或者或者操作作为PSTN 58上用户存在点的客户驻地设备(CPE)65的那些用户进行语音呼叫或者发送数据、文本和其它数字信息。客户驻地设备(CPE)能够是常规有线或者无绳电话设备、个人计算机(PC)、虚拟专用网络(VPN)、专用商务交换机(PBX)、拨号调制解调器、异步数字用户线(ADSL)调制解调器、宽带线缆调制解调器和/或其它本领域技术人员众所周知的此类用户接口设备。

信令系统#7(SS#7)是虚拟带外信令和控制网络。SS7包括如今世界上最大的陆线数据通信网络。在北美洲、中美洲和南美洲，SS7在字节字符格式上与称为SS#7的在全球其余地方使用的版本略有不同地操作。这些差异是本领域技术人员众所周知的。因此对于本公开的目的而言将不在这里添加这些差异的细节。基本上SS7在美国和在所有其它国家的操作标准是基于国际电信联盟(ITU)标准。首先存在ISDN。然后出现“便携”800号码。不久，移动蜂窝提供商将ISDN看作一种用以将多个移动蜂窝网络集成在一起使得用户能够从一个蜂窝网络漫游到另一蜂窝网络而无需人工输入特殊漫游号码的方式。这一实施解决了当SS#7应用于ISDN逻辑信道拓扑时的自动漫游问题以便有助于跨经广泛范围的移动蜂窝网络拓扑的自动漫游呼叫流。

本发明在操控ANSI 41、IS-41和GSM MAP协议的独特协议装置和方法方面利用SS#7，其中这些协议被虚拟地操控以便实现多达八个用户PCM的多信道接入以及本发明的多路复用信道服务信道414，这些服务信道在能够与多达八个T1/E1 ISDN/ISUP-HDLC信道互连的物理数字业务信道(DTC)内在逻辑上加以定义，这些T1/E1ISDN/ISUP-HDLC信道提供在本发明的SRM与STEP网关系统之间的点到点连接。本发明提供它自己的SVRO归属位置寄存器(SHLR)66，该SHLR是如图5中所示也互连到常规SS7网络的SVRO带内认证系统的完整虚拟网元。本发明的SHLR应用最新的双栈(ANSI/GSM-MAP)概念，使得单个配置的SHLR和同步流归属用户服务器能够应用于任何北美洲ANSI 41、3GPP和/或全球GSMMAP PLMN协议。这一独特操控实现了如图4中所示使用仅一个远程可编程用户信息模块(SIM)卡模块73以及根据与标准语音服务和承载信道服务账户有关的主机移动无线蜂窝承运商网络提供商认证要求而使用一个注册的可信(bonifide)用户账户。这些要求符合ANSI-41、IS-41以及GSM MAP信令和认证协议标准。

本发明创建一种能够跨经任何GSM移动无线蜂窝拓扑并在任何GSM移动无线蜂窝拓扑内漫游的新颖且高度灵活的四频带SVRO无线电模块(SRM)。GSM使用一种TDMA正交键移(QSK)信道化变体技术，在该技术中多达八个用户能够使用由任何所选和分配的GSM数字业务信道(DTC)所定义的相同的已分配的物理射频。DTC也称为绝对频率信道。各用户业务信道(TCH)在不同时间发送。数据承载信道或者PCM语音采样的数字位流对应于多达八个不同的语音对话，或者使用数字TDMA多接入方案对承载数据信道发送事件进行编码、交织和发送。在TDMA系统中，通常在数毫秒级在时间上分离采样的语音对话，其中位采样的流被组织成帧。这些方法也是本领域技术人员众所周知的。本发明使用协议的组合，这些协议实现了多达八个上游和八个下游PCM语音信道、用于端到端语音和数据通信的网际协议PCM语音信道、或者在如图1中所示同时使用仅一个本发明SRM 50的当前的服务收发机基站(BTS)54上当前可用的任何GSM承载数据信道的集合分配。

GPRS/EDGE用户无线电或者移动站能够同时通过多个用户帧来访问、获取和发送数据。例如，第8类和第10类GPRS/EDGE网络能够利用多个上游和下游信道。第8类GPRS/EDGE能够同时接入和使用一个上游信道和两个下游信道。第10类GPRS/EDGE能够同时接入和使用两个上游信道和四个下游信道。然而，只有已经利用实现GPRS/EDGE通信的无线电收发机来改进翻新过的那些收发机基站(BTS)才能够支持这一特定版本的2.5代服务。另外典型GSM-GPRS/EDGE承运商安装策略仅允许一个TCP/IP兼容的收发机。正如所公开的那样，由于成本和其它因素，只有在中心城市区域中的收发机基站(BTS)通常配备有GSM-GPRS/EDGE无线电收发机。正如所公开的那样，本发明提供用于同时接入和利用多达八个上游用户信道和八个下游用户信道的装置和方法。SVRO单信道和多信道通信也能够按照不同服务类(COS)来定义。本发明的另一重要方面在于语音服务相对于GPRS-EDGE和V.110 TCP/IP端到端服务而言具有优先级。由于本发明主要使用多达八个语音信道来发送数据，所以SVRO服务具有与语音服务相同的优先级。在峰值语音业务时间期间，由于高容量的常规语音业务，所以本发明的语音和数据服务将不会运行较慢或者被拒绝接入当前的服务网络。

本发明的SVRO无线电模块(SRM)能够接入和利用在操作在任何GSM移动无线公共陆上移动网络(PLMN)拓扑中的任何BTS塔站的硬件配置内安装的任何GSM BTS无线电收发机。类似于任何GPRS/EDGE/EGPRS或者3G移动用户单元，本发明的SRM能够同时接入和利用多个用户信道。然而，GPRS/EDGE、V.110、HSCDS数据、第3代或者任何其它基于CDMA的2.5G或者第3代移动用户单元都不能够跨经多个用户信道接入和使用多个数字话音语音-PCM信道和传播的无损数据，因为需要对收发机基站(BTS)、基站控制器(BSC)和移动交换中心(MSC)实施明显操作变化。本发明只需为本领域中称为都市事务区域(MTA)或者乡村事务区域(RTA)的任何整个操作区域集成一个综合SVRO承运商STEP网关系统。

GSM数字语音PCM信道被配置用以提供常规点到点电路交换信道通信信道路径。常规GSM PCM语音信道随同所有移动蜂窝和移动中继无线电数字语音信道一起是基于具有存储器的有损频带受限非线性信道。本发明的数据方法与包括网际协议语音(VOIP)的所有PCM信道成为一体。不仅通过无线空中接口信道而且通过通常运送常规PCM语音信道通信的光学和金属信道拓扑来使用这些信道结构。本发明也利用通过ISM/蓝牙、IEEE802.11、IEEE802.16-WI-FI、WI-FI MAX、WI-FI Hyperlink以及支持PCM语音、数据、文本、视频、音频等的其它ISM信道来应用的PCM语音信道和PCM数据信道、PCM视频信道和PCM音频信道。事实上，本发明引入一种用于传播SVRO虚拟符号数据的完全新颖的手段，其中所述数据可能源自于如图1中所示本发明的STEP网关系统51或者源自于通过本发明的STEP网关系统51来路由的任何客户驻地设备(CPE)65。

通向也充当专用无线服务器的SRM 50的虚拟信道链路实现了通过如图1和图7中所示的微蜂窝IEEE802.16 WI-FI和/或WiMAX184拓扑的通信。本发明提供了用于在集合地定义SVRO虚拟语音和数据通信信道126、126a、126b、126c、126d和126e的一个无缝通信事件中分别通过ISDN PCM信道、ISUP/HDLC/PCM语音和PCM数据信道、移动无线蜂窝空中接口信道、PTT-PoC信道以及本发明的SVRO子网(SSN)IEEE802.11、IEEE802.16-WIFI-WIFI MAX、WIFI-Hyperlink2、ISM/DECT/蓝牙信道来应用它的独特无损符号数据协议的装置和方法。本发明的这种独特通信事件可以包括如图1和图7中所示使用通过GSM或者任何其它移动无线蜂窝PLMN技术、IEEE802.16 WI-FI和/或WiMAX 184拓扑网状拓扑来操作的一个或者多个逻辑信道。本发明也引入一种在SVRO-SVRO移动蜂窝网络与具有SVRO功能的IEEE802.16 WI-FI、WI-Max和Hyperlink2网络之间实现无缝自动漫游的新颖协议。

通过任何移动无线蜂窝空中接口信道拓扑来使用的PCM语音信道通常被压缩和重度加密，以便保证对话私密性。本发明也引入一种新的Holophasec 3D-编码解码器(H3D-Codec)，该编码解码器将用来动态地交换在包括SRM的应用和PCM突发功能的软件模块中驻留的常规音码器软件。当本发明使用非修改的PCM语音、数据、音频、视频和其它多媒体文件(本发明将这些文件应用于未修改的数字PCM或者承载数据信道)时，H3D编码解码器用来动态地增加原始和有效数据吞吐量效率以及PCM和/或承载数据信道效率。H3D编码解码器动态地降低每PCM采样的数字位数量。在一些情况下，完全上下文字符将在一些情况下需要每字符六位而在其它情况下需要每上下文字符采样三位。在常规原始数据速率的比较方面，这将造成提供每信道在20-30之间的Kbps。然而，H3D编码解码器在主机PCM语音、数据、文本音频和/或多媒体信道的上、中和下频率、相位和幅度界限内操作。H3D编码解码器不仅仅用于未修改的移动无线蜂窝语音信道中，因为本发明的H3D编码解码器通过基于TCP/IP的I.P.语音(VOIP)信道来实现高速符号数据和同时语音服务。这一使用创建在本领域中完全独特的Holophasec 3D VOIP(H3D-VOIO)协议。H3D编码解码器实现音码器的所有常规操作参数。然而，H3D编码解码器消除常规音码器的许多单元，包括严重阻碍语音和数据传送性能级别的各种滤波算法。当SRM 50用来支持常规语音时，SRM的协议栈为常规音码器软件交换H3D编码解码器。当用户需要SVRO无损符号数据服务时，SRM的协议栈简单地交换回到H3D编码解码器。H3D编码解码器改进主机PCM信道的性能，使得它能够传播可以包含语音、数据、文本、音频和/或其它多媒体信息的优化数字采样。事实上，H3D编码解码器能够在全速率与半速率之间自动交换或者它即使在BTS上的其余信道以半速率操作时仍然能够保持全速率发送。

参照图1，在一些情况下H3D编码解码器的灵活性延展超越了PCM语音信道的发送界限。本发明也被设计用以通过诸如9.6异步信道、分组组装器/解组装器信道、远程服务信道、第3组传真信道、X.25信道等任何承载信道来在SRM 50与STEP网关51之间进行端到端操作。这还能够结合WI-FI 802.11和/或WI-MAX IEEE802.16184通信信道拓扑来深入。这一独特拓扑能够在一些应用特定的情况下延展任何具有SVRO功能的ASP 55和CPE 65。本发明也提供如下装置和方法，该装置和方法将这些移动蜂窝信道多路复用，使得能够使用多达八个上行链路或反向信道以及使用多达八个下行链路或前向信道来随同接入一起发送多路复用的信道宽带数据和语音，并且本发明将WI-MAX IEEE802.16、184、WI-FI IEEE802.11拓扑与这里定义为SVRO无线电模块(SRM)50的一个通信设备一起使用。

参照图1和图5，本发明实现在多数情况下基本上对称的双向通信。本发明针对经由如今本领域中已知的任何服务移动或者固定数字语音和数据通信网络在本发明的SRM 50与STEP网关系统51之间发生的上行反向信道发送和下行前向信道发送都实现基本上相同的性能。这些专用PCM采样从本发明的SRM 50传播到各收发机基站(BTS)54并且由发送速率适配单元(TRAU)控制，其中所述TRAU通常与基站控制器(BSC)63协同定位，其中所述基站控制器应用与SRM 50有关的纠错和信道定时、同步以及本领域技术人员众所周知的其它功能。本发明的快速/连接和断开协议是SRM 50独特信道内协议层和STEP网关系统51 SW/SSP 87独特信道内协议层的软件部件，这些软件部件使用与用于常规语音呼叫PCM语音信道模态相同的同步方法。如图4中所示作为SRM 50的基本软件部件的协议栈1112以及如图5中所示的协议栈112a独特地掌控本发明的独特信道内协议层以及独特带外信令和认证协议层。本发明仅引入用以优化信道内符号数据传送性能的一些附加的同步、周期性拍音、滤波器优化等。本发明使用ISUP/HDLC的协议层和/或ISDN链路层协议在SRM 50之间操作，正如无缝地通行经过服务移动无线PLMN的MSC和/或网关MSC，该MSC虚拟地连接到如图5中所示与服务交换点(SSP)87阵列协同定位的本发明STEP网关系统51。

参照图2，为了更好地理解本发明所引入的益处，虚拟带内Holophasec 3D遗传算法(H3D-GA)协议也是一种称为Holophasec 3D虚拟调制(H3F-GA-VM)的遗传调制技术。术语Holophasec简单地意指任何定义的信道空间的整个或者完整360°相位利用。然而，在传统网络的情况下，本发明能够用来仅仅优化二维(2D)香农信道，该信道在这时支配包括微控制器等的所有形式的通信模拟和数字通信拓扑。然而，无论本发明的装置和方法应用在何处，本发明都完全地优化这些二维(2D)拓扑。组合的这种独特合成创建了Holophasec 3D遗传算法-虚拟调制(H3D-GA-VM)。H3D-GA-VM具体表达了数字采样调制初始化的遗传算法优化过程的独特应用，其中所述过程包括动态波形适合度评定、波形选择、波形跨越、波形变动以及通过无损和有损信道环境的无损数据通信的终结。本发明提供了独特符号词典的装置和方法，其中所述词典动态地操作以便为比如蜂窝一键通(PTT-PoC)这样的信道内服务提供最优波采样状态，其中所述服务使用H3D-GA-VM调制在PTT-PoC多用户通信期间在定义的PTT-PoC用户组内递送同时语音、数据、文本、音频文件、视频文件。本发明也能够应用于为多个应用而使用预连接MRC-SHPD通信服务来实施用户组在线指示符(PTT-OLI)等。这一词典构建在本发明虚拟H3D-GA-VM调制算法的能力上，其中所述这些算法产生n维波状态，即包括n维符号变化的波采样快照。这些新颖装置和方法产生数以千计的符号以供使用。在许多情况下，提供数以百计和数以千计的不同二维和三维符号，例如英文字母“A”或者数字“9”。

参照图14，这里例如描绘了本发明为比如金融通信网络的机器到机器(M2M)通信提供独特通信形态，其中所述金融通信网络支持自动柜员机(AMT)248、商户FT/POS终端244事务通信、无线柜员机终端394等。事实上这一新颖装置和方法无论操作标准如何都能够用来优化任何语音或者数据信道，因为它是一种完全创新的数字调制方式并且能够集成于如今本领域中已知的现有调制方案的协议层内。本发明提供Holophasec 3D遗传算法虚拟调制(H3D-GA-VM)249作为产生无穷符号词典的Holophasec 3D谐波符号构造(HSC)生成形式。这些独特词典是基于无穷可操控的符号采样状态。出于通过现有无线和有线通信网络信道拓扑的布署考虑，H3D-GA-VM所基于的Holophasec三维空间分集逻辑简化成二维(2D)。所有模拟和数字通信技术当前是基于2D逻辑，因此与Holophasec 3D有关的技术的所有实施都简化成二维符号协议构造，以便将本发明的协议、处理和过程应用于当前无线和有线通信系统。由于本发明的H3D-GA-VM调制装置和方法所固有的专用模态而能够动态地改进如此之多的常规调制方案。

参照图1，除了这样描述的主机公共陆上移动网络(PLMN)单元之外，本发明还引入已经巧妙地修改为实现本发明的协议、处理和过程的常规用户和网络管理装置以及用户装置。这里提供SVRO无线电模块(SRM)50和同步流事件事务处理(STEP)系统51。组合的这两个主要虚拟网络部件包括完整的SVRO宽带、陆地和地球外的-无线和有线全局通信拓扑。SRM 50包括常规移动无线电以及专用固件和软件模块，这些模块能够配置用以通过任何已知移动蜂窝(MCR)、移动中继无线电(MTR)网络拓扑来实现SVRO多信道服务的无缝操作。

本发明修改了实现STEP网关系统51始发的以及SRM 50终结的语音服务方法的无缝网络接入的常规协议层，反言之，本发明实现了SRM 50始发的以及STEP网关51终结的接入，该接入掩蔽了通过多个电路交换语音信道、公开的承载数据信道和远程服务信道的无损符号数据、文本和多媒体文件的虚拟集成，其中这些信道通过本领域中公知为数字业务信道(DTC)的绝对频率信道(AFC)在逻辑上进行操作。本发明应用了修改的用户无线电管理协议栈和主机移动无线网络管理协议层，这些协议栈和协议层实现了对本原机制的巧妙操控，这些操控具体表达了对如下各项的虚拟修改；(a)常规PCM语音信道服务请求；(b)用户语音和数据服务请求认证通路；(c)主机网络PCM语音信道分配；(d)从SRM 50到服务收发机基站(BTS)与经由多个业务信道(TCH)分配的用户服务层有关的控制信道功能。

在图1中，BTS 54包括基站子系统(BSS)，基站控制器(BSC)63管理适当的数据链路、控制链路和语音信道链路，比如E1/T1信道等，这些信道链路是集成服务MSC 53和/或服务网关MSC 53与公共交换电话网络(PTSN)58的物理信道链路；(e)用户无线电管理等。当SRM 50用作为宽带无线电部件83(该部件是如在图7中所示检测到的IEEE802.16或者IEEE802.11全向与定向网状网络185的集成部件)时，本发明的协议栈也在移动蜂窝PLMN 155与协同定位的WI-MAX IEEE802.16之间实现无缝割接(cut over)。

参照图1，本发明操控主机网络多信道；常规音码器的多路复用、控制、信令、认证、操控；带内TCH语音信道PCM采样的重映射、Holophasec 3D编码解码器方法的引入，这些方法是H3D调制方法以及优化波状态的符号词典生成和传播方法的产物。本发明也组合了独特远程特征接入增量、呼叫者I.D.文字数字信息、控制信道语音和数据逻辑信道分配算法，以便向现有窄带移动蜂窝网络提供高性能、灵活、高效和安全的多信道服务。在图4中描绘了本发明的SVRO无线电模块(SRM)50的逻辑框图。印刷电路板(PCB)阵列67包括所选常规电子部件，这些部件通常填充移动蜂窝无线电PCB和WI-MAX IEEE802.16e无线电模块。这里示出了包括如Holophasec 3D编码解码器58的软件创新的部件以及渐进逻辑步骤，其中所述编码解码器生成图2中所述的H3D调制249装置和方法。这里也提供常规音码器69，该音码器实现语音呼叫并且能够被本发明用于根据本发明的关键方面来传播无损快速连接/断开管制符号波状态。

在图1和图4中，SRM 50在物理上和在逻辑上与专用设备(ASD)52进行接口。专用设备能够是自动柜员机(ATM)248或者单个商户EFT/POS终端244a。本发明引入了所选新颖协议栈结构，这些结构被添加和集成到比如中央处理器、时钟、音调、内部总线逻辑系统和人机接口(HMI)85这样的常规移动无线蜂窝移动无线电协议结构中。此外提供了实现本发明的多层多功能优选实施例的修改的协议、处理和过程。本发明创建和引入了通过多个空中接口逻辑语音PCM信道、E1/T1-DS0、DS1语音PCM信道、ISUP-HDLC-LLP交换机到交换机信道以及I.P.语音(VOIP)信道等的语音、数据、文本同时传播，这些信道在SRM 50与本发明的STEP51系统之间无缝地交互。SRM 50也专门地与专用多媒体硬驱系统379和闪存379a相适合，其中所述闪存实现了多媒体文件如MP3、MP4、视频编码解码器文件等等的存储和回放。SRM 50也能够与音频和视频回放软件和硬件部件相适合，该部件将实现用于任何客户或者商业专用目的的大规模成批应用回放和显示阵列。

SVRO虚拟网络及其专用H3D-GA-VM调制实现了经由前向上行链路TCH语音信道从本发明的STEP网关系统51发送到SRM 50的这些多媒体文件的快速发送，其中所述信道是如图8中所示主机移动无线蜂窝GSM和/或CDMA PLMN 155数字业务信道(DTC)201等的部件。本发明的独特H3D调制和多时隙信道协议栈实现了一种最低成本、最高效和安全的手段用以向遍及第2代移动无线蜂窝/中继无线电/SMR公共陆上移动网络的全球足迹的SMR 50用户提供比如音乐文件和视频文件这样的多媒体文件。本发明的SRM 50分别与无线电和协议部件以及算法过程相适合，这些部件和过程实现了在具有SVRO H3D-GA-VM调制功能的GSM PLMN 155与SVRO H3D-GA-VM调制的IEEE802.16全向与定向网状网络之间的无缝漫游。这些WI-MAX IEEE802.16网络在遍布全球的机场、酒店、购物中心和整个都市区域中运营。

参照图1，GSM数字业务信道是包含八个逻辑信道时隙的物理数字业务信道(DTC)，所述信道在被虚拟地转换时变成SVRO高带宽同时多信道125 H3D-GA-VM通信介质。SVRO信道126支持能够相应地始发于SRM 50或者STEP 51的同时双向通信。在一些应用特定的情况下，SVRO双向虚拟通信信道能够始发于被配置用以支持本发明的协议的所选ASP 55。根据本发明的第五方面，本发明提供了结合如图9中所示本发明的独特PCM采样结构来工作的网际协议语音(VOIP)62的变型。这八个逻辑信道实际上是通常分配给在按照常规信道接入协议进行操作时的分离用户的八个用户信道。这种方式对于所选商业应用而言具有价值。本发明能够通过新颖的动态级联功能来将这些信道初始化。

参照图1和图2，本发明通过遵循完全创新形式的协作遗传算法跨越、变动和形成经过信道符号优化来独特地应用信道性能。这一方法能够应用于存在于如下模块和调制解调器中的所有形式的音码器：GSM无线电模块、TS-CDMA无线电模块、CDMA IS-95-20001X无线电模块、3GSM、iDEN无线电模块、GPRS无线电模块、EGPRS无线电模块、UMTS-WCDMA无线电模块、卫星用户无线电模块、线缆宽带调制解调器、ADSL调制解调器、本发明的SVRO宽带快速连接调制解调器等，其中这些宽带快速调制解调器用来增强用于金属和光纤信道的虚拟专用网络(VPN)。本发明使用遗传算法来进一步编码和稳定H3D-GA-VM调制谐波符号构造(HSC)。本发明也引入几何符号构造(GSC)采样作为一种映射本发明的遗传算法波编码的方式，该方式根据三位分形-弧度-向量形成来定义波符号总体。提供这些谐波形成以创建一种需要少量SRM 50和镜像STEP51网关系统设备协议计算的词典和简单查找表。

本发明提供一种简单的谐波符号构造(HSC)波形查找表。首先随机创建波形结构的总体。本发明提供第一谐波生物模仿，该模仿在如何优化电磁波形成以及将这些形成应用于任何所选通信信道空间方面涉及频谱谐波以及所选生物函数的合并。在这种情况下，这些专用波形结构也称为跨经所选信道来发送的上下文符号。协调地评定各符号的适合度，然后通过消除那些在如下方面被判断为不适合的实体来增加符号总体的平均适合度，其中所述方面是在波形通过信道从收发机-发射机传播到收发机-激励器时表现如何以及激励器有多良好地接受符号并且将符号匹配于存储的符号。作为发送/发射波符号条件的响应反映了瞬时信道的条件。以这种方式，本发明确定哪些波符号要保持和重使用而其它符号需要被丢弃或者用于在其它通信拓扑中存在的其它信道，这些拓扑比如是可以不同配置的其它GSM PLMN网络、WI-FI网络等。以这种方式，不会浪费生成的符号。

重复使用的符号是通过分析接收的波符号在接收/激励点处的谐波稳定性而在系统中工作良好的符号。当谐波符号不可接受时，通过组合旧的适合实体、在跨越过程中和/或者通过随机更改、变动以产生新符号或者子符号来取代去除的符号，这些新符号或者子符号被优化以便跨经相同信道和/或在比如单个微处理器这样的其它拓扑中的其它信道表现得好得多。事实上，本发明选择在与单个专用设备通信时跨经所选信道拓扑工作最好的符号。专用设备如自动柜员机(ATM)、EFT/POS终端、远程信息处理-遥测设备、个人数字助理(PDA)和便携计算机等。事实上，本发明提供一种用于为各专用设备应用单独符号词典的独特方法。本发明也引入一种称为Holophasec 3D加密的创新加密方法。

以这种方式，能够优化远离MSC 53、53a和本发明的STEP 41网关系统进行操作的ATM机器。ATM机器、EFT/POS设备和固定远程信息处理-遥测专用系统固定于一个拓扑位置。当SEM 50随同公开的固定设备之一一起安装时，SRM天线被安置用以关于服务收发机基站(BTS)54以最大效率操作。各无线电信道之所以独特是因为通过许多与环境和网络性能有关的方面来形成它的足迹。发送/发射、后续跨经所选信道的传播以及接收/激励的这个处理定义了符号的评估、去除和更换以便获得优化的性能级别。重复这一处理直至产生最优符号词典。这一适者生存方式模仿了在生物功能中不言而喻的生物演变中出现的自然选择。本发明提供用以发展符号集的装置和方法，其中所述符号集作为通过所选信道的通信方法表现良好。这一方法也直接涉及n维符号词典变量的产生，这些变量生成几乎无穷的n维信道符号加密。本发明提供了用以将永久生成和动态应用的符号词典等应用于与任何WI-MAX IEEE802.16和/或WI-FIIEEE802.11全向与定向网状网络拓扑相组合的任何移动蜂窝信道介质。

如何定义符号或者符号集的适合度能够有所变化。从很广义的方面而言，很适合的符号是能够通过信道发送并且几乎无错或者无错地在接收机成功识别的符号，而不适合的符号是在通过系统发送时常常被错认为另一符号的符号。因此，用以评定波形符号适合度这一处理的最直接方式是使用符号进行仿真以便通过信道进行通信以及测量各符号或者符号组的错误概率。尽管有效，但是这种适合度评定方法可能耗费时间，因此作为更快的替代方式，可以将符号的适合度定义为讨论中的符号与词典中所有其它符号之间的最小差异，因为符号之间的差异意味着采样点之间的均方差。某些信道拓扑如光纤信道往往在预测良好的模态内操作，而无线电信道可能表现出宽泛得多的性能变化。这是令人满意的适合度定义，因为按照谐波符号与词典中的其它符号有多么相似来确定该符号被接收机错认为另一符号的概率。出于效率这一点考虑，不应当丢弃符号而应当存储所有符号以供以后使用。

尽管针对优化符号词典这一问题而对人工寻优最简单直接的应用是为了生成多个不同词典并且允许它们使用参照图2所公开的算法来进行寻优。但是在这一方法中，本发明的算法允许寻优处理中的每个新的符号波形实体产生整个词典如分形结构，该结构产生具有自相似性但仍具有无线独特性的无穷变型。然而，这一处理由于涉及到很大数量的变量而既耗时又低效。由于任何特定符号的性能部分地由词典中的其它符号来确定，所以协作的优化方式是最高效并且为本发明所利用。在协作遗传算法中，仅考虑单个符号词典，使得各实体是单个符号，而符号必须以如下方式寻优使得它们相互补充或者协作，以形成最优词典。也可组合竞争与协作这两种方式，以在字母表内允许协作寻优而在各符号内允许竞争寻优。符号在频域和时域中均呈现。然而从三维观点来看，需要从定义的信道顶部无用中心(TDC)或者零点的观点按照360°度相位来考虑这些相同的符号。

当优化的字母表用于数据发送时，分配字母表中的各符号用以代表一条数据或者上下文字符。在接收机处，通过将接收符号与表中的符号相匹配来恢复此数据。这一模式匹配能够通过许多公知方法中的任何方法来实现。这些方法包括但不局限于任何种类的申请网络、最小均方差、最大谐波匹配似然度等。为了补偿信道的影响，在我们的特定情况下是GSM 850-900/1800/1900MHz音码器或者WI-MAX 802.16 VOIP音码器或者H3D-VOIP音码器，H3D编码解码器应用于在任何通信信道内比如VOIP这样的任何PCM采样方法。这是一种通过测量在很长的数据发送时段上对各符号的平均影响来实现的新颖三维递归协议。以这种方式创建一种新的字母表，该字母表所包含的不是符号在发送时表现出的符号而是在接收时期望它表现出的符号。本发明提供了保证SVRO符号在它从发射机-发射这一点通过信道传播到接收机-激励这一点时的完整性的装置和方法。

然后蜂窝网络或者其它模式匹配机制在对传入符号进行解码时使用这一新的谐波符号字母表。这一补偿方法允许不同地均衡各符号，这对于非线性或者VOIP信道或者WI-MAX 802.16信道而言是优点。这里所描述的以及公开的附图所代表的通信协议同样无需调制。事实上它如同在发射机处从查找表中选择而在接收机处对提供优化谐波匹配的不同但是对应的表进行寻址一样简单。这具有成本低、灵活和容易实施的优点，因为这种方式减少了计算复杂度。本发明应用一种独特协议，该协议按照一种被设计用来在没有话音时避免发送的技术来操控PCM语音信道语音活动检测(VAD)。VAD持续地监视信号活动以确定话音是否存在还是仅有噪声。如果它推断没有话音，则它取消发送。这对于通过GSM信道的数据发送而言可能造成问题，因为它拥有类似噪声或者白噪声的特征。本发明发送非对称周期性拍音，该拍音不含数据但是充当一种去激活所选PCM信道滤波器的手段，这些滤波器倾向于阻碍本发明的优化符号数据结构的高效传送。这些周期性节拍用来更好地优化所选信道以便保持也涉及不连续发送(DTX)模式的VAD激活。

本发明的H3D-GA-VM调制和词典生成装置协议处理具体表达了如下这些处理：初始化、波形适合度评定、波形选择、波形跨越、波形变动以及终结。为了保证VAD指示存在有语音，利用这一优化谐波节拍/音调模式在约80ms的时间标度上动态地改变信号的频谱包络是足够的。为了在当前协议之下实施这一点，能够使用两个发送字母表，其中各字母表被设计为具有不同的频谱形状。当然，这意味着必须同步地在接收机使用两个不同的对应字母表。这一方案在图2中示出。本发明的第四方面引入这里介绍的方法以便在常规音码器点以及位于服务BTS或者BSC(在一些情况下为服务MSC)的主机服务网络发送速率适配单元(TRAU)处通过具有存储器的非线性PCM信道传播数据通信。这种方式同样无需调制以及需要很少的的信号处理。所实现的数据速率取决于字母表的大小并且也可以受限于计算硬件的处理能力。

由于这里描述的用于生成信号字母表的算法是随机的，即各寻优是独特的，所以可能有的字母表的数目基本上是不受限制的并且由于不受限制的符号多样性而赋予本发明众多的加密模态。因为无需附加加密或者其它安全层，所以这使得它对于如下应用而言具有吸引力，这些应用比如是用于ATM事件发送和EFT/POS事件发送、充值预付借记服务以及大规模成批机器到机器(M2M)应用的金融通信的安全数据发送。虽然当前实施例考虑通过GSM PCM语音信道的数据通信，但是这一技术的其它可能应用包括通过任一种具有存储器的有损非线性信道，如VOIP-TCP/IP信道的数据通信。

该新颖的处理如下。初始化：建立包括受限频带内符号的初始总体；分配跨越和变动的概率、用于H3D-GA所必需的其它变量。适合度评定：计算总体中各单独符号的适合度。适合度反映了符号在已经通过音码器或者经由H3D编码解码器发送之后有多好地得以“保留”。选择：这是选择更适合的谐波符号以便再生下一代符号的处理。结合瞬时信道条件基于单独符号的适合度来分配选择概率。总体中的单独波符号根据它们的适合度来加以分类。跨越：这是在提高下一代符号的适合度这一意图下通过交换所选父系符号的特征来生成新符号的处理。变动：该变动处理保证了总体的多样性。它是通过向符号的一个或者数个分量添加随机扰动来执行的。终结：当达到目标适合度或者已经通过了特定数目的多代符号时发生终结。这一方法也用作如下新颖协议、处理和过程的一部分，该协议、处理和过程创建了不断改进性能版本的H3D编码解码器。关于由本发明的SVRO无线电模块(SRM)为互连到SVRO事务事件处理器(STEP)网关系统的移动蜂窝和WI-MAX IEEE802.16全向与定向阵列拓扑184而实现的动态控制，Holophasec 3D编码解码器用来取代常规音码器软件。

参照图1，无论基于移动还是陆上线路，所有电话用户号码都包括相似命名。例如，所有用户目录或者MIN号码包括NPA-NXX-XXXX号码结构。例如在美国，NPA或者号码规划区域(NPA)指定用户起始或者归属用户区域代码。服务移动交换中心(MSC)在物理上位于特定城市或者乡村用户指定的区域。各区域分配有特定区域代码。如果SRM 50发送的NPA与分配给当前的服务MSC 53的NPA匹配，则SRM 50用户被认为是归属用户。如果SRM 50发送的NPA与服务MSC 53分配的NPA不匹配，则SRM 50用户被认为是漫游者或者拜访用户。如果SRM 50用户被指定为归属用户，则MSC 53路由SRM 50，将REGNOT增量117路由到MSC 54和它相关联的归属位置寄存器(HLR)60。HLR是相当简单的数据库，该数据库存储用户信息，比如当前记账状态、注册状态、当前操作区域、当前呼叫状态如是否在对话中、远程特征接入状态以及其它当前历史活动细节等。HLR和VLR 61被定义为通过公开的第七号信令系统(SS7)网络进行操作的服务控制点(SCP)。SS7网络59是主要用来运送用户信息、呼叫路由协议等的带外信令网络。

在一些情况下，SRM 50能够操作为漫游移动用户、归属用户以及同时为漫游用户和归属用户的组合，而这取决于与主机网络正在利用和服务什么SVRO应用有关的服务类型。这完全地取决于SRM 50被配置用以向用户提供的服务类型。参照图1和图4，在该第一例子中SRM 50被动态地配置用以来使用常规音码器/编码器69和音码器/解码器69a或者H3D编码解码器作为编码器或者解码器68、68a来发送SVRO数据呼叫。一旦恰当地认证SRM 50，SRM 50用户就能够选择进行常规语音呼叫或者发送和接收无损数据呼叫。本发明如此透明以至于服务主机移动无线蜂窝网络将仅把SVRO数据通信事件“视”为常规语音呼叫。主机网络运营商甚至将检测不到明显的信道性能差异化。这实际上是包括一些本发明的装置和方法的关键优点之一。SRM 50用户能够指定为人类用户，或者如果SRM50连接到与机器到机器(M2M)通信有关的专用设备(52)，则基于专用设备(AD)52操作软件中包含的自动自治指令来进行SVRO数据呼叫。

在一个例子中，SRM 50与自动柜员机(ATM)集成，而客户插入他的信用卡或者银行卡以执行一些有关的交易，SRM 50对实现完全金融通信事务的自动功能简单地做出响应。当ATM客户将他的卡插入具有SVRO功能的ATM中时，在他已经完成输入它的个人标识号(PIN)之前，ATM已经将SVRO通信事件初始化。一旦认证过程完成，服务MSC 53命令相关联的基站控制器(BSC)63使相关联的收发机基站(BTS)54经由分配的反向空中接口和PSTN信道118在SRM 50和STEP 51之间路由完整的点到点数据呼叫通信电路。这一常规无线移动蜂窝公共陆上移动网络(PLMN)PSTN 58带内信道路径使用了常规T1/E1-ISDN 64协议方法。在这种情况下，将带内信道在逻辑上构造来支持脉冲代码调制(PCM)语音采样。在一些应用特定的情况下，本发明的STEP网关系统51系统也能够将到关联SRM 50的语音和/或数据呼叫进行初始化。应用服务提供商(ASP)55如银行系统ATM交换机设施能够通过经由万维网(WWW)62 TCP/IP-VOIP网络62对关联的STEP 51系统建立本发明的专用Holophasec 3D PCM数据呼叫来容易地进行SVRO数据呼叫。本发明能够将它的H3D编码解码器应用于隔离的虚拟专用网络(VPN)197的金属和光纤信道以便保持可能的最高安全性。本发明的VPN 197网络也用作如下装置，该装置用以进一步保证递送任务关键消息接发，比如ATM和电子金融传送-销售点(EFT/POS)交易消息接发。无论SVRO数据呼叫始发于SRM 50还是STEP 51，本发明都将新颖的虚拟优化过程应用于分配的PCM话音/语音信道的操作。

参见图2，本发明虚拟地转换这些PCM采样以支持无损符号数据消息格式而无需应用任何附加开销等。事实上本发明仅应用作为谐波节拍模式的管理音调，这些模式摆脱了在互通功能(IWF)的回声消除和噪声因子，该IWF是在如图1中所示当前的服务主机移动蜂窝PLMN 155内工作的网元。参见图2，这些信道优化音拍模式增量200a、200b不含用户数据而仅用来将某些操作过程最小化，这些过程可能在无损数据在优化有损语音呼叫的信道内模态内发送时破坏该数据，也可能产生对于跨经常规有损PCM语音信道的无损数据传送而言有害的异常。这些优化的音调和节拍模式也用来最小化当前的服务收发机基站(BTS)发送速率适配单元(TRAU)的操作，该TRAU通常管理在几乎所有移动无线电话PCM语音信道中使用的空中接口PCM语音信道。因此本发明应用所选频率音调，这些音调动态地关闭信道内回声消除滤波器、优化TRAU单元操作以及本发明的虚拟信道解决方案所能够优化的其它此类语音信道单元、协议、处理和过程。本发明在生成和发送已经被映射用来提供无缝无损数据通信的优化波符号过程中应用优化音拍模式200a、200b。H3D-BP音调增量200a和200b是SRM/STEP在始发SVRO数据呼叫时提供的本发明优化的波映射138、138a过程的完整部件。

SVRO虚拟网络利用管理本发明多信道协议、处理和过程的专用SVRO协议栈。SVRO协议栈安装于专用数据存储模块112和专用数据存储模块112a中，该模块112是如图4中所示的本发明SVRO无线电模块(SRM)50的关键部件，而该模块112a也是本发明SVRO事务事件处理(STEP)网关51系统的关键部件。SVRO协议栈112、112a分别集成和管理如图4和图5中所示的虚拟SVRO多信道接入多路复用系统72、72a。正如所公开的那样，SVRO多信道拓扑组合了基于安全的点到点电路的信道与本发明的独特简化分组交换技术。本发明的SVRO协议栈在逻辑依次跟随(what-follows-what)的顺序方式下交织消息内容以便保持内容递送到它的网络目的地的线性进展。完全分组交互技术跨经多个TCP/IP信道在非顺序方式下组装消息串，其中这些消息串无序地到达它的目的地并且必须重新组装以便实现消息的逻辑意义。

参见图8，，在初始网络始发过程中无论是先选择用户时隙-信道一171、二172、三173、四174、五175、六176、七177和八178中的哪个，以及无论最后选择哪个用户时隙-信道来发送多信道消息，各信道都是专用信道而不是共享信道。通常所有GSM-TDMA信道标准倾向于分配有零到七的数字顺序，包括所有八个时隙或者多时隙信道。为了这一公开的目的，各时隙被指定一到八。相对于指定时隙一到八的常规手段而言的这一略微变化实现了本公开内所包含的优选实施例的更简单逻辑描述。

因此各用户时隙-信道包含指向相同目的地的消息，该目的地分别为本发明的SVRO事务处理器(STEP)51网关系统或者反言之为本发明的SRM 50。组合的整个消息变成在专用、安全而不是共享电路上的分组交换结构。另外本发明消除了接收无序消息结构并且重新组装这些消息以便实现所包含的消息逻辑意义的开销杂乱。本发明的协议装置和方法容易使用多个信道来保证逻辑结构化消息的及时且有序的到达。这是应用于所有本发明无线移动蜂窝PLMN通信拓扑以及本发明有线光纤宽通服务的相同方法。

参见图1，SRM 50和STEP 51 SVRO协议栈实现了高效主机移动PLMN信道接入和利用。正如所公开的那样，SVRO数据消息接发协议划分成如图1中所示使用多达八个151上行链路SYM-REV信道118和多达八个152下行链路SYM-FWD信道119来顺序级联的分组。不同于交替的GPRS、EDGE、3G和3GSM发送，本发明的发送是连续的直至通过一到八个隔离信道流完全地发送和终结整个所选用户消息。SVRO在最佳的无线电信道条件之下实现每用户SVRO-PCM语音信道118、119每秒多达48千字节。当虚拟地分配GSM数字业务信道的所有八个信道时，SVRO虚拟网络方法能够在H3D编码解码器68被激活和应用于各SVRO-PCM用户信道时通过提供多达八个SCRO-PCM语音信道118、119的现有数字业务信道每用户每秒递送3 84千字节。这一新颖性通过分别如图4和图5中所示的SVRO协议栈112、112a来实现。这一性能取决于瞬时无线电信道条件、网元性能、优化的信道编码和SRM 50的能力。类似于任何分组交换技术，通过使用TDMA帧的一个以上的时隙和CDMA帧的分配编码时隙(或多或少类似于HSCSD和V.110)来实现数据速度的增加。然而，在移动蜂窝无线通信环境下使用多路复用语音信道之前从未实现这一形式的多路复用。可用时隙的虚拟分配可以从一个瞬时到下一瞬时有所变化。这一重要方面归因于SRM 50用户以及与应用服务提供商(ASP)55相关联的STEP 51运营商所要求的所需数据速率。

不同于GPRS、EGPRS、V.110、HSCSD、3G和3GSM，SVRO虚拟网络无需添加在各基站控制器(BSC)63和移动交换中心(MSC)53必须安装以便GPRS、EGPRS工作的SGSN支持节点。本发明相较于任何可比较的GPRS、EGPRS、3G、HSCSD、V.110和3GSM网络解决方案而言以明显更低的成本提供更好的性能。一旦安装，STEP 50系统就能够通过多个移动交换中心(MSC)53、基站控制器(BSC)63和收发机基站(BTS)54来服务于大量用户而无需对任何现有移动PLMN网元应用任何硬件、固件或者软件添加或者升级。

参见图2，为了通过一个或多个同时连接的SVRO分组交换信道更好地提供高速数据服务，本发明也应用所选虚拟信道内修改，这些修改使用如图2中所示的非对称拍音H3D-T-BP音调增量200a、200b来防止不连续发送(DTX)和语音活动检测器(VAD)干扰本发明的单信道和多信道通信。常规DTX/VAD协议往往阻碍本发明SRM 50和STEP 51系统的高效无损数据传送。这些修改在各SVRO数据通信事件过程中被动态地应用而不构成对主机移动无线蜂窝网络的任何持久改变，本发明的优化方法也从不以任何方式造成对主机网络的任何损坏。在这一特定情况下SRM 50包含新颖协议、处理和过程，这些协议、处理和过程实现了由本发明公开的人工寻优遗传算法所产生的优化波形的虚拟映射，如图2中所示。

本发明生成稳定并且对于常规操作参数和设备规范不造成任何问题的优化频率、相位和幅度组合。音码器实质上是存在于所有移动无线数字语音电话用户装置内的软件模块。H3D-GA-VM调制方法不通过现有的音码器或者本发明的H3D编码解码器发送数据，它只创建作为本发明的遗传算法所产生的专用波状态词典一部分的可接受无损波形。各特定波状态、或者等同于常规上下文字符的多个波状态的组合。参见图2，本发明的SRM 50和STEP 51均包含存储的符号词典170和170a，这些词典分别是保持这些独特波状态字符的数据库。各符号数据库是彼此的镜像反映。在各数据库内包含的是可以具备相同符号含义的广范围的优化波形数据字符。本发明应用需要专用软件模态的两种方法，其中所述模态为通过未修改的PCM空中接口信道、连续链接的ISDN/PSTN信道以及连续链接的网际协议语音-PCM(VOIP)信道拓扑的传播而提供优化波状态。第一方法最优地需要通过软件模态来映射(1)常规音码器/编码器69、69a用作为用于发送优化波形状态的介质以及(2)当本发明的Holophasec 3D编码解码器(H3D-Codec)68、68a用来在通过服务主机无线移动蜂窝PCM信道126 PLMN网络拓扑来利用的本发明多信道协议、处理和过程使用一个或者多个逻辑PCM信道时发送和接收符号数据。本发明在一个SVRO虚拟数据通信事件中通过多达八个上游反向PCM语音信道151和多达八个下游前向PCM语音信道152来提供同时语音和数据通信。然而为了实现本发明的虚拟多信道通信方法，应用了所选专用带内和带外认证、虚拟多信道级联协议、处理和过程。本发明集成了涉及到使用专用协议的多个虚拟方法。

参照图8，SVRO-MIMO多输入多输出协议栈也应用如下独特方法，这些方法利用与用户认证、自动漫游方法等有关的现有第7号信令系统(SS7)网络协议、处理和过程。本发明也应用了实现用户时隙-信道自动分配的独特协议。当如图8中所示当前的服务主机移动无线蜂窝网络PLMN 155分配一个或者多个时隙-信道171、172、173、174、175、176、177和178时，SRM 50和本发明的STEP 50系统监视所有数字业务信道(DTC)201的所有控制、信令和用户业务。GSM每数字业务信道(DTC)使用八个信道。各信道在全速率PCM或者非语音逻辑信道中具有22.8kbps的总数据速率以及13kbps的净速率。每个位帧拥有时长4.6毫秒。包括SRM 50用户的各用户通过上行链路反向信道在每八个时隙时长0.575ms的时长中进行发送。类似于任何移动用户站，SRM 50接收在当前的服务收发机基站(BTS)54和基站控制器原先分配的下行链路前向信道的逻辑结构内驻留的对应时隙。

一旦使用每第八时隙的相同旋转方案经由常规语音呼叫始发和认证过程为SRM 50分配一个时隙信道直至整个DTC为单个SRM50所利用，本发明也实现附加时隙-信道的虚拟分配。本发明没有回避常规数字业务信道(DTC)或者造成对常规数字业务信道(DTC)的破坏或者干扰。本发明利用所有常规规范并且仔细操控各种操作方法以便虚拟地实施本发明的协议、处理和过程。因此，特定常规DTC参数是本领域技术人员众所周知的，而对于公开本发明的新颖性这一目的而言无需详述这些参数。

参照图8，本发明的SRM 50 SVRO协议栈使112、112a SRM动态地监视所有DTC 201用户语音、用户数据、控制和信令业务。SVRO协议栈使SRM 50监视直接处理DTC 201业务测量、同时语音呼叫等的特定功能和活动。例如，典型GSM数字业务信道(DTC)如各种控制信道模态、寻呼功能等。本发明的同时PCM信道分配的核心方面之一是能够监视在常规语音呼叫期间在分配的DTC信道中操作的所有相邻TCH信道的其它用户占用。本发明的SVRO协议栈112和112a监视其它常规语音信道用户何时终结常规语音呼叫。以这种方式，SRM 50的新颖SVRO协议栈112、112a实现了任何如下空闲时隙的分配：(1)先前未分配给另一常规语音或者承载逻辑信道数据用户的时隙；以及(2)常规呼叫者已经释放的用户时隙-信道。GSM-TDMA要求大量信号处理用于匹配滤波和相关检测以便与时隙同步。本发明的SRM 50和它包含的SVRO协议栈112、112a管理时隙多路复用。一个SRM 50能够管理一种高效得多和简单得多的装置，该装置用于在BTS 54必须同时与可能多达八个移动用户站(MSS)同步时进行多时隙-信道匹配滤波和相关检测以便与服务BTS 54同步。

通常GSM BTS 54收发机206必须实现与以不同功率电平即信号强度水平、多径特征等进行操作的多达八个分离移动用户站(MSS)的准确同步。此外，收发机206必须同步在与服务BTS 54收发机206有不同物理距离而进行操作的常规移动用户站(MSS)，这一处理要求来自服务收发机206的高级别时间关键处理。本发明的SRM 50总是在关于服务BTS 54、收发机206时隙-信道多路复用而言的相同物理位置，因为所有分配的时隙-信道基本上由BTS 54收发机206和SRM 50 SVRO协议栈112、112a管理。这一方法是关于GPRS以及其它移动用户站(MSS)而言多路复用领域技术人员众所周知的，这些MSS通过单个DTC 201如HSCSD、EDGE技术等使用多个时隙进行操作。然而，这些通信技术无一同时使用多个TCH语音信道。

与公开的本发明新颖快速连接/断开电路分组交换方法相结合，本发明最先同时虚拟地实现了多个语音信道-PCM时隙的多路复用。与本发明的信道内H3D-GA-VM波符号映射相联系，本发明提供了如今世界上最灵活、成本有效和高效的高带宽无线移动蜂窝语音和数据服务。本发明实现了这些新颖协议、处理和服务而无需修改或者添加网元到主机承运商操作拓扑，其中所述协议、处理和服务实现了大规模成批用户和主机无线移动蜂窝承运商应用。

参见图8，例如这里描绘了典型八时隙信道数字业务信道(DTC)201的逻辑结构化描述，该DTC当前虚拟地配置为通过独特H3D-GA-VM调制波映射符号结构来优化的SVRO高带宽数据和语音通信信道126。这些独特结构是从谐波优化过程中生成的，所述谐波优化过程检测从人工寻优遗传算法的新颖自适应中导出的信道带宽限制。本发明的独特遗传算法读取瞬时条件并且对这些条件做出响应，而且立即应用与瞬时检测的信道条件具有最佳适合的对应符号特征。参见图7和图8，本发明提供了在GSM PLMN 155与WI-MAX IEEE802.16 185全向与定向组合的星型拓扑和网状拓扑网络之间的同时通信。GSM PLMN网络是基于集中式星型拓扑网络而IEEE802.16是分布式网状网络拓扑。本发明组合这些网络以便在一些乡村环境下两个网络同时操作。本发明将它的独特H3D-GA-VM应用于GSM、IEEE802.11和IEEE802.16网络信道。本发明组合这些网络以便在IEEE802.11、IEEE802.16信道与GSM PLMN多信道之间交织，由此本发明的SRM 50在用户端上管理组合式虚拟网络拓扑以及在具有本发明的STEP网关系统51的网络管理侧上管理该组合式网络拓扑。

相对于SVRO全局网络而言，SVRO用户总是作为归属用户来处理。然而，相对于主机无线移动承运商的认证和信令模态而言，各SVRO应用用户能够归类为归属用户或者漫游拜访用户。在一些固定应用特定的情况如ATM和EFT/POS应用中，能够命令主机移动无线蜂窝承运商配置专用服务类(COS)，该COS将使SRM和STEP能够在算法上实现对多达八个反向上行链路逻辑PCM信道和八个前向下行链路PCM信道的接入而无需以任何方式修改或者升级主机GSM PLMN网络。取决于某些商业布置，根据在某一瞬间正在使用的应用服务类型，SRM 50用户可以被认为是归属用户和漫游拜访用户。SRM 50用户可以被定义为漫游用户和归属用户。这一特征可从本发明的STEP网关系统51远程地编程。

参照图1、图4、图5和图8，如果SRM 50用户被认为是GSMPLMN中的漫游者或者拜访用户，则对于单个和多个多路复用信道的通信事件而言适用如下常规协议、处理和过程。在常规方面归属位置寄存器(HLR)60和拜访位置寄存器(VLR)61包含用于分别对归属移动用户和漫游移动用户进行呼叫处理和移动性管理所需要的所有用户数据。存在于所有无线移动蜂窝承运商的网元配置内的HLR和VLR跨经如今本领域中称为SS7网络59的广阔公共陆上移动网络(PLMN)间的国际网络拓扑相互之间持续地通信。

本发明按照在PSTN和SS7网络实体之间的算法交互来操控标准系统间过程，其中所述实体实现了自动漫游以及语音呼叫和用户数据递送如短消息服务(SMS)以及其它有关特征。本发明巧妙地操纵SS7事务能力应用部分(TCAP)、ISUP用户部分连接协议等。例如，VLR是用户数据库，该数据库管理与当前位于该VLR所控制的移动事务区域中的用户有关的用户信息。VLR也执行所选信息管理，比如分配也称为移动站漫游号码(MSRN)的临时位置目录号码(TLDN)以及将相关用户注册和呼叫状态信息传递到用户HLR 60。本发明应用了独特的虚拟认证协议，这些协议操控移动蜂窝系统间操作，这些操作实现了为了向移动用户提供某些所选服务所必需的过程，这些服务要求不同移动蜂窝网络系统之间的不同交互。本发明所利用的特定SVRO认证协议是一种在北美洲、中美洲以及南美洲许多地区中使用的ANSI-TIA协议所特有的自动漫游过程的新颖方法。ANSI-TIA 41和GSM移动应用部分(MAP)消息是通过SS7网络发送的信令消息。消息注册通知(REGNOT)、注册取消(REGCANC)、远程特征控制(FEATREQ)、位置/路由请求(LOCREQ)-(ROUTREQ)、呼叫数据/路由请求(REDREQ)、呼叫重定向、传达号码请求(TRANUMREQ)、服务简档请求(PROFREQ)、服务简档指示(PROFDIR)、资格请求(QUALREQ)、资格指示(QUALDIR)、蜂窝用户站非活跃(CSSINACT)以及其它用户认证相关消息在执行相同或者相似功能的GSM移动应用部分(GSM-MAP)用途相似的消息方面具有它们的等效消息。

为了明确的公开，将在本公开的余下部分通篇地使用GSMMAP SS#7/SS7信令和认证消息接发以及有关控制信道术语。然而，本发明从不限制它通过所有其它移动无线蜂窝网络如GSM、CDMA95、TS-CDMA、iDEN MTR等的实施范围。本发明的SVRO通信网络是在另一GSM PLMN承运商网络拓扑的网络单元内运作的虚拟网络或者虚拟承运商。SVRO通信网络在WI-MAXIEEE803.16网络拓扑或者WI-FI IEEE802.11网络拓扑的网元内运作。

参照图1和图26，每个GSM PLMN GPA要求对作为持久数据存储的至少一个HLR 60的访问。HLR最好能够被认为是访问时间必须保持尽可能短的大型数据库。来自数据库的响应越快，语音或者数据呼叫就能够连接得越快。这样的数据库能够管理用于几乎数以十万计的用户的数据。在HLR内保持用户特定的参数，比如用于加密的参数Ki，该加密是安全处理的一部分。它从不在任何空中接口上发送而且仅为HLR和SRM的SIM或者USIM卡所知。由于SVRO网络是在常规GSM PLMN GPA内无缝操作的独立虚拟移动通信网络，所以要求它具有它自己的这里称为SVRO HLR(SHLR)66的HLR寄存器。本发明的SHLR 66存储相同用户数据并且执行常规HLR的所有常规功能。然而，SHLR 66执行许多其它功能以便为通过这里称为数字业务信道(DTC)201的绝对频率信道以及持续地通过递归信道内算法正在进行通信的一个SRM 50提供多信道服务和多信道认证X8 423，这些算法在仍然满足服务移动交换中心(MSC)认证和呼叫建立请求的同时通过使用仅一个可编程SIM卡或者通用SIM卡来实现多达八个双工信道的认证。这一方法与基本上关闭常规空中时间记账模态等的主机GSM PLMN GPA专用服务类相联系。

本发明使用SVRO归属位置寄存器(SHLR)66的HLR功能和数据寄存器的变型和修改。SVRO HLR 66是包括如图5中所示本发明SVRO事务事件处理器(STEP)网关系统51的关键部件之一。参照图26，本发明的SHLR 66或者用于该事物的任何HLR包括数据寄存器阵列，而它的功能主要由作为多数电话网元的定时器所掌控。这些寄存器保持多个用户信息以及SS7网络信息如功能通信TCAP脚本、内部指令等。HLR是在移动蜂窝网络中发现的服务控制点(SCP)并且用来存储关于蜂窝用户的信息。HLR存储关于记账以及针对用户而允许的服务的信息。除了这些信息之外，常规移动用户站(MSS)和或本发明的SRM的当前位置存储于HLR中以供MSC以及如图5中所示本发明的STEP网关系统的SW/SSP 87取回，因为SVRO虚拟网络作为具有它自己的MSCID、SID号码和承运商I.D.、SS7网络地址等的分离虚拟网络来工作，而这必须与各个SRM的分配的可拨打和不可拨打MIN号码有关系。

SHLR接收和发送指令、用户简档更新，比如在称为事务能力应用部分(TCAP)消息的消息中包含的认证和自动漫游更新。GSMMAP是一种智能网络，该网络使用TCAP协议来调用远程交换机和数据库如HLR和VLR中的特征变化。TCAP允许远程地激活和去激活特征。就GSM MAP-智能网络而言，TCAP消息包括资格请求、资格指示、注册通知、注册取消、位置请求、路由请求、远程特征控制请求、服务简档请求、服务简档指示、传达号码请求、MSS非活跃、重定向请求、呼叫数据请求等。SRM仅作为拜访用户注册一次，而本发明的SHLR在作为STEP网关系统的部件的SW/SSP完成本发明的MRC预连接注册时取消该注册。

SHLR像任何其它HLR一样管理所有这些常规认证以及自动漫游更新和指令。然而，本发明的SHLR执行附加功能，这些功能通过同时允许八个同时数据对话或者一个语音对话和七个数据对话来简单地同时认证多达八个反向上行链路全速率TCH信道和八个前向下行链路全速率TCH信道从而实现多个TCH语音信道分配给配置有仅一个用户标识模块(SIM)或者通用SIM卡的一个SRM。事实上，SHLR 66提供了软件修改，这些修改利用和操控也与BSIC-SID和BTS号码等有关的接收到的MSCID消息。SRM 50被设计和编程用以仅在它事实上被STEP网关系统呼叫时才经由呼叫者I.D.装置和方法来识别所拨叫的STEP(STAN)号码并且对该号码做出响应。当经由前向下行链路信道在呼叫者I.D.中接收STAN号码时或者在实现了传送新的多信道用户信息的信道内通信期间，在物理上和在逻辑上互连到专用设备(ASD)如ATM机器、EFT/POS机器、其它无人M2M系统、膝上型计算机、PDA等的SRM才会做出响应或者应答。

在又一配置中，SW/SSP 87能够作为串接交换机或者子网关MSC来工作，该交换机或者子网关MSC处理与STEP网关系统51SHLR 66以及关联的GSM PLMN网关MSC 53a相关联的所有呼出和呼入多信道业务和认证算法。事实上，当前的服务GSM PLMNMSC 53处理所有与移动站有关的功能，比如切换、交接和语音信道分配等，而本发明的SW/SSP 87简单地处理与SHLR 66相关联的多信道协议的所有认证和呼叫路由。参照图1和图5，所有SRM已经分配与专用服务类(COS)相关联的唯一MSISDN-MIN号码，该服务类使服务GSM PLMN MSC 53、53a能够简单地将所有SVRO用户和信令业务路由到关联的STEP网关51 SW/SSP 87。SVRO SW/SSP87被独特地配置用以关于各服务和数据通信动作而服务于用于各SRM的多达八个前向和反向信道。SW/SSP 87被配置用以实现事务能力应用部分(TCAP)、ISDU用户部分(ISUP)、高级数据链路控制(HDLC)以及在服务GSM PLMN 155网关MSC 53a、SHLR 66等之间通信的其它原语。本发明使这些修改能够利用GSM MAP和/或ANSI信令标准来完全地操作而无需回避或者打破这些信令网络标准。

SHLR接收和发送指令、用户简档更新，比如在称为事务能力应用部分(TCAP)消息的消息中包含的认证和自动漫游更新。GSMMAP是一种智能信令网络，该网络使用TCAP协议来调用远程交换机和数据库如HLR和VLR中的特征变化。TCAP允许远程地激活和去激活特征。就GSM MAP和ANSI-41智能网络而言，TCAP消息包括等效的资格请求、资格指示、注册通知、注册取消、位置请求、路由请求、远程特征控制请求、服务简档请求、服务简档指示、传达号码请求、MSS非活跃、重定向请求、呼叫数据请求等。SRM仅作为拜访用户注册一次，而本发明的SHLR在作为STEP网关系统的部件的SW/SSP完成本发明的MRC预连接注册时取消该注册。参照图1和图25，在又一应用特定的消息中，本发明使用远程特征访问来通知STEP网关系统51在本地SVRO模块中存在SRM50。

SRM 50发送SVRO远程特征访问应用消息(S-RAAM)334。这一消息通过服务GSM PLMN MSC 53路由到本发明的STEP网关系统51 SW/SSP 87，该SW/SSP然后将S-RAAM 334消息传递到SHLR 66。只要收到该消息，专用SHLR 66就将S-RAAM消息传递到认证数据库(ADB)86b，该ADB初始化SVRO谐波脉冲数据(SHPD)消息和/或SVRO CLID数据消息的消息到SW/SSP 87，该消息包含本地接入归属用户MSISDN-MIN和IMEI号码。一旦SW/SSP 87收到这一消息，它就简单地将SHPD或者SCLID消息传递到服务GSM PLMN MSC 53或者网关MSC 35a。一旦服务MSC 53、53a收到消息，它就将该消息路由到服务收发机基站(BTS)54，该BTS接着将该消息经由用户业务信道发送到SRM 50。一旦SRM 50收到该消息，它就作为使用更新的MSISDN-MIN的本地归属用户连接到STEP网关系统51和它的SW/SSP 87。

参照图26，SHLR 66管理常规TCAP消息并且实现多次反向和前向TCH分配而无需以任何方式回避常规GSM MAP智能网络SS7通信，更实现了附加功能，比如管理当多呼叫始发于SRM或者始发于STEP网关系统时来自一个SRM的多个信道认证过程。这一处理在如下时候发生：当具有SVRO虚拟网络功能的特定GSM PLMNGPA初始地检测到SRM时，如果瞬时注册是第一次注册，则在利用归属用户MIN号码以及其它信息的预连接MRC过程期间由STEP网关系统更新SRM的SIM卡。SHLR包含用户特定的数据424，比如IMSI、Ki、服务限制、补充服务、MSISDN基础、MSISDN其它和电子序列号(ESN)424。SRM接收MSISDN MIN号码、幻象(phantom)ESN号码、IMSI号码、LMSI号码以及在逻辑上与SVROHLR 66和SW/SSP87相关联的其它文字数字信息，其中所述SVROHLR 66和SW/SSP87是STEP网关系统51和服务GSM MSA PLMN155的部件。STEP网关系统是服务GSM MSA PLMN 155的已安装部件阵列并且具有分配给它的可拨打和不可拨打MSISDN-MIN号码范围，这些号码仅与多个SRM和单独的SVRO-SRM信道永久地或者暂时地关联。因此，本发明提供了包括多个A3、A5、RAND加密信息、SRES信息、Kc认证等的创新认证和加密426。本发明提供了在关联的网络实体需要时的常规VLR号码、MSC号码和LMSI号码427。

参照图1，一旦当前的服务收发机基站(BTS)54和服务基站控制器(BSC)63分配与服务MSC 53相关联的DTC物理信道，就经由分配的DCCH控制信道发送REGNOT 117以便有助于网络接入消息，该消息是转发到当前的服务移动交换中心(MSC)53的数据分组。典型的注册通知(REGNOT)增量是包含数字信息的控制消息，该数字信息通常包括10数位的移动标识号/MSISDN(MIN)、八字符的电子序列号(ESN)、15位的系统标识号(SID)以及在一些情况下包括15字符的IMEI号码。这一标识增量也涉及15字符的国际移动用户标识(IMSI)以及本领域技术人员众所周知的其它此类常规注册命名。这一特定REGNOT增量177用以将SRM 50用户认证为常规无线移动蜂窝用户。

参照图4，本发明的SRM 50包含标准和/或通用用户标识模块(USIM)卡73。这一SIM卡能够由所有具有GSM、CDMA、IEEE802.11 WI-FI和/或IEEE802.16 WiMAX功能的SRM使用。与本发明的装置和方法相关的除了有公开的网络注册协议之外还有自动漫游方法。这些协议由几乎所有的国际移动无线蜂窝网络使用并且与所有这些移动通信网络拓扑使用的网络操作标准包含在一起。无论是在欧洲运营的GSM 900/1800网络、在中国运营的TS-CDMA网络、在美国运营的GSM 850/1900网络或者CDMA-IS-95/2000网络，所有自动漫游网络都使用相同的基本消息接发原语以及具有相似网元的物理网络拓扑。相似的逻辑协议、处理和过程也由这里注明的相同网络使用。支持移动无线蜂窝漫游的所有自动漫游网络往往执行本领域技术人员众所周知的相同基本功能。因此考虑到这里的目的将仅公开对本发明的新颖性和实用性进行描述的特定功能。本发明由于它的基本高效而为参与的无线移动蜂窝承运商提供最低成本的信道空中时间费率。

因此，本发明对于向所有多媒体设备如Apple的iPOD音乐和多媒体播放器以及由竞争制造商等提供的所有等效系统递送内容而言是理想的。例如iPOD可以是如图1、图3和图6中所示在物理上和在逻辑上集成的应用设备(AD)52。参照图4，本发明支持与内容设备如MP3、MP4、播放器Apple iPOD以及无线游戏平台如SonyPSP的虚拟和物理对接(docking)。SRM 50将以成批连通选项为特征。SRM 50将支持用于有线连接到PlayStation 2、XBOX和PC的USB 2.0以及Firewire连通格式，并且将利用802.11b无线LAN、DECT、ISM和/或蓝牙跳频扩频(FHSS)以便连接到其它应用特定的无线设备。除了RS-232 85、通用串行接口(USB)85a和ISO 85b之外，SRM 50还将实现IR远程SIRCS和IrDA红外线连接。

在图4中，例如本发明的SRM能够支持通过语音信道、WI-MAX IEEE802.16的无缝H3D-GA-VM调制，并且也能够漫游到3G网络如UTMS和/或CDMA1X中而且将它的分组交换拓扑用于各种应用特定的服务，该服务经由TCP/IP链路在算法上指向本发明的STEP网关系统。本发明能够提供组合式交织信道，这些信道在单个通信事件过程中在一个多模式通信用户设备中支持TCP/IP、3G网络TCP/IP语音VOIP。在图4中，本发明被设计用来支持所选配置组合83，比如(a)一个无线电模块中的GSM和GPRS、(b)一个无线电模块中的GSM和3G、(c)一个无线电模块中的GSM、3G和WI-FI IEEE802.11、(d)一个无线电模块中的GSM、3G和WI-MAXIEEE802.16、(e)一个无线电模块中的GSM、3G和WI-MAXIEEE802.16、(f)一个无线电模块中的GSM、3G和蓝牙ISM、(g)一个无线电模块中的GSM、3G、WI-FI IEEE802.11和蓝牙ISM、(h)一个无线电模块中的GSM、3G和DECT、(i)一个无线电模块中的GSM和CDMA、(j)一个无线电模块中的GSM、WI-FI-IEEE802.11和TS-CDMA、(k)一个无线电模块中的GSM、CDMA WI-MAXIEEE802.16、(1)一个无线电模块中的GSM、TS-CDMA、WI-MAXIEEE802.16等。这实现起来也简单，因为本发明的STEP网关系统51被设计用来支持所有形式的后端网关通信模态，比如图5中所示的3GPP 430和Camel 431网络管理协议栈。

在图4中，以逻辑框图的形式描绘了SRM 50，该图简单地示出了与常规移动无线电操作相关联的关键无线电和协议层，具体重点在于语音采样和信道处理。除了常规部件、处理和过程之外，还有实现了如以逻辑框图形式描绘的本发明独特处理和过程的独特固件和软件模态。提供了印刷电路板(PCB)阵列67，该阵列包含管理如下处理的组件：话音编码71过程、话音解码71过程、信道编码-交织和突发生成75以及信道解码解交织-重新格式化74。其它常规组件包含和包括功率放大器70、加密76协议以及解密77协议、信道调制78、解调80等。物理和逻辑信道接口包括RS-232端口85和四频带天线82。

本发明提供了单信道和多信道语音和数据通信协议、处理和过程，这些协议、处理和过程使用了经修改的自动漫游、认证和呼叫流协议、处理和过程。例如，当如图1和图4中所示SRM 50先使用ESN、MIN-MSISDN和IMSI标识号以及包含在典型SIM卡73的衬底数据寄存器层中的其它常规用户信息向当前的服务GSM PLMN注册时。此外，本发明提供一种设计用来仿真典型SIM卡86的数据衬底结构的专用随机号码数据库(RDB)。与驻留于本发明的STEP网关系统51的相关硬件、固件和软件单元内的镜像认证数据库(ADB)86a相结合，这一数据库86包含多个幻象MIN-MSISDN号码、电子序列号(ESN)以及实现无缝多时隙-信道认证的其它信息。一旦主机GSM运营商已经完成常规注册增量，SRM 50始发从SRM50到STEP 51的正常语音呼叫。在始发过程期间，SRM 50通过服务电话PSTN网络将分配给多个语音电路之一的所选拨号数字发送到当前的服务STEP网关系统51。

主机GSM承运商使用本领域技术人员众所周知的常规电话电路交换连接模态简单地将呼叫指向STEP 51。在这种情况下，SRM 50用户已经选择SVRO单信道事件，该事件利用音码器跨经这里分别表示为分配的时隙PCM信道118和119的主机全双工语音信道来映射无损符号数据。用户在这种情况下是非人类专用设备52，如ATM机器。一旦SRM 50连接到STEP网关系统51，本发明的信道内认证协议开始。本发明规定了用于信道内认证的两种方式。

一种方法是在进行完全连接之后认证，而另一种方法包括信道内预连接方法，该方法使用了与呼叫号的挂机通信以及可能在本发明的SRM 50、应用设备(AD)52与STEP网关系统51之间出现的信道内数据通信事件期间发生的其它文字数字字符传播有关的受操控的MRC/SHPD数据和修改呼叫者I.D.增量。在信道认证中执行对SVRO客户记录的数据库查找的这种应用中能够利用呼叫者ID装置和方法。这一点的例子可以是在银行应用中。通常，客户将呼入并且被提示输入相关信息以获得他们的账户信息。将呼叫者ID集成到这一点中，客户呼入并且该应用能够使用呼叫者ID来接通(key on)他的/她的记录。当已经找到SVRO用户的记录而他又被认证时，能够完成完整的SVRO连接。

参照图6，常规呼叫线路标识(CLID)服务是在世界多数地区运营的几乎所有PSTN有线和移动PLMN网络中使用的用户特征。这一特征在第一与第二铃声之间的静默时段期间发送数据。无论呼叫者是否预订都发送该数据。呼叫者确实具有阻止发送他的/她的信息这一选项——如果他/她选择这样做。呼叫线路标识(CLID)服务使得有可能显示各种数据，比如传入呼叫的号码、时间和日期以及电话属主的姓名。有两个呼叫者I.D.消息格式，称之为单数据消息格式(SDMF)和多数据消息格式(MDMF)。如今MDMF倾向于支配当今本领域中使用的多数呼叫者I.D.格式。本发明操控SDMF和MDMF格式以便实现预连接应用特定的数据的发送和传播。

本发明通过在本发明的快速连接铃声循环期间产生的静默时段期间插入应用特定的数据来实现应用数据发送。然而本发明不局限于仅使用操控式CLID静默时段。本发明创建一种操控式铃声循环(MRC：manipulated ring cycle)230协议，该协议也包括发生于完成电路完全连接之前的预铃声循环、铃声循环和后铃声循环增量期间在本发明的SRM 50与STEP网关系统51之间生成的专用协议。本发明的独特SCLID 277、M-ANI-Wink 228以及专用谐波脉冲数据(SHPD)229用来在完成电路连接之前操控和生成文字数字用户认证和控制信息。本发明的MRC装置和方法也实现一种独特的“总是接通”特征。以与移动蜂窝站接收呼叫者姓名和呼叫号码相同的方式，本发明实现了预连接通信，这些通信包括但不局限于控制信息、认证代码、消息等待指示符、SVRO短消息服务、通用消息接发以及蜂窝一键通(PTT-PoC)用户组在线指示符(PTT-PLI)231等。附加的应用特定的消息接发包括充值借记预付余额通知、专用设备心博(heart beat)增量、专用设备双向控制消息、认证拒绝消息以及从服务STEP 51网关系统到所选SRM 50的其它相关消息以及相反的其它相关消息。通过简单地使用本发明的MRC协议、处理和过程能够远程地管理这样的应用系统如自动柜员机(ATM)固定和移动电子金融交易销售点(EFT/POS)终端。

本发明不使用音调或者任何多频率、多音调或者可能干扰常规PLMN 155、PSTN 58网元操作的其它此类手段。这样的系统比如移动交换中心(MSC)53系统、网关MSC和关联系统53a、基站控制器(BSC)63、互通功能(IWF)57、ISDN用户部分A/B/C/D(ISUP)呼叫控制协议232电话用户部分(TUP)、高级数据链路(HDLC)、同步数据链路控制(SDLC)这样的系统以及比如链路接入过程-平衡(LSB-B)、以及诸如链路接入过程平衡(LAP-B)、链路接入过程D-信道(LAP-D)、X.25、SCTB、事务能力应用部分(TCAP)和其它有关协议这样的子集也不受本发明的装置和方法不利影响。事实上，本发明的这一虚拟协议操控和创建一种称为SVRO呼叫者I.D.(SCID)227的新的虚拟符号数据信令系统。该协议操控和创建一种以操控ANI-WINK、多频(MF)和其它此类协议228为基础的独特协议。本发明也引入了使用操控式铃声循环(MRC)230方法的专用谐波脉冲数据(SHPD)，这些方法不依赖于使用修改的呼叫者I.D.增量。尽管本发明使用在多个铃声循环之间发生的静默时段，但是SRM 50和STEP网关系统51也能够在这些铃声循环之间中生成SVRO H3D调制-谐波脉冲数据(SHPD)，并且其它新颖装置和方法也同样可以。SHPD协议也用于蜂窝一键通(PTT-PoC)用户组在线指示符(PTT-OIL)等。

参照图1，SVRO多时隙-信道通信事件出现在这里公开的新颖协议、处理和过程内。当激励SRM 50时，它经由当前的服务收发机基站(BTS)54和服务基站控制器(BSC)63自动地发送注册通知(REGNOT)117增量到当前的服务MSC 53。REGNOT 177包含如图4中所示10位数的MSISDN-MIN 234号码、八到十字符的电子序列号(ESN)235以及在本发明的专用认证数据库(ADB)86a中包含的其它相关的用户和其它常规移动站(MS)控制及用户信息，比如利用用户标识模块(SIM)卡73的数据寄存器来包含的15字符的SID-IMSI号码、15字符的IMEI号码等。SIM卡73是与本发明的SRM 50相关联的可移动存储器存储设备。参照图1，MSC 53接收REGNOT 117，执行与所包含的MSISDN-MIN号码的号码范围相关联的查找算法，并且确定用户认证过程、MSISDN-MIN号码转译过程的一个方面；SRM 50应当被指定为与服务类(COS)相联系的漫游用户还是归属用户。在这种情况下SRM 50分配有与当前的服务MSC 53无关联的MSISDN-MIN号码503-339-0321。

SRM 50在这一特定实例中被认为是漫游用户。全球所有MSISDN-MIN号码格式都按照如下命名来排列。号码规划区域(NPA)、局代码(NXX)和XXXX代码。基于移动用户单元(MSU)所关联的服务类(COS)将NPA和NXX代码分配给移动用户单元。XXXX或者电路代码指定特定节点代码或者点代码。有许多与政府有关的、与商业有关的以及普通客户的服务类(COS)。参照图4，在SRM 50用户选择普通话音呼叫时本发明应用两个普通用户MSISDN-MIN号码234。不可拨打MSISDN-MIN号码111a给具有多时隙-信道功能的各SVRO SRM 50。当用户选择SVRO宽带服务时可以利用一到八个不可拨打MSISDN-MIN号码111a，其中所述服务使用与任何常规反向上行链路和前向下行链路GSM数字业务信道(DTC)相关联的一到八个多时隙-信道TCH信道来始发并且连接到本发明的STEP网关系统。本发明将这些所选不可拨打MSISDN-MIN号码存储于作为包括印刷电路板(PCB)67的本发明SRM电子部件阵列的整体部分的并在图5和图4中示出的专用可编程USIM卡73或者常驻易失性认证数据库(ADB)86a、86b中。ADB 86a、86b包含如图26中所示公开的SHLR功能422中所包含的所有用户数据。参照图4，当号码命名被配置用以使用NPA和/或NXX时创建不可拨打MSISDN-MIN，其中所述NPA和/或NXX使用针对数字N的非标准数字0-9字符分配。所有电话号码命名按照如下数字数组来配置：NPANXXXXXX。在美国例如数字N总是局限于数字范围2-9。除了在某些服务类(COS)始发类别中之外，数字P、A和X全部分配以0-9。不可拨打MSISDN-MIN号码在最近几年已经在本领域中用来促进通过移动蜂窝控制信道和S S7网元的呼叫流和数据传送。比如在北美洲的控制信道应用数据(CCAD)Microburst网络这样的M2M遥测/远程信息处理服务使用了这一方法。

在SS7网络和带外呼叫建立路由方面，这些网络提供一种可拨打和不可拨打MSISDN-MIN号码，该号码充当配置为全局、群集和节点号码。TCAP-ISUP消息包含与ANSI-41和/或GSM-MAP始发点代码(OPC)以及目的地点代码(DPC)相关联的MSISDN。例如，本发明具有它自己的OPC和DPC代码集，所述代码集与分配给在GSM PLMN GPA内安装和工作的各SVRO虚拟网络的号码规划区域(NPA)相关联。事实上，各SW/SSP和SHLR具有与分配给每个SRM的每个已分配MSISDN-MIN相关联的它自己的OPC和ODC代码。在一些应用特定的情况下，包括与多个SRM 50相组合的一个或者多个STEP网关系统51的地区SVRO运营商将根据本地移动蜂窝市场运营实践而作为具有它自己的分配承载商I.D.、SID和/或IMSI数字指定的虚拟承载商来运营。

参照图1和图4，用于SVRO的不可拨打MSISDN-MIN号111a的关键优点在于使用比如普通电话设备、拨号调制解调器或者常规移动用户站之类的某一形式的客户驻地设备(CPE)的常规呼叫者不可能错误地拨打与SRM 50相关联的七到八个不可拨打MSISD-MIN号码之一。另外，SRM 50的又一模态被编程为仅对来自本发明的STEP网关系统51的拨号做出响应，而这一点是使用在所有PSTN和GSM PLMN 155区域中使用的标准呼叫者I.D.特征来实现的。当专用SRM被配置用以接受来自CPE 65、另一SRM或者标准移动用户站(MSS)的常规语音呼叫时，STEP网关系统在一些应用中作为呼叫转发网元。在所有情况下，STEP网关系统处理所有传入和传出语音和数据呼叫。SRM用户只能够通过它动态分配的多时隙信道之一接收常规语音呼叫。

参照图10，从STEP网关系统51a、51b、51c以及当前相关联的MSC 53和网关MSC 53a以外将无法接入不可拨打MSISDN-MIN号码和相关联的多时隙-信道。参照图4、图5和图10，被定义为本地市场STEP网关系统51a、51b、51c和全局STEP系统209的SRM50和STEP网关系统51包含认证数据库(ADB)86a、86b和86c，该数据库包含镜像数据存储模块，这些模块远程地提供可分配的可拨打MSISDN-MIN号码、不可拨打MSISDN-MIN号码、本地接入目录号码和幻象电子序列号。

例如在图10中，所有SRM 50、50a、50b和50c从不会具有永久分配的不可拨打MSISDN-MIN号码，因为本发明的本地市场STEP网关系统51a、51b和51c以及全局STEP系统209利用一种新颖的全局认证协议，该协议持续地扰动或者动态地重新分配可拨打的本地市场；如图10中所示的本地接入目录号码240、可拨打的本地接入MSISDN-MIN号码241、不可拨打MSISDN-MIN号码211以及幻象电子序列号(P-ESN)99a。不可拨打MSISDN-MIN号码211和幻象ESN号码99a将总是用来初始化常规语音呼叫或者用来通过使用可以在SVRO多时隙-信道语音和数据通信事件过程中接入的动态分配逻辑信道来接入SRM。参照图4和图5，认证数据库(ADB)86a和86b在SVRO多时隙信道通信事件过程中分别持续地相互通信。

SRM 50 USIM卡73是远程可编程的数据库，该数据库可以用与SRM 50的专用认证数据库(ADB)86a在逻辑上相关联的新分配的可拨打MSISDN-MIN号码来更新。SRM 50使用的所有USIM卡能够在单信道或者多信道通信事件过程中可从本发明的STEP网关系统远程地编程。本发明的认证数据库(ADB)86a在逻辑上与镜像认证数据库(ADB)86b交互。SRM 50认证数据库(ADB)86a接收如图5、图10和图17所示远程可编程的可拨打的本地市场MSISDN-MIN号码241、不可拨打MSISDN-MIN号码211、幻象电子序列号(ESN)99a、99b、IMEI号码110、IMSI号码99以及其它与认证有关的数据。如图5中所示，经由无线移动蜂窝公共陆上移动网络(PLMN)155从关联的STEP 51认证数据库(ADB)86b发送这些号码。这一独特协议用以提供在SRM 50标识方面的完全灵活性以便达到提供持续变化的标识以及灵活和低成本的自动漫游能力的目的。由于SRM 50将仅通过比如连接到STEP网关系统51、51a、51b和51c并且配置用以与该STEP网关系统一起单独地操作的GSM这样的主机移动无线蜂窝网络来工作，所以任何人试图非法地使用SVRO网络完全是徒劳的。这些自动更新协议动作在经由移动无线蜂窝网络PLMN 155从SRM 50发送到当前的服务STEP网关系统51的每个注册和服务请求过程中出现。

参照图3，在第一信道连接算法过程中，除了已经分配并且现在用于如图8中所示共计四个多时隙-信道的第一信道之外，SRM还选择三个多时隙信道并且发送多时隙服务请求(MSR)97a。参照图4和图5，SRM 50协议栈112经由专用数字业务信道(DTC)开销监视模块237、SRM认证数据库(ADB)86a和常驻SIM卡74数据库在逻辑上交互。在常规注册协议和始发语音呼叫过程中，SRM将利用将移动服务首先实例化的本地市场移动蜂窝承运商通过SRM50而编程到USIM卡73中的原先分配的可拨打MSISDN-MIN号码。这之所以必要是因为这是原先授权的SVRO服务的服务归属系统。在这一常规呼叫过程中，SRM 50将使用由SRM制造商分配并且在初始SVRO服务建立过程中原先使用的原先分配的ESN号码。然而，SRM 50原先设计有易失性ESN号码数据寄存器，该寄存器是经由网络拓扑以及管理当前的服务GSM PLMN 155的移动蜂窝承运商所设计的分配的虚拟SVRO信道从本发明的STEP网关51可动态地存取的专用认证数据库86a的一部分。

服务SS7网络和它的关联ANSI-411或者GSM移动应用部分(GSM-MAP)协议将允许不可拨打号码在本发明的STEP 51与它的关联SVRO归属位置寄存器(SHLR)66之间传递，该SHLR是本发明的STEP网关系统的中央部件。不可拨打MSISDN-MIN号码也能够是任何常规归属位置寄存器(HLR)60、拜访位置寄存器(VLR)61、MSC 53或者网关MSC 53a(也就是作为关键SS7网元之一的指定服务交换点(SSP))的用户简档的一部分。这些基本网元在不可拨打与可拨打MSISDN-MIN号码命名之间不进行区分。

也存在基于特定始发和终结服务类(COS)配置来阻止呼入呼叫者的方式，这些配置能够由主机移动无线蜂窝承运商来设置并且与本发明的STEP网关系统51串接。例如，将自动地阻止错误地拨打不可拨打MSISN-MIN号码的任何外部呼叫者。呼叫者将在他的CPE 65耳机中听到快速忙音增量，该增量指示了收到不可接受的拨打始发模式。本发明也提供用以针对各SRM 50用户显著地减少漫游费和长途费的新颖方式。本发明创建一种独特的全局呼叫流拓扑，渐进协议步骤如下。在图10中描绘了分成三个地理系统间操作区域即澳大利亚墨尔本、香港和伦敦的SVRO全局虚拟网络拓扑。用于单信道或者多时隙信道协议服务事件的呼叫流拓扑基本上以相同方式操作。例如，这里代表的本发明的SRM 50a、50b和50c示出了一个SRM能够如何从澳大利亚墨尔本202漫游到香港202b和伦敦202c、然后回到墨尔本并且在多个双向通信数据事件过程中持续地被认为是归属用户。自动漫游协议、处理和过程如下：SRM用户将他的SRM 50a的上电序列实例化，而SRM 50a检测服务GSM PLMN155a系统标识指定号码-承运商标识代码(SID-CIC)86a、86b和86cSID-CIC号码或者等效号码是都市用户区域还是乡村用户区域，该区域也称为唯一地标识各PLMN操作区域的移动用户区域(MSA)号码。通常经由SCH信道从当前的服务GSM BTS 54a广播SID-CIC，该SID-CIC向SRM 50a指示了它正在尝试服务接入到哪个网络。参照图4，SRM 50在物理上和在逻辑上构造为与SRM 50a相同，在SRM的物理和逻辑结构内包含的是STEP接入号码数据库202，该数据库在逻辑上保持所有已知的本地市场STEP接入号码51a，比如墨尔本STEP。这些STEP号码在逻辑上与如图10中所示作为当前的服务SRM 50a的GSM PLMN 155a相关联。每当SRM接入任何本地MSA(LMS)STEP 51a、51b、51c，这些号码就被更新。全局STEP209维护所有接入号码，比如本地接入目录号码240、本地接入MSISDN号码241、不可拨打MSISDN号码211、全局STEP接入号码351和幻象电子序列号(ESN)99a。当利用人机接口或者通过应用特定的自动机器语言过程对SRM进行实例化和上电时，SRM自动地检测与承运商相关联的SID-CIC号码，因为在多数情况下经由逻辑信道如BCCH、寻呼信道等通过所用绝对频率信道(AFC)来广播该号码。

本发明的SRM检测这些SID-CIC代码并且在算法上关联所存储的STAN-DIR 351号码，该号码实现对当前的服务STEP网关系统51a、51b和51c的接入，其中所述服务STEP网关系统51a、51b和51c互连到关联的本地MSA STEP网关系统。参照图1和图6，当SRM用户先向墨尔本GSM PLMN注册时，他暂时被认为是漫游移动用户，然而，本发明关于如何将各SVRO用户保持为归属用户而提供一种新颖特征。在一些情况下，墨尔本SRM 50用户原先在墨尔本购买他的SRM和服务。因此他被GSM PLM GPS和SVRO虚拟网络认为是归属用户。因此，墨尔本SRM用户能够立即连接到墨尔本STEP网关系统并且接入语音和多媒体数据服务。然而如果用户刚从海外归来而在其它GSM PLMN GPA区域中操作SVRO服务，则他将只是暂时向服务GSM PLMN注册为漫游者。

本发明引入在建立完整连接之前能够在SRM 50与本发明的STEP网关系统51之间双向发送的双向操控式铃声循环(MRC)230a和230b数据。本发明引入从专用谐波单音和多音频率、幅度以及相移变量中创建的SVRO谐波脉冲数据(SHPD)229，其中所述这些变量并不干扰正常电话带内和带外交换功能等。然而，类似于呼叫者I.D.，它能够在正常周期性铃声循环或者本发明的快速周期性铃声循环的静默时段期间在SRM 50与STEP网关系统51之间经由带内信道发送。静默时段已经用来将呼叫者I.D.呼叫方目录和/或移动标识号码从常规移动站(MS)发送到客户驻地(CPE)65电话设备。本发明修改了这种‘挂机’数据发送的装置和方法以便达到经由它的MSISDN-MIN号码、它的电子序列号(ESN)IMEI号码等等来标识SRM 50的目的。另外在这一MRC预连接时段期间，本发明按照H3D-GA-VM调制装置和方法的形式发送这个数据。这实现了高级别的加密。能够经由操控式呼叫者I.D.增量、操控式偏移ANI-Wink 228音调以及所有其它带内预连接谐波脉冲间隔来发送本发明的MRC数据，这些间隔允许文字数字数据的信道内双向发送，该数据并不干扰常规PSTN 58、ISDN 64、ISUP 323或者数据信道内以及带外SS7 59、ANI-WINK-多频(MF)发送。本发明实现了能够以双音多频(DTMF)或者多频(MF)信号的形式在带内T1中或者利用基于ISDN PRI的服务如AT&T的INFO或者Sprint的实时ANI或者等效服务带外地发送文字数字数据和文本信息作为本发明的MRC呼叫建立预连接数据的一部分。

对于本发明的MRC数据的装置和方法而言至关重要的是从作为如图4中所示各SRM 50的重要部件的STEP网关系统51发送GSM、CDMA、TS-CDMA和iDEN MTR SIM卡以及通用SIM(USIM)卡73更新这一能力和实用性。参照图1、图4和图6，在预连接时段MRC数据230a、230b循环过程中，本发明的STEP网关系统将更新的本地‘归属’用户MSISDN和MIN号码以及其它相关控制数据发送到作为SRM 50的部件的远程可编程SIM-USIM 73卡。紧接在收到这一数据时，SRM 50重新实例化和重新注册为本地SVRO用户。这一重要特征实现了用于SRM用户的大规模成批应用特定的功能和特征。本发明的预连接SHPD数据实现了应用特定的功能，比如机器到机器(M2M)遥测、远程信息处理数据、电子邮件、SRM控制管理、认证代码、消息等待指示符、文本数据、SVRO通用消息接发、SRM协议控制数据、一键通在线方指示符(PTT-OLI)231等。在图6中，这一新颖SHPD 229预连接双向数据可以是经由SVRO反向信道118始发于SRM 50，而在一个SHPD预连接通信事件过程中可以是经由符号流前向信道119始发于STEP网关51。事实上，本发明能够同时通过八个反向和八个前向TCH/业务信道来应用SHPD预连接数据。SHPD数据对于GSM、CDMA PLMN网元如MSC、BSC、IWF等是透明的。

参照图8，这一逻辑框图描绘了包括逻辑结构的八个多时隙逻辑信道171、172、173、174、175、176、177和178，这些逻辑结构定义为始发增量；通过以指数级联方式分配语音信道多时隙-信道来实现的在完成本发明的SRM 50的初始化时的多时隙语音用户信道分配。当常规呼叫者结束他的呼叫而BTS-BSC将TCH信道设置为空闲状态215a模式时，在实例化经由控制信道204对TCH信道的关联控制释放时，这一方法的核心特征是基于用户多时隙-信道的随机可用性。这发生在经由来自所选控制信道204的实例化来释放这一用户TCH信道并且该信道开始突发零时，其中所述所选控制信道204在各用户业务信道的逻辑界限内操作。在一些情况下，当SRM 50在渐进多路复用级联功能中从一个和/或多达八个始发增量初始化直至所有分配的虚拟电路被占用并且经由当前的服务公共陆上移动网络(PLMN)155而指向关联的STEP网关系统51时，整个数字业务信道能够虚拟地变成SVRO多时隙信道126。本发明按照这种方式通过现有第2代(2G)网络来提供带宽持续较大距离的连通性以及宽的带宽。

参照图1，服务PLMN分别经由PSTN、ISDN PRI电路、帧中继电路和具有USUP 232功能的电路互连到关联的MSC 53和/或网关MSC 53，这些电路直接在服务承运商交换机间的通信群中操作。在一些应用特定的情况下，所选SRM 50将总是被认为是漫游移动用户，而在其它情况下即使相同的SRM 50在受访GSM PLMN规划区域中操作，则该相同的漫游SRM 50仍然将被认为是归属用户。这对于移动应用等而言尤为重要并且实现本地呼叫者费率、消除昂贵的长途费等。这种方式的重要性也实现了SRM模块50遍及世界的简单分布而无需在遍布特定的公共陆上移动网络规划区域(PLMN)155来布署SRM模块时执行地区特定的修改。

本发明通过GSM以及其它可比较的移动蜂窝网络如CDMA2000、UMTS-IMT-2000、GPRS、EGPRS、I.P.语音网络等来实现操作。事实上，本发明的虚拟认证装置和方法虚拟地模仿GPRS、EGPRS、3GPP多时隙-信道用户认证方法。本发明应用了对GSM-MAP-无线智能网络(WIN)第1阶段、第2阶段、第3阶段等简单而有效的虚拟操控。在有必要时本发明也利用对CAMEL协议的巧妙操控。第3代(3G)系统如UMTS等使用CAMEL来实现对运营商特定的智能网络(IN)应用如预付、呼叫屏蔽和监管的世界范围的接入。CAMEL是主要的GSM第2阶段加上对引入UMTS虚拟归属环境(VHE)概念的增强。本发明使用CAMEL方式来实现GSM(2G)网络无缝转变到第3代(3G)操作和WI-MAX-IEEE802.16世界中而没有与GSM 2G网络的升级相关联的巨大成本，该GSM 2G网络的升级使用包括典型基础结构升级的常规系统和关联网元，该典型基础结构升级使用了GPRS、EDGE、EGPRS、UMTS-宽带CDMA、CDMA20001X等的硬件和软件部件。

本发明简单地匹配或者超过所有这些3G和WI-MAXIEEE802.16e 4G解决方案的空中接口和支持的网络性能要求。在VHE背后的概念是实现灵活的服务定义的平台，该定义实现了对应用特定的服务创建工具的动态集，该动态集使主机移动无线蜂窝承运商能够修改或者增强现有服务和/或定义与新的普遍控制信令系统第7号(CCS7)协议、CAMEL应用部分(CAP)相关联的新服务。本发明利用这些优点创建一种高度灵活的信令和多时隙-TCH信道呼叫路由机制，该机制使用数字语音信道来发送即运送以本发明的Holophasec 3D-GA调制(H3D-GA-MOD)为基础的高速无损符号数据。

参照图17，本发明实现了使用具有一个可信归属用户账户和/或一个漫游用户账户的一个SIM卡和/或USIM来同时分配多达八个反向上行链路118 TCH话音信道171、172、173、174、175、176、177和178以及多达八个前向下行链路119TCH话音信道171a、172a、173a、174a、175a、176a、177a和178a。在一些情况下本发明利用TCH半速率信道，在这些实例中本发明能够利用16个反向上行链路信道和16个前向下行链路信道。在SRM 50与当前的服务BTS 54之间发生高程度的双向发送活动。在GSM中SRM 50使用BTS/BS标识代码(BSIC)313a来在另一相邻BTS和基站子系统(BSS)阵列与另一邻居GSM MSA PLMN BTS和BTS基站子站阵列之间进行区分。这个BSIC代码也将服务GSM PLMN 155与也广播它自己的SID号码的另一邻居GSM PLMN相区别地唯一地标识出来。本发明独特地利用这个BSIC和SID 350代码以便SRM 50准确地知道在完成(a)GSM PLMN注册通知以及所公开的(b)MRC预连接注册和SIM-USIM卡MSISDN-MIN更新协议、处理及过程时拨打哪个关联的STAN DIR号码351。所有BSIC代码313和MSA SID号码350被存储于全局STEP并且被传递到所有MSA STEP网关系统51以便持续更新添加和改变。每当SRM 50向当前的服务STEP网关系统注册并且(a)执行双向MRC预连接数据和/或(b)执行任何其它信道内通信时，就更新所有相关STAN 351、351a号码。所有相关SID号码350和BSIC代码313被存储于在如图4中所示各SRM 50中嵌入的专用数据库中。

参照图17，通过语音信道的常规GSM通信被完全地加密。此外，本发明由于能够生成并且分配给各单独SRM 50的n维字母表而引入高得多的加密级别和安全级别。常规GSM加密涉及到如下步骤。图17示出了在GSM中使用的加密方法以及其它重要特征。在通过获取114明文数据突发308b、308a并且利用114位密码块306b执行“异或”逻辑函数运算来以114位的块为单位在发射机处对数据进行加密。通过获取114位的加密数据块并且使用在发射机处使用过的相同114位密码块306a执行相同“异或”运算来执行在SRM 50处的解密函数。通过被称为A5 309a、309b的加密算法在BTS-BS 54和SRM处产生在用于给定发送方向的发送路径的两端使用的密码块。A5算法使用了在常规呼叫建立过程中发生的认证处理过程中产生的64位307a、307b密码Kc 305a、305b以及使用了22位304a、304b TDMA帧数计数303b、303a，该计数取从0到4194304的十进制值并且具有与GSM超帧的间隔相近的约五小时的重复。A5算法在各TDMA时段期间产生两个密码块，一个用于上行链路路径或者反向信道118，而一个用于前向信道或者下行链路路径119。本发明通过对具有它自己的64字符电子序列号的A5算法进行“捎带(piggybacking)”来利用一种对这一常规加密装置和方法的独特扩展，因为当一个A5循环移位数学结果时，在下一SVRO信道内注册更新过程中能够更新和下载新的H3D-GA-VM字符或者完整语言库。这一方法能够被自动地应用为一种全内含数字键移方法或者被单独地执行为一种独立算术过程。本发明的H3D-GA-VM也可以在A5方法调用它的变化时每五小时自动更新。这在算法上也可以联系到新H3D-GA-VM算法词典的自动分配。

本发明组合这一常规装置和方法并且添加创新的加密级别，其中各SRM能够具有它自己的Holophasec 3D遗传算法虚拟调制语言(H3D-GA-VM)。事实上这一新颖性对于高安全性的无线通信应用如金融交易动作通信、军用通信、执法通信等而言是理想的。本发明提供了用于每当如图1中所示SRM 50和STEP网关系统51执行信道内注册时就改变所应用的H3D-GA-VM的装置和方法。无论网络信令和认证装置及方法的类型如何，本发明都巧妙地操纵MSISDN-MIN认证方法、15字符的国际移动设备标识(IMEI)号码、15字符的国际移动用户标识(IMSI)和SRM 50电子序列号(ESN)。在算法上完成这一点以便通过八时隙GSM数字业务信道(DTC)、CDMA IS-95/2000、TS-CDMA数字业务信道等实现多时隙信道。参照图1，本发明提供了用于当建立的服务类对来自单个SVRO无线电模块(SRM)50的一到八个同时语音呼叫起作用时将现有未修改的绝对频率数字业务信道(DTC)多时隙信道视为虚拟操控的专用符号数据电路。这是从八个时间多时隙151的反向上行链路信道118以及八个时间多时隙152的前向下行链路信道119来实现的。服务移动无线蜂窝网络将SRM 50“看成”以与八个分离用户移动站(MS)相同的方式通过分配的数字业务(DTC)进行操作。然而本发明实现这一虚拟解决方案，由此服务移动无线蜂窝承运商只需发出如分别描绘了SVRO SRM 50和多模式调制解调器416的图4和图11中所示的一个SIM卡73和/或USIM。图4和图11均描绘了基本上相同的设备，所述设备能够针对广泛多样化的应用特定的目的和功能以不同配置来生产。然而SVRO调制解调器具有能够与线路电压进行接口的附加功率要求，因此电源阵列196被具体表达为包含多个功率电容器429a、429b、429c和429d以及其它有关部件。类似于任何调制解调器，本发明提供了功率指示灯190a、信道同步190b、发射机同步190c和接收机同步190d。调制解调器也包括传入和传出陆线线缆接口，比如来自计算机的输入RJ 45 192a和来自计算机的组合RF-45 192b、RJ 193b输入、以及到壁输入接口193a的输出RJ-11。这里也有实现高分辨率人机接口(HMI)活动等的ARM处理器419。

在一些应用特定的情况下，本发明的装置和方法在一个SVRO多时隙通信事件过程中无缝地发送多达八个不同MSISDN-MIN、ESN号码、IMSI和IMEI号码。本发明以这样的方式使用多达八个专用多路复用数字空中接口和T1语音电路交换信道从而模仿了使用TCH业务信道和光纤TCP/IP时隙的GPRS和3G主机网络。然而本发明应用的虚拟网络方法操作起来更高效并且仍然表现无线SVRO广播性能而且操作起来更高效，与如今本领域中已知的任何纯分组交换技术相比在更低的成本下具有大得多的安全性和可靠性量值。在更多其它应用特定的情况下，本发明实现了当在通过移动无线蜂窝网络如GSM的单个SVRO宽带通信事件过程中一到八个反向TCH话音信道和一到八个下行链路TCH话音信道分配给一个SRM 50时使用相同的可拨打或者不可拨打MSISDN-MIN号码集以及一个指定的ESN号码、IMSI和IMEI号码。如图26中所示，SVRO虚拟网络是服务于无线金融通信应用、执法通信、军用通信、教育用途如远程教育、借助使用了专用个人数字助理(PDA)而不是数字和普通书写语言的部落符号的银行业以及远程教育等的最佳解决方案。

本发明提供了从起源点到目的地-终结点的更快连接和断开时间以及数据传送，该目的地-终结点是比如GPRS、EGPRS、CDMA2001X、3G、UMTS-IMT-2000、4G-OFDM等任何网络。参照图14，本发明通过公共TCP/IP-VOIP网络或者虚拟专用网络(VPN)197来使用仅用于安全金融通信等的纯分组交换拓扑。ASP 55d、55e在这种情况下分别是银行ATM交换机245和银行EFT/POS交换机246。应用特定的存在点在能够包含ATM交换机ASP 55d和EFT/POS交换机246的安全金融通信网络群247内操作。SRM 50d在物理上和在逻辑上与一个专用设备如EFT/POS终端244进行接口。在又一规范244i中，图示公开的是一种实现了彼此独立地进行工作的八个商户EFT/POS终端244a、244b、244c、244d、244e、244f、244g和244h的拓扑。然而，各终端能够同时通过一个SRM 50d与本发明的STEP网关系统51d通信，因为本发明能够利用GSM数字业务信道的所有八个信道或者任何多信道物理层(PHY)IEEE802.11和IEEE802.16e。SVRO H3D-GA-VM调制方法也能够应用虚拟信道内于CDMA PLMN 155f和物理层和/或虚拟信道内WI-MAX 802.16PLMN。此外本发明能够互连实现了本领域技术人员众所周知的自动柜员机功能的一个或者多ATM KIOSK的阵列248。

本发明的SVRO H3D-GA-VM调制方法能够通过GSM和CDMA移动蜂窝PLMN网络提供带宽用以递送电子报纸250、视频文件内容251和音乐文件内容252等。在一些配置中，本发明提供了一种同时通过GSM PLMN网络155e、CDMA网络155f、IEEE802.16e WI-MAX网络、IEEE802.11 WI-FI IEEE802.11网络和蓝牙工业系统管理(ISM)设备以及小型个人微微网络和自组织网络进行通信的多模式SMG 50g。事实上，本发明的SRM能够被配置用以在这些公开的网络之间无缝漫游而无需操作员选择任何人工调节。在所有这些网络中本发明分别通过单个信道或者多个信道在一个SVRO通信事件过程中利用动态地应用的H3D-VOIP 197和/或标准TCP/IP 62和/或标准H3D-PCM 126和/或这些数据和语音采样方法中任何三种方法的组合，并且无论用户正在利用的当前的服务移动PLMN网络如何，所有SVRO通信采样无论类型如何都由本发明的STEP网关系统51d和51e来路由和管理，无论各采样是分别由SW/SSP 87e还是作为各STEP网关系统的整体部件的专用分组交换服务器来交换。

参照图1、图3、图4和图5，SVRO多时隙信道通信事件包括新颖的带内多时隙-信道服务请求97数字语音信道分配协议、新颖的呼叫路由协议以及认证方法，这些协议和方法是本领域中独特的物理和虚拟功能协议。SRM 50被当前的服务GSM PLMN认为是基本上另一常规用户。SRM 50经历与任何移动站(MS)相同的标识过程。类似于任何其它移动站(MS)，SRM 50执行初始单信道注册、认证过程以及空中接口信道和相关联的电路分配。

参照图15，在这一绘图中描绘了一种在逻辑上包含所有已知GSM控制信道阵列的数字业务信道(DTC)逻辑树拓扑260。数字业务信道(DTC)201是包含多达八个时间多时隙261的物理频率信道，这些多时隙运送两个通用类型的通信：即用户业务和控制信息。用户业务由逻辑业务信道(TCH)262运送而控制业务由在各时隙的控制层内操作的多个控制信道运送。八个时隙包括本发明通过单个绝对频率数字业务信道(DTC)201的多时隙-信道通信。后继逻辑用户和控制信道结构如下所述。参照图1，大量信息在SRM 50与当前的服务收发机基站(BTS)54、也称为基站子系统(BSS)的控制一个或者多个收发机基站的基站控制器(BSC)63等之间发送。在数字业务信道(DTC)201的频率状态界限内操作的逻辑信道运送包括语音和数据信息的用户信息以及控制信令数据。根据发送信息的类型，使用不同逻辑信道。这些逻辑信道被映射到如图8中所示的物理数字业务信道(DTC)201时隙，分别为171、172、173、174、175、176、177和178。

参照图15，例如通过称为八个业务信道(TCH)262之一的所有八个逻辑信道来运送数字话音。在GSM系统中没有预先分配射频(RF)承运商或者时隙供任何特定任务的独占使用。如前文所公开的那样，在GSM物理信道中有两种基本逻辑信道类型：在GSM物理数字业务信道(DTC)的逻辑帧内的TCH 262和控制信道(CCH)204。逻辑业务信道(TCH)262用来运送数字量化的话音或者用户数据如异步9.6.数据、G3传真数据、分组组装器/解组装器数据、高速电路数据(HSCD)以及其它远程服务数据等。本发明引入在这里定义为Holophasec 3D调制(H3D-GA-MOD)的第三种虚拟应用的替代方式，该方式提供用于布署等效2.5G、3G和4G性能同时通过世界上具有遍及整个给定拓扑渗透良好的连续GSM 2G网络的地区来实现快速虚拟布署。本发明能够同时将H3D-GA-调制虚拟地应用于GSM、WI-FI-IEEE802.11和WI-MAX IEEE802.16e。

本发明巧妙地操控这些控制信道的各种方面以便在一个数字业务信道(DTC)的操作约束内实现来自一个SRM的无缝认证、多时隙信道TCH 262以及控制信道CCH 204分配，其中该SRM变成作为移动无线公共陆上移动网络(PLMN)如GSM移动通信系统的网络拓扑一部分的SVRO承运商126。TCH 262支持两种信息速率即全速率(TCH/F)263和半速率(TCH/H)264。TCH/F 263运送12Kbps的用户话音，TCH/H运送4.8kbps和2.4kbps的用户话音。有三类控制信道：通过广播信道(BCH)267运送的广播控制信道(BCCH)270、公共控制信道(CCCH)271以及专用控制信道(DCCH)275。BCCH 270信道是点到多点单向信道。这些信道用于比如校正分配的移动DTC物理信道频率、帧同步以及整体控制信道(CCH)204结构这样的功能。这些广播信道是仅为下行链路/前向的信道。其它信道属于BCCH 270组：前向控制信道(FCCH)268和同步信道(SCH)269。FCCH 268是下行链路点到多点信道。FCCH信道268运送用于SRM 50或者任何其它常规移动用户站(MSS)的频率校正的信息。这一信道是无线电子系统的正确操作所需要并且允许SRM 50准确地调谐到收发机基站(BTS)54的信道。

FCCH 268在它的突发生成中发送全零以代表在图8中分别表示为171、172、173、174、175、176、177和178的所有八个多时隙信道的信道结构内的未调制载波。当这些所示的多时隙-信道中的一个或者多个空闲时，分别在图4中表示为112、在图5中表示为112b和在图15中示出的SRM 50专用协议栈部件基于通过一个或者多个FCCH 268发送的传播零来检测一到八个多时隙-信道的空闲状态，在后注册过程期间完成第一信道分配时，SRM 50如图3中所示将多时隙-信道请求(MCR)97a发送到相关联的STEP网关系统51。在这种情况下，与支持信息及时递送的发送速率相联系的所需数据净荷需要总共三个信道，所述三个信道将支持从60Kbps到130Kbps的合计数据速度。这一性能对于遍及发展中国家提供低成本长距离的宽带数据服务而言至关重要。例如在这种情况下，SRM 50分配有将运送常规语音或者本发明的Holophasec 3D调制(H3D-GA-VM)方案的如图8中所示的时隙信道六176。如果用户请求多两个的时隙而两个其它时隙空闲并且正在经由FCCH 268在这些信道的逻辑突发内广播零，则如图4中所示经由它的专用DTC-CH监视237算法活跃地监视忙/闲位状态的SRM 50将“抓取”该信道用于从SRM 50传输H3D-GA-VM到STEP网关系统51。所有相关控制信道业务(CCH)204分别在如图8中所示与分配的数字业务信道(DTC)相关联的各时隙171、172、172、174、175、176、177和178内工作，而所有控制信道功能通过SRM DTC监视装置和方法来监视。

参照图15，由于任何服务移动无线蜂窝承运商如GSM移动网络提供商PLMN 155所供应的MSISDN-MIN组合，SRM 50如所公开的那样有时被认为是漫游移动用户或者归属SVRO用户。参照图5，SRM 50与关联的STEP网关系统51相结合地执行所选认证过程，这些过程引起下两个信道时隙三173和时隙七177对关联的当前的服务移动无线蜂窝运营商拜访位置寄存器(VLR)61也就是相同VLR61的自动注册和分配。STEP网关系统51包含如图3、图5和图26中所示专门修改的SVRO归属位置寄存器(SHLR)66。在图3、图4和图5中，当从位于SRM 50中的本发明协议栈112收到多时隙服务请求(MSR)97a时，STEP网关系统51的协议栈112a经由STEP网关系统VPN信道拓扑结构203a、203b、203c、203d、203e、203f、203g、203h、203i和203j将专用主机移动无线蜂窝注册和认证指令发送到SHLR 66。SHLR 66如图16中所示将适当的GSM MAP协议脚本通信发送到当前的服务VLR 61。在相同时域期间，STEP网关系统51发送来自STEP网关系统51专用认证数据库(ADB)86b的认证数据库(ADB)更新消息97a，该消息包含用来借助当前的服务VLR 61等实现恰当的和可接受的认证更新的当前可用的可拨号MSISDN-MIN号码96、不可拨号MSISDN-MIN号码111b、电子序列号(ESN)99、国际移动设备标识(IMEI)号码110和国际移动用户标识(IMSI)号码313。参照图3，在分别如图5和图4中所示的SRM 50和STEP网关系统51的协议栈112b和112所发起的对分配附加多时隙-信道的任何尝试之前，从关联的STEP网关系统51发送ADB更新消息到SRM 50。

参照图15、图17，同步信道(SCH)269运送用于SRM 50的帧同步以及当前的服务BTS 54的标识代码的信息。SCH 269具有在初始注册和始发过程中分配的先前为SRM 50所知的64位二进制序列。SRM 50通过将位与内部存储的64位相关来实现相对于包含时隙的GSM帧而言的准确时序同步。SCH 269将根据常规GSM规范的服务BTS 54代码、基站BTS标识代码(BSIC)313、313a、313b以及简化帧号码(RFN)运送到SRM 50。公共控制信道(CCCH)271是点到多点双向信道。它们主要用来运送用于访问SRM 50管理功能所必需的信令信息。这些信道用来在专用控制信道(DCCH)275通向SRM 50之前在SRM 50与(BTS)54之间建立连接。有从BTS54传播到SRM 50的两个下行链路信道以及从SRM 50传播到服务BTS 54的一个上行链路DCCH信道275。下行链路信道是寻呼信道(PCH)272和接入许可信道(AGCH)273。PCH信道272用来寻呼SRM 50。AGCH 273用来将SRM 50分配给特定DCCH 275。随机接入信道(RACH)274是从SRM 50传播到当前的服务BTS 54并且用来请求分配DCCH 275的上行链路信道。DCCH信道用于在始发/呼叫建立之后的信令和控制。有两类DCCH信道275即独立专用控制信道(SDCCH)285和关联控制信道(ACCH)276。SDCCH285是其分配与多时隙-TCH 262的初始分配没有联系的DCCH 275。SDCCH 285用于认证各SRM 50可能使用的如图8中所示也分别称为TCH信道的多时隙-信道171、172、173、174、175、176、177和178。SDCCH 285也用来提供位置更新以及用于对TCH信道的分配。关联控制信道(ACCH)276也有两类即慢速关联控制信道(SACCH)277和快速关联控制信道(FACCH)278。SACCH 277总是与TCH 262或者SDCCH 285相关联。SACCH 277用来运送普通控制信息。FACCH 278类似于在正在发送数据的同时排除用户信息的空白和突发(blank-and-burst)信道。FACCH 278主要用来发送交接命令。

参照图15，示出了在GSM DTC 201中使用的所有逻辑信道。仅有的其它控制信道变型必须利用全速率和半速率的发送速率。附加的控制信道操作模态如SDCCH/4 286、SDCCH/8 287、FACCH/F279、FACCH/H 280、SACCH/TF 281、SACCH/TH 282、SACCH/C4283、SACCH/C8 284等用来传送本发明的新颖虚拟认证和控制协议、处理和过程作为任何其它控制信道和TCH帧组合。这些控制信道属性涉及GSM DTC 201能够如何在其它全速率卷积代码或者半速率卷积代码下操作。无论GSM承运商调用全速率还是半速率操作模态，用户数据和控制数据格式保持基本上相同。诸如允许的逻辑组合等主题内容是本领域技术人员众所周知的而在这里无需加以公开。

然而，使用了涉及到多时隙-信道分配和相关认证协议的虚拟地适用的逻辑信道组合。在图15中，可用的前向/下行链路信道频率如BTS 54到SRM 50以及反向/上行链路信道SRM 50到BTS 54被划分成200kHz的所称的绝对射频信道号码(ARFCN)，即物理频率DTC201信道。正如所公开的那样，八个潜在用户信道的每一个利用相同定义的DTC并且占用了拥有0.57692ms时域的唯一时隙。参照图13，GSM网络系统使用五种不同类型的突发：正常突发、同步突发、频率校正突发、接入突发和伪突发。正常突发用来运送在除了RACH274、SCH 269和FCCH 267以外的逻辑业务信道(TCH)262a和控制信道204a上运送符号数据信息。BCH 267和CCH 275前向控制信道仅实施于某些绝对射频信道号码(ARFCN)信道上并且以特定方式分配有时隙，每个用户占用每GSM帧唯一时隙或者时域。类似于任何常规移动用户站(MSS)，本发明的SRM 50能够监视邻近DTC信道和其它邻近BTS站以及可能包含SVRO服务的无缝操作所必需的逻辑信息的BCH信道267和CCH信道275。这些时隙也分别称为多时隙-信道171、172、173、174、175、176、177和178。如图8中所示，各用户多时隙-信道也称为TCH信道262和/或CCH 204。各时隙包括156.25位，其中8.25位用于防护时间而6位是用来防止与相邻时隙重叠的开始位和停止位。在本发明通过如图16中所示STEP网关系统51 SVRO归属位置寄存器(SHLR)利用同步突发、频率校正信道突发、接入突发和GSM-MAP认证之后，这一防护时间允许SRM协议栈抓取/连接到空闲TCH语音信道。参照图13和图17，同步突发266用于SRM 50的时间同步。这一突发包含64位的长同步序列300c。

加密的78位300b-300d用于运送GSM TDMA帧号码303a、303b的信息以及BTS标识代码(BSIC)-(SID)。GSM TDMA帧303b如图15中所示通过SCH 269来广播，以便保护用户信息免遭窃听。这是通过在发送信息之前对它进行加密来实现的。参照图13和图17，该算法使用GSM TDMA帧号码303a、303b作为用于计算加密密钥的输入参数。由于知道GSM TDMA帧号码303a、303b，SRM 50将知道哪种逻辑信道正在分别与前向下行链路TCH信道和反向上行链路TCH信道的时隙一171、171a相同的CCH 204-204a时隙零298a上发送。频率校正信道突发用于SRM 50的频率同步。固定的输入位全都是零，使调制器在额定频率以上递送具有1625/24kHz偏移的未调制载波。

在图15和图16中，这一重要方面被本发明用来同步所有多路复用的多时隙-信道与SRM 50在它操作于单个物理数字业务信道(DTC)201内时的物理和时间位置以及它在逻辑上包含的TCH 262和CCH 204信道突发。本发明无需BTS 54补偿正在从可能对无线电信号造成不同多径、衰落以及其它异常的不同物理拓扑位置进行通信的多达八个不同移动站(MS)的正常物理距离。当发生这一点时，BTS 54必须执行大量时序校正工作，以在某些情况下保持正在从相对于BTS 54的地理位置而言各具有60°度和/或120°度扇区天线阵列的不同地形向量位置进行操作的多达八个分离移动站。当SRM 50使用所有八个时隙-信道时，BTS 54无需补偿多个移动站的时序，因为仅有必要在SRM 50一次接入和使用一个以上TCH时隙时执行各时隙之间的少量补偿。本发明由于协议栈的简洁而实现了更好的多时隙交织性能和虚拟信道管理。本发明使用串联小型突发分组而不过度地使GSM网络承受负担。参照图13，接入突发288用于随机接入并且具有较长的防护时段以保护来自如下常规移动站的突发发送，该移动站在它首次接入系统时并不知道时序超前。这通常允许与服务BTS 54距离有35公里之远，只要各移动站留在服务BTS 54扇区/天线阵列的焦点范围内。

当SRM 50接入多时隙-话音/语音TCH 252信道时，它们被分配和连接到相关联的STEP网关系统51，因为SRM 50在它正在接入多个TCH时隙时总是在相对于BTS 54的相同物理位置，所以将没有多时隙时序的差别。参照图15，在SRM 50经由在各CH逻辑信道结构内可接入的控制信道(CCH)204来执行新颖的虚拟话音/语音服务之前，SRM 50和STEP网关系统51执行所选信道内认证和GSM MAP带外多信道认证。在使用分配和连接到本发明的STEP网关系统51的第一TCH话音/语音信道作为用于这些基本虚拟指令的传送手段的同时各附加多时隙话音/语音信道被分配给当前操作的SRM 50之前，STEP网关系统51同时地执行虚拟GSM MAP多时隙-信道注册和认证数据库(ADB)更新97a。经由利用高级数据链路(HDLC)225协议的ISUP交换机间连接方法203a进行到STEP网关系统51-交换机/SSP 87的连接。HDLC协议双向地建立在分别如图5和图16所示的本发明STEP网关系统51与当前的服务MSC 53和/或网关MSC 53a之间连通的链路。

参照图14、图15和图17，将GSM数字话音/语音信道用于无损应用特定的符号数据的一个主要优点在于它被重度加密。本发明率先以这种方式使用重度加密的GSM TDMA话音信道来发送和保护金融通信。本领域技术人员无一曾将未修改的GSM TDMA-TCH话音信道用于语音之外的数据。这一方面对于与如下金融通信有关的安全分支而言非常重要，这些金融通信在使用H3D-GA-VM 249和H3D-加密224的同时支持通过TCM话音信道对自动柜员机(ATM)248交易以及商户终端电子金融交易销售点(EFT/POS)224、224i交易的移动无线蜂窝传送。通过获取114位明文数据块308a、308b并且利用114位密码块306a、306b执行“异或”逻辑函数运算来以114位的块为单位在发射机处通过常规装置对数字话音/语音信道数据进行加密。

通过获取如图13中所示114位的加密数据块300b、300d并且使用如图17中所示在发射机处使用过的相同114位密码块306b执行相同“异或”运算来执行在接收机处的解密函数。通过被称为A5309a、309b的加密算法分别在BTS 54d、54d、54和SRM 50d、50e和50处产生在用于给定发送方向的发送路径的两端使用的密码块306a、306b。A5算法使用了在呼叫建立过程中的认证处理过程中产生的64位密码Kc 305a、305b以及使用了22位GSM TDMA帧数计数(COUNT)，该计数取从0到4194304的十进制值并且具有与GSM超帧的间隔相近的约五小时的重复时间。A5 309a、309b算法在各GSM TDMA时段期间产生两个密码块，一个用于反向上行链路信道118而一个用于前向下行链路信道119。本发明将这一内置安全方法与常规金融通信加密相组合，然后在使用H3D调制249的同时利用H3D-GA-加密224将它全部交换(swap around)，该H3D-GA-加密224应用与量子加密级别做比较的安全措施。

参照图17，常规加密方法与本发明的新颖H3D-加密224和H3D-GA-VM调制249方法的独特综合提供了世界上最坚固的加密。从TDMA帧号码303a、303b导出GSM TDMA TCH信道64位密码密钥370a、307b以及114位密码块306a、306b。这些号码在数学上用动态地分配给各SRM 50的各可拨打的本地接入MSISDN-MIN号码241、不可拨打MSISDN-MIN号码211、IMEI号码110、ISMI号码99以及电子序列号(ESN)99a的数值进行内插。STEP网关系统51从不向SRM 50分配永久形式的这些关键标识号码。这一独特综合提供了通过本发明的组合装置和方法所实现的另一安全控制级别。本发明在一个应用特定的数据通信事件过程中使用多个数字话音/语音TCH信道262。本发明同时跨经不同信道发送和多路复用完整金融通信方法的不同部分以便提供可能有的最佳效率级别。本发明从不连续两次以相同方式重复相同模式。窃听者从不可能预测在始发和终结处理过程中哪个TCH信道262传送消息的特定部分以及如何和以什么组装-解组装次序来传送该特定部分。

参照图2、图17和图19，这三幅绘图包括本发明的加密装置的全体，此外本发明也利用了在本发明的装置和方法内隐藏的各种技术商业秘密算法过程。然而，图19揭示了这些隐藏装置的“产物”。在图19中描绘了十个不同的H3D存储符号词典采样311a、311b、3111c、311d、311e、311F、311G、311H、311i和311J。各采样代表英文字母“A”310a、310b、3110c、310d、310e、310F、3101G、311H、311i和311J，各采样具有用于各所属符号字符的从三位到六位的符号权值。事实上所有上下文字符由于本发明的符号语言装置和方法而能够等于三位。这一方法动态地增加信道内符号速率而无需常规的数据压缩。在图2中，采样311a代表无穷符号采样变型之一，这些变型能够代表三位字母“A”或者在任何人类或者机器语言中存在的任何其它上下文字符，这些语言包括亚洲语言、欧洲语言等中的任何语言。本发明能够生成等于256字符全ASCII词典的并且转换成其它语言的任何上下文字符。所有已知数字符号0-9和/或任何数学符号语言也可以被代表。所有所选通信信道具有以频率、相位和幅度状态界限限制为基础的性能限制。出于全范围的应用特定的目的，本发明在映射现有语音采样以及信道内控制/信令创建的无损符号数据方面操控脉冲代码调制(PCM)上下文和控制信息采样。

本发明能够操控产生无穷多样符号状态的线性相位、频率和幅度水平以及这些参数的相互关系。在图19中描绘了H3D调制249采样的仅仅10个例子。可以出于在各种条件之下优化信道空间的目的而应用这10个例子。参照图19和图2，也可以针对优化当前SVROPCM通信信道条件207来应用这十个例子。可以根据性能以及所选采样状态有多么好地用来优化通信质量来定义信道操作状态。在从一个到十个条件的规模，这一相等的框架涉及各种操作条件或者状态界限。条件状态界限一207a等同于最差质量，其中信道仍然能够传播符号数据，但是它在当前的服务BTS将要引起交接到将更好地服务于本呼叫的另一邻近信道时接近不稳定水平。条件状态界限十207j是最优信道条件。当信道正在信道条件状态界限十207j以下工作时当前代表字母“A”310J的采样311J可能用于这一上下文符号的发送。按照作为如图4中所示协议栈112的完整功能的本发明独特DTC信道监视237方法所检测到的瞬时信道条件，各信道条件状态界限一207a、信道条件状态界限二207b、信道条件状态界限三207c信道条件状态界限四207d、信道条件状态界限五207e、信道条件状态界限六207f、信道条件状态界限七207g、信道条件状态界限八207h、信道条件状态界限九207i和信道条件状态界限十207j利用最好的H3D-词典170符号来代表字母“A”。这只是本发明的装置和方法所提供的创新之一。

参照图16、图17和图18，SRM 50多时隙-信道TCH分配以及SRM 50多时隙-信道认证在这里是按照通过当前的服务移动无线蜂窝PLMN 155如GSM PLMN的SVRO拓扑呼叫流来描述的。本发明的呼叫流以两种主要方式发生。(A)本发明的SRM 50能够始发主要语音呼叫和数据呼叫，这些呼叫总是经由正如任何常规移动用户站(MSS)的当前服务移动无线蜂窝PLMN 155电路交换拓扑来路由即终结于关联的STEP 51处；以及(B)STEP 51也能够经由与常规PCH信道寻呼功能的新颖使用相联系的移动无线蜂窝PLMN 155电路交换拓扑来将SRM终结的主要语音呼叫和多时隙-信道数据呼叫始发到SRM 50。两种呼叫流模态在一起包含完整的SVRO语音和/或数据通信事件。本发明也使用本领域众所周知的标准呼叫释放算法。因此对于这里的目的而言无需公开所选的标准呼叫释放协议。

所有SVRO语音和数据GSM、WI-FI IEEE802.11和WI-MAXIEEE802.16e业务总是通过关联的STEP网关系统51来路由。这一重要规则没有例外。保持这一规则以便实现最高安全性的模态、最成本有效和有利的商业模态以及技术效率对承运运营商和用户的递送。例如，即使呼叫者正在使用常规客户驻地设备(CPE)65设备如常规电话或者常规移动用户站(MSS)157，则呼叫者使用可拨打10位数的本地接入目录号码(LA-DIR-号码)240。当拨打这一号码时，使用实现常规语音连接到SRM 50用户的交换机转换方法按照常规装置和方法通过关联的PSTN网元将呼叫路由到本发明的STEP网关系统51。

参照图16、图17和图18，到一个或者多个多时隙TCH话音/语音信道171/171a、172/172a、173/173a、174/174a、175/175a、176/176a、177/177a和178/178a的STEP网关系统51始发/SRM 50终结的语音呼叫和/或数据呼叫被认为是完整SVRO语音和/或数据通信事件的第一方面。本发明在STEP网关系统51如何通过未修改的数字PCM语音时隙信道来管理多个时隙H3D-GA-VM调制数据呼叫方面使用完全创新。正如所公开的那样，在多数情况下，SRM 50将总是被当前的服务移动无线蜂窝PLMN 155起初认为是漫游移动用户。事实上，几乎所有不可拨打MSISD-MIN号码211在一些情况下将被当前的服务移动无线蜂窝网络定义为漫游用户号码而在其它情况下被定义为归属用户，只要MSISDN-MIN号码格式与SHLR 66相关联。本发明提供的优选实施例之一是当调用去往SRM 50的STEP网关始发语音或者数据呼叫时对移动无线蜂窝PLMN的寻呼功能的新颖利用。可以与使用T1/E1线路通过常规PSTN 58和/或USUP 232-HDLC 225发起和建立语音和/或数据呼叫相独立地使用寻呼功能。本发明通过将新颖的操控式前向PCH寻呼消息314b、314a应用于调用从STEP网关系统51到当前指定SRM 50的SRM 50始发多时隙-信道初始化-阻止和快速连接来使用一种专用方法。参照图5，提供一种专用寻呼请求消息服务器(PRM)94。PRM服务器24有两种主要功能。(A)PRM服务器94接收SRM调用的寻呼请求消息(SRM-INV-PRM)95a。(B)PRM服务器94初始化与本发明的SHLR 66相关联的SRM寻呼请求消息(PRM)调用315c。

参照图5、图8和图18，这一专用(SRM-INV-PRM)功能315c用来使用与SRM 50、PRM服务器94和SHLR 66相关联的专门管理的GSM MAP SS7协议259a来最终地触发PCH寻呼消息314a、314b。SRM-INV-PRM是一种使服务GSM PLMN 155将共计八个多时隙-TCH信道与在SRM 50与STEP网关系统51 SW/SSP 87之间的关联E1/T1中继233相连接的透明功能。在服务GSM PLMN网络155方面，使用一个SRM 50建立的七个附加TCH语音呼叫“看似”移动站始发的和PSTN始发的七个分离语音呼叫。由于各附加分配的TCH话音时隙与支付可信用户账户相关联，所以七个附加账户是“幻象账户”对于服务GSM PLMN 155而言没有什么不同，只要各分配的TCH信道中的计量话音使用如本发明的SHLR 66所授权的那样被授权和付费，因为SVRO移动网络在任何GSM PLMN GP的拓扑地形内操作。

在收到从SRM 50发送的指令时，在分配和连接第一分配或者主要信道之后，PRM服务器94命令与SW/SSP 87相关联的本发明SVRO归属位置寄存器(SHLR)66将PRM消息315a、315b发送到当前的服务MSC 53和/或MSC网关53a。一旦收到，与SHLR 66相关联的MSC 53、53a就针对从如图3中所示原始信道内SVRO注册(REGSYM)121请求过的每个附加多时隙-信道来将PCH寻呼消息314a、314b发送到SRM 50。在如图21中所示的这一SVRO认证消息字339b中包含的是多信道服务请求(MSR)97a。这一特定请求涉及共计为四的多信道时隙中的三个以上。这一请求被定义为MSR497c。一完成通向STEP网关系统51的SRM 50第一信道连接就通过称为主要信道343的第一分配TCH话音信道时隙发送这一请求。

参照图5、图8和图18，当SRM 50接收包含在PCH寻呼消息的本体内容内的这些本地接入可拨打MSISDN-MIN号码211和/或不可拨打MISDN-MIN号码241中的一个或者多个号码时，第一STEP网关系统51 SW/SSP 87向SRM 50始发电路连接。当SRM 50从当前的服务PCU信道272a、272b接收PCH呼叫消息时出现所选应用特定功能。当SRM 50接通时，它向服务GSM PLMN网络注册、然后转到空闲状态。SRM 50周期性地扫描是经由多个数字业务信道(DTC)广播的逻辑信道的可用PCH 272信道列表并且锁定到如下信道上，该信道具有从位于服务BTS 54的小区扇区之一正在发送的最强信号。为了将传入语音或者专用数据呼叫递送到SRM 50，从当前与SRM 50相关联的BTS 54在PCH 272上广播寻呼消息314a、314b。SRM 50持续地监视与当前的服务BTS 54相关联的PCH 272信道。如果SRM 50检测到它的标识代码，所述代码通常为在PCH272a、272b上的接收寻呼消息314a、314b中包含的MSISDN-MIN以及其它信息，则它用寻呼响应消息(PRM)316做出响应。在递送呼叫到SRM 50或者到任何移动用户时的难度在于知道应当寻呼哪个BTS 54以及该BTS 54的哪个扇区。

参照图16、图17和图19，如今在移动蜂窝界中使用少得多的一种方法是使与GSM PLMN区域(GPA)相关联的所有BTS都发送寻呼以使指定SRM 50做出响应。这一相对陈旧的方法在美国移动电话系统(AMPS)、完全接入蜂窝系统(TACS)和北欧移动电话(NMT)移动蜂窝模拟系统中广泛使用过。然而，这一全局寻呼方法要求使用太多主机网络资源并且对系统的整体性能有不利影响。为了在安全范围内保持高效寻呼性能，有必要形成BTS群集而仅寻呼BTS阵列群集，因为已知SRM 50在它的应用使用点(APU)操作。相对于作为当前服务SRM 50的BTS 54的地理拓扑位置而言，SRM 50 APU按照它的操作的物理地理位置来定义。本发明的STEP网关系统51维护用作SVRO主机虚拟网络的每个移动PLMN的更新移动无线蜂窝GSM PLMN地理规划区域(GPA)映射。

按照在地理上指定的位置群集来定义BTS安装。这些群集按照相对拓扑位置来定义，这些相对拓扑位置是按照由称为NAVSTAR卫星网络的全球定位卫星(GPS)所提供的经度和纬度坐标来定义的。就遍布全球而言，所有BTS群集都被记录在称为布置图(plot plan)的地理映射上。这些布置图由各移动无线蜂窝承运商以及相关管理主体如美国的联邦通信委员会(FCC)和澳大利亚的通信部来维护。各STEP网关系统维护最新的GSM PLMN GPA布置图以便更好地对进行操作的SRM进行定位从而更好地规避欺诈。图10中描绘的本发明全局STEP网关系统维护每个参与的移动无线蜂窝系统的持续更新的移动无线蜂窝PLMN GPA布置图。这些BTS地理布置图用来按照当前操作的区域来交叉检查位置区域以及相对SRM 50拓扑和主机网络拓扑位置。STEP网关系统根据与如图5中所示本发明的认证数据库(ADB)86b持续做比较的所接收的BTS标识代码-系统标识代码(BSIC-SID)以及始发移动交换中心(MSC)标识(MSCID)来维护SRM相对于服务BTS群集与GPS有关的位置而言的日常操作移动。

参照图3，BTS群集在本领域中称为位置区域(LA)317。GSMPLMN区域划分成位置区域。各LA 317包括一个或者多个BTS 54操作区域。移动SRM 50每当它进入新的LA 317时就进行注册。移动SRM 50在所选LA 317的拓扑内自由地到处移动而无需重新注册。当递送语音和/或数据呼叫到SRM 50时仅寻呼一个LA 317。BTS54经由SCH 269发送BSIC代码313a到SRM 50。在收到BSIC代码313b时，SRM 50将此信息存储于认证数据库(ADB)86a中。收到的BSIC消息代码包含位置区域(LA)标识(LAI)。LA标识(LAI)包括移动国家代码(MCC)319-3位、移动网络代码(MNC)320-2位和LA代码(LAC)318-2个八位组以及在一些情况下还包括小区标识-BTS 54代码(CI)321-2个八位组。BTS 54 LA 317可以包含许多小区标识代码(IC)321。SRM MSC 53覆盖区域包含一个或者多个LA 317。各LA通常包括一个或者多个扇区小区区域。

当SRM 50在MSISDN、IMEI、IMTS和ESN组合之一已经在与当前的服务SS7、SS#7网络59和本发明的SVRO归属位置寄存器(SHLR)66相关联的主要信道注册过程中被认证之后接收寻呼314a、314b和寻呼请求消息315a、315b时。一旦注册，指定的SRM50如图15中所示通过随机接入控制信道(RACH)274发起TCH话音信道请求323来发起TCH话音信道分配过程。参照图18，在收到消息323时，当前的服务BTS 54通过接入许可信道(AGCH)273发送确认消息(AGCH上的ASS-SDCCH)324，该AGCH 273具有从如图17中所示公开的A5算法309a、309b导出的相同随机号码以及也在图15和图18中示出的独立专用控制信道(SDCCH)285的信道号码。参照图18，SRM 50将设置异步平衡模式(SABM)寻呼响应消息(PRM)316发送到当前的服务BTS 54。

参照图5、图17和图18，当关联的STEP网关系统51发送寻呼请求消息315a、315b时，STEP网关系统交换信令点(SW/SSP)87使用专用电路如DSO/DS1来建立呼叫流拓扑，其中所述电路在逻辑上被配置用以使用对当前的服务MSC网关53的ISUP 232 HDLC225逻辑信道协议，所述协议将呼叫路由到当前的服务MSC 53。MSC53互连到服务BTS 54和关联的基站控制器(BSC)63，而基站子站(BSS)-BSC 63管理经由服务BTS 54扇区小区到如图17中所示SRM 50分配的TCH信道171a即反向上行链路151信道以及分配的TCH 171即前向下行链路信道152的呼叫连接。一个重要方面在于当MSC 53分配反向上行链路151 TCH话音信道171a时，MSC 53也分配前向下行链路152 TCH话音信道171a。这些常规带外和带内协议包括本领域技术人员众所周知的DTMF、ANI-Wink以及多个ISUP/HDLC链路层协议装置和方法。

参照图17和图20，SRM 50现在向服务移动无线蜂窝GSMPLMN 155注册为漫游用户或者归属用户。SRM 50如图17中所示已经分配有TMSI 327和MSRN 347。MSRN也称为TLDN。在某些信令和认证情景中，在同一认证操作过程中发送MSRN 347和TMSI327，在分离的GSM MAP功能中发送这些认证和信令消息中的更多其它消息。在图17和图18中，STEP网关系统交换机/SSP 87执行本发明的快速/连接，该快速/连接部分地需要生成本发明的高速DTMF快速/连接拨号功能协议。DTMF拨号串可以使用由本地市场移动无线PLMN规划区域分配给所选SVRO地区承运商STEP网关系统运营商的当前分配的可拨打LA-MSISD-MIN 241。提供这一LA-MSISDN-MIN 241使得SRM 50用户可以接收来自CPE 65或者常规移动用户站(MSS)157的语音呼叫。这一LA-MSISDN-MIN还可以用于正在经由本发明的专用H3D-VOIP虚拟网络来接入SVRO虚拟网络的呼叫者。STEP网关系统51能够在使用支持ISDN64链路层协议等的E1/T1数据信道的同时通过PSTN 58对语音和多时隙-TCH信道数据呼叫进行路由。

参照图17和图20，STEP网关系统51也能够通过使用如下数据链路信道的ISUP 232/HDLC 225链路层协议对语音和多时隙-TCH信道数据呼叫进行路由，这些数据链路信道通常是基于在STEP网关系统51与服务MSC 53和/或网关MSC 53a之间实现直接高速连接的E1/T1。在这种情况下通过作为优选手段的ISUP/HDLC信道对呼叫进行路由。MSC 53、53a将发送路由信息(SRI)消息348发送到SHLR 66以便为LA-MSISDN-MIN 241提供路由信息。SHLR 66通过发送包含MSRN 347的SRI响应消息348a来确认收到SRI消息348。被SHLR 66返回的MSRN 347将最有可能与接收的LA-MSISDN-MIN 241相同。MSC 53、53a使用包括MSRN 347的传入呼叫发送信息(SIIC)/呼叫确认352来通知它的VLR 61。服务VLR 61通过寻呼请求消息(PRM)315c对MSC做出响应。VLR 61仅在SRM 50被认为是漫游移动用户时才进入协议。只要SRM 50被认为是归属用户，认证过程将仅涉及到SRM 50、MSC 53、53a、SW/SSP 87和SHLR 66。如果SRM 50通过分配的信道参与语音或者数据对话，则传入呼叫将被阻止和/或转移，因为服务MSC 53、53a会将把传入呼叫路由到适当的通告或者生成的音调集。然而所有语音和数据呼叫都被路由到在服务GSM PLMN-GPA中正在操作的并且将通过本发明的STEP网关系统51来管理的SRM 50。

STEP网关系统和它关联的交换机/SSP 87以及它关联的SHLR66一起动作以实现通向一个SRM 50的多达八个多数据呼叫信道。这一独特特征通过对基于GSM MAP SS#7/SS7的信令和认证消息接发的巧妙操控来实现，该消息接发通过本发明的SHLR 66、交换机/SSP 87、SVRO协议栈112a、112来管理，该协议栈包括由如图4和图5中所示SRM 50和STEP网关系统51使用的多时隙-信道/多路复用72a、72协议层。参照图18和图20，一旦确定SRM 50没有参与语音或者数据呼叫对话，MSC 53、53a就使用由先前发送到VLR 61和/或SHLR 66的VLR 61和/或SHLR 66寻呼请求消息(PRM)(LAI)(TMSI)315c所提供的LAI 349来确定哪个BTS将寻呼SRM 50，而这分别取决于SRM 50被认为是漫游SRM还是归属用户SRM。在一些情况下，HLR和VLR一起动作以确定漫游移动用户和/或归属用户的位置。这取决于如何配置各GSM PLMN GPA。MSC 53、53a将包含这样的ND-MSISDN-MIN 241或者LA-MSISDN-MIN 211的寻呼消息314a、314b发送到指定的BTS 54以执行寻呼。BTS 54在也如图15中表示为272的PCH 272a、272b上在寻呼消息314a、314b中发送SRM 50的TMSI 345a、345b。

参照图18和图20，当SRM 50检测到它在PCH 272a、272b上的TMSI 345a、345b时，它通过如图15中所示的公共接入信道RACH274用信道请求消息323对BTS 54做出响应。参照图18和图20，在从SRM 50收到信道请求消息323时，BTS 54通过接入许可信道(AGCH)273分配SDCCH 285以及发送中间分配消息(IASM)353给SRM 50。SRM 50正是通过SDCCH 285来与BTS 54和服务MSC53、53a通信直至如图1中所示反向上行链路118和前向下行链路119 TCH话音信道被分配。参照图18和图20，SRM 50通过SDCCH285将寻呼响应消息(PMR)316a发送到服务BTS 54。该消息包含SRM 50 TMSI 345和LAI 349。参照图12和图20，BTS 54如图12中所示将寻呼响应消息(PRM)316a转发到当前的服务MSC 53、53a。服务MSC 53、53a发送处理接入请求消息(PARM)354。服务VLR61和/或SHLR 66通过将完成呼叫消息(CCM)355发送到MSC 53、53a来做出响应。服务MSC 53、53a然后使用所公开的控制信道将建立消息(SETUPM)256发送到SRM 50。

在图12中，SRM 50通过使用所公开的控制信道和关联基站控制器(BSC)63经由服务BTS 54将呼叫确认消息(CCONF)357发送到服务MSC 53、53a来做出响应。服务MSC 53、53a使用所公开的控制信道和关联的BSC 63经由服务BTS 54将呼叫告警消息(CALALRT)358发送到SRM 50。服务MSC 53、53a如图12和图20中所示通过优选的E1/T1信道链路经由USUP 232/HDLC 225协议将地址完成消息(ADCOMP)359发送到STEP网关51系统SW/SSP87。SRM 50通过自治手段做出应答并且将连接消息(CNMSG)360发送到服务MSC 53、53a。服务MSC 53、53a经由所公开的控制信道经由服务BTS 54、BSC 63将连接确认(CNACKMSG)361发送到SRM 50。服务MSC 53、53a通过E1/T1信道链路使用ISUP 232HDLC 225链路层协议将应答消息(ANSMSG)362发送到STEP网关系统51 SW/SSP 87。

SRM 50和STEP网关系统51 SW/SSP 87如图12中所示开始通信(SRMSTEPCN)363。这一公开的多重多路复用连接处理可以重复多达八次，同时SRM 50和关联的STEP网关系统51在STEP网关系统51始发的多时隙-信道TCH语音和数据通信事件过程中被快速连续地连接；其中使用了通过本发明的独特SRM调用的寻呼消息请求(SRM-INV-PRM)95a装置和方法来掌控的巧妙操控的GSMMAP SS#7/SS7和信令和认证协议、SHLR 66协议和协议栈112、112a。然而公开了SRM 50始发的语音和/或数据呼叫。参照图16、图10和图20，到关联STEP网关系统51的SRM 50始发的语音和数据呼叫建立以及连接如下。假设SRM 50已经向当前的服务移动无线蜂窝PLMN 115注册，SRM 50自治协议栈软件启动快速连接算法并且生成在数字上等同于当前的服务STEP网关STAN-DIR号码351的快速DTMF序列。

参照图1和图25，在用以开始始发213语音或者数据呼叫的自治协议功能建立之前SRM 50所发送的REGNOT 117完成时，发送本发明的快速连接DTMF序列。在一些情况下，始发过程可以是对蜂窝数字控制信道以及国际第7号信令系统(SS7)(SYMRAAM)217的专门使用，该SYMRAAM 217提供了在包括当前的服务MSC53、53a的关联串接交换机单元的交换机矩阵表内先前已经配置的独特服务类(COS)激活。新颖的应用特定的SYMRAAM 217始发217过程被完全公开。事实上，这是首个将修改的移动蜂窝组织(MCO)、移动中继无线电(MTR)组织用来添加另一层应用特定的消息接发的实例，该消息接发实现了同时多信道预连接应用特定的消息接发。此外，本发明引入SYMRAAM 217始发分组串联的概念以便发送当前可用于较早技术的远程特征接入应用消息(RAAM)的更多数据。本发明创建SVRO远程特征接入(SYMRAAM)217，也引入针对SYMRAAM分组的使用或者这些分组的串联的使用而言的一些新应用。本发明使用了拨号数字、SVRO谐波脉冲数据(SHPD)以及修改的呼叫者I.D.挂机和摘机应用特定的使用的组合。本发明应用了修改的呼叫者I.D.铃声间隔消息接发的装置和方法。

参照图1和图25，在初始化始发过程时，SRM 50在它开始对TCH语音信道进行加密之后将SETUPM 356a发送到当前的服务MSC 53和MSC网关53a，其中所述TCH语音信道与实现由一个SRM50对应用多TCH用户信道进行利用的在图17中示出的公开修改控制信道协议、处理和过程相关联。参照图1和图23，SETUPM 356a消息包含在数字上等同于如图10中所示关联STAN-DIR 351的拨号数字。在一些应用特定的情况下，SYMRAAM 217分组将被用作GSMSETUPM 356a。在一些情况下，这些分组将被串联以便应用更长串的预连接应用特定的消息接发。

参照图1、图23和图25，在一些应用特定的情况下，当第一数字字符338“A”数字仅是用来调用SYMRAAM 217的截短十六进制服务类(COS)调用命令时，STAN-DIR 351将包含使用星号(*)或者井号(#)的拨打数字。在图25中描绘了整个SYMPACKET 217。该分组包括七个字334a、334b、334c、334d、334e、334f和334g。包含在这七个字内的是控制、服务和应用特定的消息接发。例如字A334a。包含在A字内的是没有号码规划区域(NPA)号码的分配的移动标识号码(MIN)777-1037。还包含在这一号码内的是站类标志(SCM)339，该SCM是定义服务类(COS)的数字号码，该COS事实上涉及SRM 50作为半速率编码解码器还是全速率编码器系统来工作。事实上，本发明在它的数据速率以及应用特定的消息多快地到达它在如图1中所示当前的服务GSM PLMN 155上的存在点(POP)方面表现良好。本发明被设计用来无论当网络以全速率和/或半速率编码解码器性能和语音服务参数进行操作时都高效地操作以及传送应用特定的数据服务。参照图25，B字334b包含被设置为500或者03、3、4或者任何其它可拨打或者不可拨打的三位、两位或者一位NPA的号码规划区域(NPA)340a。在B字内也包含由SRM设置为注册和/或始发命令的服务命令336b以及命令指示定性功能336a。在这种情况下，该命令被设置为始发，这意味着七个字的这一分组伴随此作为用于机器到机器的应用特定的消息接发等的始发命令和/或应用特定的消息。

在收到SETUPM 356a时，服务MSC 53、GMSC 53a根据包括称为STAN-DIR号码和服务指示的GSM MAP参数来请求关联的SHLR 66或者VLR 61以提供适当的用户简档信息。在这种情况下服务请求是针对常规语音/话音服务。这一未修改和适当分配的话音信道将传送H3D-GA-VM调制，该调制事实上运送从H3D-GA-VM词典中导出的H3D符号数据。MSC 53、GMSC 53a如图23中所示将传出呼叫发送信息消息(SDINFOCM)218发送到关联的SHLR 66或者VLR 61。参照图1和图23，在收到(SDINFOCM)218时，SHLR66或者VLR 61检查可以输入到它自己的数据存储表中的呼叫和用户简档账户状态。

在由本发明的经修改的虚拟GSM MAP多时隙-信道认证协议提供成功GSM MAP操控时，VLR 61或者SHLR 66返回在原先向服务MSC 53、53a或者VLR 61发送过SRM 50用户简档的SHLR 66内先前已经传送过的信息，这一动作取决于SRM 50是漫游移动用户还是归属用户。这一修改的协议支持了STEP网关系统51在如图3中所示也包含多时隙服务请求(MSR)消息97a的初始信道内SYMREGNOT 121的处理过程中执行过的本发明独特多时隙-信道级联协议。这一MSR消息97a通过消息包334a来运送，该消息334a包被分类330为REV信道消息包335c，该消息包335c携带图21中所示的SYM-认证消息字339b，该消息字339b在这种情况下是被定义为SYMREGNOT 121的信道内动作消息329，该SYMREGNOT 121在信道内通信事件过程中被携带于消息本体字净荷339a中。

参照图1和图23，VLR 61或者SHLR 66允许通过将用户简档询问完成(UPIC)220发送到服务MSC 53、53a来允许始发继续。服务MSC 53、53经由服务基站控制器(BSC)63将呼叫继续消息(CPROMSG)219发送到SRM 50。MSC 53、53a将可用T1/E1中继233分配给与服务基站控制器(BSC)63在协议连接上相关联的BTS 54。MSC 53、53a将TCH话音信道分配(TCHASS)221发送到BTS 54，该BTS 54向它供应中继号码，所述中继号码是指定电路信道如DS0/D21 TDM电路信道。同时，所分配的TCHASS 221请求为SRM 50分配TCH话音信道。服务BTS 54分配TCH信道，该TCH信道在图8中被标明为TCH信道一171，并且通过也在图15中示出的SDCCH 285将TCH信道分配(TCHASS)221a发送到SRM50。

参照图1和图23，SRM 50调谐到先前分配的TCH话音信道并且通过适当的控制信道将TCH分配完成(TCHASCOMP)221b发送到当前的服务BTS 54。参照图23和图24，BTS 54将如图8和图24中所示的TCH信道一171连接到分配的E1/T1电路/中继233以及服务MSC 53、53a，解除对SDCCCH 85的分配，并且用E1/T1和TCH信道一171分配完成至中继消息(TCHASCOMP)(E1/T1)222通知MSC 53、53a。在这一点，在SRM 50与服务MSC 53、53a之间建立经由T1/E1中继233的话音/语音路径。在一些应用特定的情况下，能够通过互通功能(IWF)57和关联的ISDN 64/PSTN 68链路来指向对话路由路径。这一路由路径通过多个PSTN交换机来指引并且经历许多潜在的技术性能异常。然而在这种情况下，该连接通过ISUP 232 HDLC 255群所供应的直接串接交换机连接来指向，因为这一当前连接以更少的协议链路层复杂度来赋予更好的数据吞吐性能并且提供高得多的安全系数。另外，在SRM 50和关联的STEP网关系统51以及它的关联SW/SSP 87之间的连接是不完整的。

服务MSC 53、53a将初始地址消息(IAM)346发送到SW/SSP87，其中所述SW/SSP 87是在服务GSM PLMN GPA 155所提供的ISUP 232 HDLC 255群内操作的STEP网关系统51的关联虚拟网元。这一IAM消息346包括STAN-DIR 351号码以及E1/T1电路路径233标示。SW/SSP 87建立SVRO数据/语音呼叫并且用地址完成消息(ADCOMP)359a通知服务MSC 53、53a。服务MSC 53、53a向SRM 50发送目的地告警消息(DESALERT)223。SRM 50从ISU 232HDLC 255群和关联的SW/SSP 87接收“听到(hear)”告警音调。

参照图6，在这一关键时刻，本发明能够可选地应用SVRO呼叫者I.D.数据(SCLID)227。基于由SRM 50接收的能够触发新颖SVRO谐波脉冲数据(SHPD)229通信协议、处理和过程的专用寻呼功能的类型，SRM 50能够始发和生成230a、或者STEP网关系统51经由SW/SSP 87能够始发和生成230b本发明的独特操控式铃声循环(MRC)230。SHPD 229是创建双向发送预连接专用符号数据的这种新颖装置和方法的H3D-GA-VM的另一种形式。预连接MRC230 SHPD 229符号数据包括机器到机器(M2M)遥测/远程信息处理数据、电子邮件、信道内控制、多消息、全ASCII文本、SVRO短消息服务和通用消息接发231。SHPD 229也可以用来递送多时隙服务请求(MSR)97a消息包，以便在使用SHPD 229的本发明预连接通信过程中调用对附加TCH话音时隙以及对应E1/T1中继电路的获取。参照图3和图6，事实上SRM 50能够向STEP网关系统51发送它的SYMREGNOT 121消息并且等待包含接入批准或者拒绝通知331的SYMREGNOTres 122，其中SYMREGNOT 121消息包括唯一SRM I.D.325、MSR请求如MSR4请求97c。这一新颖的预连接364活动可以发生在计算任何主机移动无线蜂窝GSM PLMN空中时间之前。另外在这一预连接364时段期间完全连接是不必要的。在这一瞬间的预连接时段364期间可以完成完全双向SVRO通信事件。因此在这种情况下完全连接继续如下。

参照图24，在SRM 50接收目的地告警消息(DESALERT)223之后，服务MSC 53、53a经由控制信道路径将SRM 50告警消息(SRMALERTMSG)365发送到SRM 50。当SRM 50听到SRM ALERTMSG365的最后完成音调并且进行“摘机”即打开电路路径时，STEP网关51 SW/SSP 87用STEP网关系统告警消息(STEP ALERTMSG)366通知MSC 53、53a开路状态。服务MSC 53、53a经由连接消息(CONMSG)367通知SRM 50连接已经建立。SRM 50将连接确认(CONNACKMSG)366发送到服务MSC 53、53a。SRM 50和STEP网关系统51经由SW/SSP 87现在具有与STEP网关系统51(SRMSTEPCON)363b的完整SRM 50始发连接。参照图1，一旦连接已经建立，则SRM 50和STEP网关系统51 SW/SSP 87分别通过反向信道118和下行链路前向信道119来开始始发和生成同步信号。

在完成预连接SVRO认证过程时或者在公开的信道内后连接SVRO认证过程之后，SRM 50和/或STEP 51网关系统发送如图21中所示的SVRO消息包344。参照图21和图14，在这种情况下，SRM50、50e、50d在物理上和在逻辑上连接到应用设备(AD)52、52d、52e ATM机器248或者EFT/POS商户终端244或者任何其它专用设备(ASD)52并且发送被配置用以携带256字节净荷SVRO消息本体净荷339a的消息包。这一净荷在这里定义为SVRO ATM事务消息339c。SVRO消息包335a包括分组报头334a、分组尾部标志336a等。SVRO消息包344a总是携带相同字节容量等。然而，这一消息包携带可变长度的填塞338a，该填塞在消息本体字339a少于指定的200字节341a时充当填充数据。在ATM 248或者EFT/POS终端244事务的情况下，消息本体净荷339a约为133字节。因此，消息本体净荷339a中的67字节是填塞数据338。在尾部标志336a部分内有包含如下字符的数据文件，这些字符向SRM 50或者STEP网关系统51指示了有多少附加字到来或者到来附加字的数目(NAWC)333a。参照图1和图21，因此当STEP网关系统51、51d、51e SW/SSP 87、87d、87e收到指示了不再有消息字到来(NAWC＝0)的SVRO消息包335a时，接收SRM 50或者SW/SSP 87、87d、87e知道去发送SRM确认(SRM-ACK)198消息包或者STEP网关系统51始发的STEP始发确认(STO-ACK)199。二者在这里均定义为SYM-确认字339e。两个字可以包含所有类别的SRM和STEP始发的控制字以及应用特定的消息。SVRO被设计用以在信道中没有浪费，使得即使在二维透视中H3D-GA-VM调制仍然真正地Holophasec。

在SRM 50始发与STEP网关系统51终结之间发生的这一完整ATM/EFT/POS金融通信交易产生了在1.8秒以下的语音/数据呼叫时域测量，这包括本发明的新颖快速连接/断开、同步和确认协议。STEP网关系统51始发的语音/数据呼叫也生成在1.8秒以下的时域测量。本发明的整个多时隙-信道协议与H3D-GA-VM调制相联系，其中该调制基于TCH信道正在以TCH全速率还是TCH半速率进行操作，针对共计16或者32个快速分组交换连接，按照通过反向和前向TCH话音信道以及连接的中继信道的八个多路复用连接的因子，来明确地实现迄今公开的STEP网关系统始发和/或DRM始发的虚拟网络连接的重复。

参照图16、图4和图5，本发明提供一种独特协议栈112、112a，该协议栈利用存在于SRM 50和STEP网关系统51的具体化逻辑内容内的许多数据库功能和其它部件进行操作，这些功能和部件实现了一种创新的多时隙-信道分配装置和方法：通过多达八个上行链路反向信道空中接口话音TCH信道以及八个上行链路前向信道空中接口TCH信道以指数方式级联的高速分组交换连接；在SRM 50与使用多个中继E1/T1电路的STEP网关系统51 SW/SSP 87之间的八个上行链路前向信道空中接口TCH信道多个连接，这些连接通过服务MSC 53、53a从服务BTS 51、基站控制器(BSC)63传递，该MSC53、53a能够容易地交换在SRM 50与关联于STEP网关系统51的SW/SSP 87之间连接的多达16/32个组合E1/T1电路。由于各信道使用与本发明公开的H3D-GA-VM调制装置相联系的本发明的快速连接/断开协议，所以本发明提供了比如今世界上任何虚拟通信网络更高效、成本更有效、更安全和更可靠的快速分组交换以及最低的事件时域延时。本发明的网络比设计用来应用于2.G网络的带有大量财务负担和主机网络重新配置的任何2.G、3G和建议的4.G网络表现得更好。

SRM 50选择如图4中所示从它自己的内部认证数据库(ADB)86a中周期性取回的最相关的STEP接入(STAN)目录号码351，该号码是从如图1中所示通过当前分配的下行链路FWD话音TCH信道119当前正在与SRM 50通信的如图5中所示服务STEP网关系统51 ADB 86b发送过的。在这一特定情况下，所选TCH 119是在这一瞬时多时隙TCH信道152语音和数据通信事件过程中分配的第一TCH话音信道。例如在第一TCH多时隙快速连接协议活动过程中并且在完成如图1、图3和图21中所示已经通过分配的反向上行链路信道118而发生的带内SVRO SYMREGNOT 121动作时，使用在这里定义为SYMREGNOTres 122 SVRO认证消息字339b的专用信道内动作消息329。这一消息字339b是如图21中所示多个SVRO消息包阵列344的组成部分，该消息字作为动作结果消息通过下行链路FWD信道119和关联的E1/T1中继233从STEP网关系统51发送到SRM 50。

在这种情况下，第一可用控制和TCH信道六176a、176是脉冲空闲位、SCH-BCCH零串，SRM 50与携带用于SRM 50帧同步的信息的相关联同步信道(SCH)269同步。SCH信道发送SRM 50先前已知的并且也由如图1中所示的当前的服务BTS 54和关联的基站控制器63(BSC)分配的64位二进制序列。GSM的一个重要方面在于：处于空闲状态的用户TCH不是话音或者异步数据信道直至它由于收到语音服务请求增量而被分配给SRM。在图8中，本发明根据哪个其余TCH信道在活跃的多时隙-多路复用协议处理监视(如TCH信道空闲状态监视214)期间转到空闲状态并且通过本发明的SRM50和STEP网关系统部件所控制的设备和软件装置来检测各TCH信道何时指示空闲状态215、215a，来在要求利用三个以上TCH信道的单个SVRO符号数据通信事件期间，在阶梯闭式指数型级联处理中操控多达8/16倍的GSM MAP协议。这里重要的一点在于TCH/全速率或者TCH/半速率信道不是话音或者异步数据信道直至常规移动站(MS)或者SRM 50请求信道。因此，术语话音信道只意味着当SRM 50接入当前的服务移动GSM PLMN 155时就信道的应用特定服务层种类而言所预定的、然后分配的信道种类。

参照图3、图5和图16，一旦SW/SSP 87收到这一MSR97a/MSR4 97c并且检测到SRM 50需要三个以上幻象MSISDN-MIN、IMEI、IMTS、LAI和ESN号码组合，SVRO协议栈112a根据MSR4请求消息97c询问认证服务器254并取回三个以上MSISDN-MIN、IMEI、IMTS、LAI和ESN号码组合，并且将此信息插入到也包含(MSR4)响应97d的认证数据库更新消息(ADB更新)97b中作为(RegSymRes)消息122的一部分，该消息122在初始信道内SYMREGNOT 121过程期间发送到SRM 50，该过程完成了利用ISUP232 HDLC 225逻辑通信协议的双向连接TCH信道一171a、171关联的E1/T1中继信道233，如图3中所示。参照图16，SHLR 66同时将MAP/D插入用户数据(MAP/D插入子数据)295发送到服务SHLR66和/或VLR 61用户简档数据库中。SHLR 66和/或VLR 61用MAP/D插入用户数据响应消息(MAP/D插入子数据RES)消息297做出响应。这一插入的用户数据仅包含为下一多时隙TCH信道六176、176a和对应中继连接而指定的MSISDN-MIN、IMEI、IMTS、LAI和ESN号码组合。

在第一MSISDN-MIN、IMEI、IMTS、LAI和ESN号码与现在为多时隙-信道六176、176a而指定的第二组用户号码之间的唯一相似之处在于LAI。如果SRM 50被认为是漫游者，则第二认证过程所使用的加密密钥是基于在SHLR 66与服务VLR 61之间执行的插入用户简档动作过程中先前插入到服务SHLR 66和/或VLR 61用户简档中的新MSISDN-MIN、IMEI、IMTS、LAI和ESN号码，在SHLR50已经知道SRM 50是归属用户时，SHLR 66管理去往服务MSC 53、53a的关联的和适当的TCAP消息。由于SRM 50与一个BTS 54一起操作，所以在相同LAC中的LAI信息将基本上相同。SHLR 66能够将所有三个附加MSISDN-MIN、IMEI、IMTS、LAI和ESN号码组合发送到服务VLR 61并且随同附加幻象用户数据(PSD)一起插入到漫游用户的用户简档中作为在快速序列中发送的三个(MAP/D插入子数据)295消息的一部分。同样，如果SRM 50已经被认为是归属用户，则这一动作是不必要的。或者单个(MAP/D插入子数据)295能够被一次发送包含一个MSISDN-MIN、IMEI、IMTS、LAI和ESN号码组合的一个消息到VLR。同样如果SRM 50被认为是漫游移动用户，则SHLR 66将自动地允许与服务MSC 53、53a以及SW/SSP 87相关联的多达8个或者16个信道分配，其中SW/SSP 87是STEP网关系统51的部件。这一动作差异取决于主机移动无线蜂窝GSM PLMN MTA运营商在整体系统带宽管理方面的需要如何。通常本发明将选择一次一个的方案以便为与其它常规移动用户站(MSS)用户相关联的其它常规活动保存关联的SHLR 66和/或VLR61。

参照图4a，现在SRM 50已经收到三个附加MSISDN-MIN、IMEI、IMTS、LAI和ESN号码组合。SRM 50数字业务信道(DTC)监视系统237“监听”业务活动以便检测何时一个或者多个TCH用户信道在当前分配的DTC信道的时间帧内可用。SRM能够监听DTC并且基于在BTS 54与SRM 50之间发生的它的第一认证-加密过程来识别TCH信道活动。SRM 50快速地动作以便在另一常规呼叫者释放信道时或者在将第二多时隙-TCH信道获取初始化的这一点检测到空闲TCH信道时分配下一TCH信道。

参照图4和图8，DTC监视系统237检测到第二TCH信道172现在正在发送通过如图15中所示BCH组276的逻辑控制信道之一来广播的空闲状态位(ISB)216a，所述信道比如是图15中所示前向控制信道(FCCH)268、广播控制信道(BCCH)270、SCH 269等。这些逻辑信道被映射于物理信道上。在GSM系统中，在分配的TDMA帧内有八个时隙或者TCH多时隙。另外本发明的一项重要新颖性运用了如下事实：在GSM系统中，没有预先分配射频(RF)载波或者时隙用于任何特定任务的独占使用。所有前向DTC信道广播所发送的任何寻呼消息以便递送语音呼叫。本发明以完全创新和新颖的方式运用这一特征。参照图3和图5，由于SRM 50已经通过所公开的第一分配TCH信道传送与认证服务器254、PRM服务器24相关联的STEP网关系统SW/SSP 87已经接收的MSR4请求97c，协议栈112a将包括认证数据库(ADB)97b和MSR 4响应97d的SVRO注册响应(RegSymRes)消息122发送到专用寻呼请求消息服务器(PRM)94。

参照图3和图5，在(RegSymRes)消息122被PRM服务器94的SRM-INV-PRM 95a输入侧接收的同时，专用内部寻呼请求消息(IPRM)369通过SW/SSP 87经由内部VPN信道发送到专用SHLR66。SW/SSP 87命令SHLR 66调用第二370a寻呼请求消息(PRM)315a、315b。SRM 50快速地重新同步专用信道编码交织软件部件与包括各TDMA帧的协议一部分的同步信道(SCH)所递送的同步脉冲速率以便准备获取下一空闲TCH信道。这一动作使服务GSMPLMN 155以与先前公开的方法完全相同的方法初始化和完成下一STEP网关系统51始发的TCH话音信道。服务GSM PLMN 155将这一动作视为如同SRM 50是另一常规移动用户一样并且在技术上将SRM 50视为不过是另一常规移动用户站(MSS)而已。

参照图18，SRM 50现在被同步。STEP网关系统51通过发送后续寻呼消息(SPM)370等待由先前所公开的服务GSM PLMN 115发送的第二TCH信道连接命令。SPM 370能够是第二370a、第三370b和第四370c SPM以便提供通向SRM 50的无缝连通，如图18中所示。SPM消息370a寻呼请求消息PRM 315a、315b与如先前所公开的在STEP网关系统51始发的和SRM 50终结的呼叫过程中原先发送过的PRM 315a、315b相同。在原先或者主要PRM消息315a、315b之间的唯一差别在于在公开的ADB 86、86b更新动作过程中发送的MSISDN-MIN、IMEI、IMTS、LAI和ESN号码组合。

这一协议动作通过第一分配TCH话音信道发生。参照图8，这同一STEP网关系统51始发过程重复连续三次直至所有四个TCH时隙六176a、176、时隙五175、175a和时隙四174a、174被分配、连接和利用以便与如是公开的后续PRM 370动作相关联地执行所需的应用特定的通信功能。本发明也提供新颖的故障保障装置和方法。例如，当一个TCH话音被认为是空闲而STEP网关系统51执行所公开的第二、第三或者第四TCH话音信道分配时发生的特定时域期间，另一常规移动用户站(MSS)用户可以尝试使用DTC/TDMA帧进行语音呼叫。这一活动可以是PSTN终结的或者移动站终结的。无论怎样，如果是这种情况并且服务GSM PLMN网络尝试寻呼SRM 50而没有来自SRM 50的响应，则关联的STEP网关系统设置一种PRM消息失败超时协议，该协议自动地调用另一寻呼请求消息(PRM)并且使该过程重复直至后续TCH话音信道被SRM 50分配和利用。

附加的重要协议细节如下。参照图3、图17、图8和图16，在连接后，SRM 50和STEP网关51/SW/SSP 87通过TCH话音信道六176a、176，在由SRM 50始发的SVRO反向上行链路信道118、176a以及由STEP网关系统/SW/SSP 87始发的SVRO前向下行链路信道119、176上发送同步信号。接着SRM 50经由SW/SSP 87所指定的分配交换机路由过程将可选的带内SVRO注册通知(SYMREGNOT)121发送到STEP网关系统，用于任何后续TCH话音信道的认证。一旦SW/SSP 87已经将路由路径分配给认证服务器(AUTH-SERV)254。包含在SYMREGNOT 121消息内的是BSIC-SID代码313b以及其它用户简档信息，比如如图4和图1中所示的64字符SRM标识号(USRM-I.D.)325。带内SYMREGNOT 121被发送到STEP网关系统51认证数据库86b并且被记录。这一SYMREGNOT 121消息经由内部虚拟专用网络信道(VPN)拓扑来发送。这些VPN拓扑包括如图5中所示双工信道203a、203b、203c、203d、203e、203f、203G、203H、203i、203J等。

在认证服务器254处收到SYMREGNOT 121时，内部认证系统协议通过将账户查找请求(ALPRP)消息发送到它自己的内部用户存储文件来执行用户简档账户查找增量。包含在认证服务器254接收的SYMREGNOT 121内的是SRM用户的最近分配的用户简档更新消息(SUBPROFUD)消息。这一控制消息包含所有相关账户信息。这一综合用户简档的副本也存储于本发明的SVRO归属位置寄存器(SHLR)66中。这一关键用户简档账户信息包括用户的姓名、地址和应用使用点(APU)。APU文件详述了用户应用预订种类、发布SRM的地区、应用类型以及受访最多的服务操作的APU有关BTS地理布置图区域、LAI指示符等。附加信息包括SVRO全局网络服务类(SYMCOS)简档，该简档包括漫游限制等。用户简档包括账户类型(SYM-ACT)。这个用户简档部分(SPP)包括用户使用SVRO预付借记充值服务还是记账账户等。SVRO虚拟网络(SSVN)所服务的主要应用特定的功能之一是与金融有关的通信。因此知道SRM50用户的操作习惯至关重要。

SVRO应用类型涉及SVRO网络所服务的专用系统的类型。专用系统包括ATM机器、EFT/POS终端以及所有已知的M2M应用。本发明也服务于企业应用，比如与商务有关的通信和群消息接发等。这里存在涉及内容下载的各种客户应用类别。这一类别包括视频文件下载、音乐文件如MP3、MPEG 4、ACC文件等。子种类包括广播应用(SYM-BR-COS)、I.P.语音服务类(VOIP-COS)、长距离服务类(LD-COS)、操作类限制等。用户简档也包括在SRM 50的最后操作循环过程中向SRM 50分配的所有分配SVROND-MSISDN-MIN号码、LA-MSISDN-MIN、10位数地区目录号码访问文件、幻象ESN号码、IMSI号码、IMSI号码。SVRO操作循环被定义为在最后的服务移动无线蜂窝网络带外注册、带内SVRO注册与最后的断电增量之间逝去的时间周期。这一文件也包括语音和数据呼叫活动、主机网络接入尝试、通用消息接发SMS使用、多时隙-信道接入限制以及其它与服务有关的活动。

与用户简档包含在一起的是包括SRM执行活动的所有SVRO服务质量(SYMQOS)报告。这一种类包括电池充电速率活动、无线电模块信道性能、掉线呼叫统计以及其它有关方面如故障报告。这一文件也包括SVRO SRM维护更新、H3D-GA-VM词典更新、H3D-GA-CM调制软件版本更新等。该简档也包括含有最后GSMPLMN GPA操作区域的文件，该操作区域按照所包含的移动国家代码(MCC)、移动网络代码(MNN)、位置区域代码(LAC)代码以及BTS小区标识来定义。用户简档也包括如图4和图1中所示的64字符SRM标识号(USRM-I.D.)325。这一USRM-I.D.号码存储于SRM集成电路阵列的衬底层内存在的分布式文件阵列中。这一用户简档数据库也包含于如图5中所示的认证服务器254的存储部件以及SHLR 66内。参照图1和图21，USRM-I.D.325作为注册消息部分(RMP)来发送，该RMP是SYMREGNOT 121消息的上下文组件，该消息与256字节SVRO认证消息字335c成一体。这一认证消息字包含于图21中所示的四个应用特定的消息包和控制消息包344a、344b、344c和344d之一内。

参照图1和图16，与本发明的独特GSM MAP多时隙认证过程操控方法相结合，公开的STEP网关系统始发的SVRO全双工事件包括初始主机移动无线蜂窝网络注册、SRM 50寻呼定位协议。参照图3，一旦完成SRM 50和STEP网关51/SW/SSP 87同步协议链路层过程的连接和运行，SRM 50经由分配的第一TCH信道171将多时隙服务请求(SYMMSR)97a发送到当前的服务STEP网关系统51，如图8和图17所示。参照图1和图5，SYMMSR消息97a被路由到认证数据库(ADB)87a，该ADB是位于认证服务器254用户简档存储阵列中的寄存器。执行账户查找请求(ALPRP)，该ALPRP涉及到周期性SVRO全局网络服务类(SYMCOS)简档询问。在这一特定情况下这一查找过程验证用户没有多时隙信道接入限制。在这种情况下，用户已经请求为这一个SVRO通信时间分配所有潜在可用的多时隙信道。

参照图1、图3、图5和图16，本发明利用所有GSM PLMN网络所使用的完整移动标识过程。移动标识和管理方法称为GSM移动应用部分(GSM-MAP)。参照图1，当SRM 50先向当前的服务主机移动无线蜂窝PLMN 155注册时，标准REGNOT 117到当前的服务BTS 54。BTS 54和它的关联基站控制器(BSC)63将REGNOT 117发送到当前的服务MSC 53、53a。包含在REGNOT 177消息的符号内容内的是当前分配的LA-MSISDN-MIN、ND-MISISDN-MIN、IMEI、IMSI和ESN号码。基于与SRM50相关联的10位MSISDN-MIN号码将这一SRM50定义为漫游移动用户。服务MSC执行快速查找并且确定SRM50是漫游用户。一旦做出这一确定，REGNOT 117就被发送到关联的拜访位置寄存器(VLR61)。VLR 61然后接收REGNOT 117、执行查找过程、检查它的用户简档数据库而不检测SRM50的先前注册用户简档。VLR 61随后确定SRM 50的分配的MSISDN-MIN号码与不同于当前的服务受访PLMN 155的另一GSM PLMN GPA相关联。

参照图20，在所有操作地区中，SVRO虚拟通信网络分配有它自己的地区承运商I.D.，该I.D.与它的关联GSM-GPA-号码规划区域(NPA)或者区域代码相关联。承运商I.D.是基于GSM PLMN GPA的合计BSIC-SID代码，该代码也包含于在自发和强制注册通知事件过程中从各个BST 54通过SCH控制信道发送的服务系统的标识号(SID)350内。例如，当SRM50注册和检测到服务系统在注册过程中发送的MSA-SID 350时，一旦SRM50收到GSM规划区域系统标识号(GPA-SID)350，它就执行查找算法并且检测在如图4中所示与接收的SID-GPA 350相关联的认证数据库(ADB)86a内存储的地区服务STEP接入目录号码(STAN-DIR)351。

一旦已经接入恰当的STAN-DIR号码351，SRM 50如图20中所示初始化始发事件。参照图10，全局STEP网关系统209维护所有STEP网关系统STAN-DIR号码351的全局数据库。每当SRM 50与世界上任何STEP网关系统通信时，随着对各SRM 50内包含的STAN-DIR 351接入表的任何变化或者添加来更新ADB 86b。因此无论SRM 50在何处漫游，它都能够总是接入与SRM 50和GSM GPA操作系统最近的相关联的STEP网关系统。这是SVRO全局网络(SSGN)提供的关键自动漫游功能。

在一些情况下，SVRO无线电模块(SRM)50分配有单独SVRO虚拟承运商I.D.，该I.D.：(1)与作为主要MSISDN-MIN接入号码而当前分配给SRM 50的MSISDN-MIN号码相关联，以及(2)按照作为服务控制点(SCP)路由号码而分配的全局、群集和节点地址来格式化的SS7/SS#7网络到目的地点代码(DPC)。各个SS7/SS#7服务控制点(DPC)、服务交换点(SSP)和信令传送点(STP)分配有它自己的唯一始发点代码(OPC)和目的地点代码(DPC)。这一特定DPC代码与SRM 50分配的MSISDN号码相关联并且因此分配给本发明的SVRO归属位置寄存器(SHLR)66。本发明的SHLR66是一种在物理上和在逻辑上与STEP网关相同51相关联的重要内部用户认证数据库。SHLR 66也在物理上和在逻辑上与本发明的认证服务器254和它的内部用户简档认证数据库86b相关联，如图5中所示。

本发明的SHLR 66被编程用以通过取消REGNOT即从服务VLR 61中删除用户简档来操控多个移动站漫游号码(MSRN)。或者SHLR 66被编程用以实现和授权多达八个反向和前向信道而无需与VLR 61交互——如果SRM 50已经作为归属用户进行操作的话。所有这些号码被本发明的全局、地区和承运商STEP网关系统重复地扰动并且由许多SRM 50用户在不同时间重使用。SVRO幻象认证方法的另一重要方面在于MSISDN-MIN、目录号码分配是宝贵的移动蜂窝承运商资源，而本发明非常高效地使用这些资源。此外本发明使用有限的“幻象”ESN号码，这些号码是其它移动无线电模块制造商和地区移动设备掌控体决不发布和复制的唯一设备标示号码。因此，使用幻象LA-MSISDN-MIN、ND-MSISDN-MIN、IMEI、IMSI、TMSI和ESN号码组合的任何非法尝试都被完全地回避。管理幻象LA-MSISDN-MIN、ND-MSISDN-MIN、IMEI、IMSI、TMSI和ESN号码组合非常像自动漫游ANSI-TIA-41兼容的SS7网络管理临时位置目录号码(TLDN)-移动用户漫游号码(MSRN)范围、自动漫游GSM-MAP兼容的SS#7网络和它们的关联MSC和VLR组合管理临时移动用户标识(TMSI)/MSRN号码范围。

参照图3，本发明以独特和巧妙高效的方式管理同时多时隙信道系统交接。存在两类交接，即内部和外部。当SRM 50在任何分配和连接多时隙-信道上从服务BTS 54收到交接命令时，SRM 50释放除了收到交接命令的第一或者主要信道之外的所有信道。当服务移动无线蜂窝网络在内部或者在外部完成交接，与连接的STEP网关系统相关联的SRM 50启动本发明的多时隙信道多路复用/级联功能直至在接收命令之前分配过的所有先前的多时隙信道被重新连接。然而，当经由在先前分配的数字业务信道(DTC)内操作的控制信道收到内部或者外部交接命令时，SRM 50和STEP网关系统51无从知道当内部和/或外部交接完成时在新分配的DTC中将有多少其它多时隙-信道变得可用。在完成交接时可能有七个其它用户参与了与除了服务系统分配给SRM 50的TCH信道之外的所有其它TCH信道的对话。在这种情况下SRM 50和关联的STEP网关系统将待命和等待其它多时隙TCH信道被系统释放。

一旦一个或者多个其它信道被释放，本发明启动连接过程直至所需附加多时隙TCH信道被服务系统分配并且在SRM 50与关联STEP网关系统51之间被连接。这一重要的新颖多时隙信道交接协议将仅仅瞬间地减缓总体数据会话速率。由于SVRO通信是突发性的并且是针对服务于短分组数据递送的特定应用功能而设计的，所以在多数情况下交接将不会在SVRO通信事件过程中发生。另外本发明所支持的许多金融通信针对固定应用如ATM机器、EFT/POS商户终端、M2M应用等而发生。服务移动无线蜂窝系统将非常不可能要求多次交接。当SVRO通信系统服务于移动应用如移动EFT/POS等时，交接对H3D-GA-VM调制数据符号的影响将是最小的。内部GSM GPA切换和GSM GPA外部交接协议的附加细节对于本发明的巧妙多时隙-信道操控没有不利影响。在逻辑上与STEP网关系统51相结合的SRM 50实现了用于多个信道的(a)正常语音、(b)H3D-VOIP和(c)H3D编码解码器。

参照图2、图4和图7，本发明的H3D-GA-VM调制249以及它的H3D-加密和无限词典变型可以应用于一个用户SRM 50设备等所提供的跨经广阔结合的GSM加上WI-FI IEEE802.11加上WI-MAXIEEE802.16e微微网、自组织分散网的应用符号的一个连续SVRO，这些符号事实上源自于配置为无线微蜂窝用户设备的SRM 50。事实上本发明创建一种产生如今本领域中已知最硬实际加密的H3D-GA-VM调制126a。这对于能够利用的WI-FI IEEE802.11变体、WI-MAX IEEE802.16e变体以及Hyperlink2网络等而言特别重要。本发明也将它的独特符号词典应用于IEEE802.11变体、蓝牙跳频扩频ISM、DECT以及其它此类调制方案。本发明可以应用于在比如飞机场、购物中心、火车站、建筑物分散网等公共场所中操作的这些网络。H3D-GA-VM调制249、249a、249b是定义SVRO双向通信信道126a、126b、126c、126d和126e的核心协议构造，其中这些信道在如图7中所示用作路由和传递基站节点等的这些用户SRMIEEE802.16 WI-MAX节点50g、50h、50i、50j、50k、50L、50m、50n、50o、50p、50q、50r、50s中各节点的信道空间内操作。单个SRM 50能够通过在PSTN数据链路58以及公共和专用TCP/IP-VOIP网络62上中继的GSM网络、802.11网络主收发机基站和802.16收发机基站通信。

这些节点各自能够被配置用以支持IEEE802.16变体、IEEE802.11变体、ISM、DECT等。本发明的H3D调制249能够应用于以蓝牙IMS形式被这些节点所使用的PCM调制。本发明的H3D-GA-VM调制249可以作为一种虚拟调制隧道协议应用于IEEE802.16变体、IEEE802.11变体，该协议实现了能够利用很多专用设备进行通信的语音和H3D-GA-VM调制符号数据的应用。这样的设备是个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、音乐文件播放器如Apple iPOD以及支持MP3、MP4、ACC音乐文件等的其它播放器。各节点能够在物理上和在逻辑上与提供很多种遥测和远程信息处理服务等的机器到机器(M2M)专用设备集成。

参照图22，在这一绘图中描绘的是GSM PLMN 155，该GSMPLMN已经被部分地修改以便支持布署实现GPRS/EDGE服务的所选网元。被指定用以例如支持GPRS/EDGE服务的各BTS 54b必须利用附加网元如附加无线电收发机、分组控制单元(PCU)376来加以修改。PCU 376在逻辑上与基站控制器(BSC)63b相关联。PCU376在连接到GSM网络时负责GPRS中与无线电有关的方面并且在物理上置于BTS 54b与服务GPRS支持节点(SGSN)337之间。SGSN377驻留于与MSC 53、53a相同的分级级别并且是必须添加到现有GSM PLMN 155以便向用户提供共享分组数据服务的另一网元。另一GPRS/EDGE网元是网关GPRS支持节点(GGSN)378。GGSN 378提供的功能与网关MSC 53a所提供的功能相似。GPRS/EDGE和第3代网络分组交换操作功能的装置和方法是本领域技术人员众所周知的，因此与优选实施例的新颖性无关的细节被省略。然而，这些网络的某些关键单元必须被有效地修改以便支持任务关键应用特定的服务，这些服务要求与金融通信事务、政府通信如远程护照检查以及需要有保障的递送的其它应用有关的消息接发的及时、安全和低成本递送。

GPRS/EDGE和第3代UMTS/WCDMA-3G网络系统原先并非设计用来为需要专用电路信道和优先级递送机制的任务关键应用特定的无线服务而提供各种操作要求。另外不能通过修改存在于任何所选移动无线蜂窝PLMN的拓扑域内的每个BTS、BSC来布署GPRSEDGE技术。本发明为这一严重问题提供了简单的弥补。如今2.5代和第3代移动蜂窝拓扑是共享分组交换网络。运营所选2.5G和3G网络的移动蜂窝承运商不能保障时间关键应用特定的消息的递送，它们也不能提供必要的高安全级别。本发明能够通过将混合SVRO解决方案应用于这些共享网络来简单地弥补这一问题。在所有移动无线蜂窝电话中的关键单元之一是代码转换速率和适配单元(TRAU)374。TRAU协议是一种为话音信道执行代码转换功能而为数据信道执行速率适配(RA)的软件实体。TRAU单元通常被认为是基站控制器(BSC)63a、63b的一部分。TRAU单元374管理话音和某些数据通信模态。本发明通过从基站控制器(BSC)63b应用虚拟电路来提供一种简单的协议改进，这可以通过简单地提供软件补丁来实施。本发明将简单的改进应用于整个GPRS网络通信方法。当GPRS移动用户站(MSS)发送分组时，该分组被发送到当前的服务GSM-GPRS BTS 54b。

在常规GPRS网络拓扑方面，GPRS BTS无线电将从常规GPRS移动用户站(MSS)始发的接收分组传递到与GPRS分组控制单元(PCU)376集成在一起的关联的BSC 63b。PCU 376将分组发送到驻留于与MSC 53、53a相同分级级别的关联的SGSN 377。从SGSN337通过包括GPRS主干线382的网络拓扑来发送分组。移动用户站(MSS)始发的分组从GPRS主干线382发送到基于TCP的数据网络383和基于X.25 384的数据网络384。由于GPRS、EDGE或者3GUMTS网络是取决于瞬时网络负荷的共享网络，所以分组可以用数秒到达它的目的地。此外至今没有在不改变包括整个GPRS、EDGE或者3G网络的网元部分的各TCP/IP网络服务器或者路由节点处的寻址方案的情况下通过共享网络提供有保障的消息分组递送的实际方式。

本发明提供了避免必须改变整个GPRS/EDGE或者UMTSPLMN寻址方案的装置和方法。参照图4，在这一绘图中描绘的是SVRO无线电模块(SRM)50。SRM 50利用先前在本公开的主体内容中描述的一种独特协议栈。该协议栈的一部分是：它通过GPRS网络拓扑实现常规通信。然而，本发明提供了将SVRO协议栈112的协议、处理和过程与常规GPRS协议栈285相组合的装置和方法。合成的结果是如下SRM 50，该SRM基本上是能够通过许多不同网络拓扑无缝地操作的多模式通信设备。参照图22，例如SRM 50能够用来在它漫游到具有GPRS功能的移动PLMN网络拓扑中时发送和接收常规GPRS第8类和第10类发送协议。然而，如果主机移动无线PLMN是具有SVRO功能的，则SRM 50用户可以选择GPRS或者SVRO分组无线电服务。然而，本发明提供一种设计用来在GPRS、EDGE或者SVRO服务之间自动选择的自治系统。这一自治选择方法实现了一些有用的服务。例如，如果用户发送时间关键消息，则在分组的消息本体或者分组报头内包含的应用特定的消息类型指示符指示了时间关键消息，SRM 50通过快速连接和发送时间/任务关键消息到本发明的关联STEP网关系统51来简单地建立SVRO单信道和/或多信道事件。瞬时时间关键消息分组可以始发于专用设备(ASD)如52d EFT/POS终端244和ATM机器248并且从本发明的STEP网关系统51、51d、51e指向分别充当针对金融应用服务提供商(ASP)55d和55e的网元的关联的ATM交换系统245和/或EFT/POS交换系统246。附加应用如机器到机器(M2M)遥测/远程信息处理系统涉及机动车辆跟踪、紧急911/000服务、机动车辆遇险呼叫、安全系统报告、农业系统管理等。整个SVRO虚拟网络及其所有单元被设计为酷似生物有机体那样自适应、自校正和自优化并且现在可以提供该虚拟网络以造福于人类。

参照图27，本发明提供又一种在利用多个移动标识号码(MIN)、MSISDN、IMEI号码和目录号码的SRM 50与STEP网关51系统之间实现多信道通信的装置和方法，其中所述号码可以被作为嵌入式交换机/服务器/SSP 87的部件的各STEP网关交换机端口映射信道临时地分配、旋转和重使用，如图5中所示。各交换机端口433b、I、J、K、L、M、N、O、P分配有MSISDN-MIN号码或者目录号码。各SRM 50分配有能够永久地分配或者在算法上旋转的MSISDN-MIN号码433b。参照图27，当SW/SSP 87用作虚拟网关MSC时，各嵌入式端口被主机GSM PLMN归类为移动用户。这对于SVRO服务而言很有用，因为可以利用许多信道性能优点。例如，当通过当前的服务MSC 53对STEP网关51始发的呼叫进行路由时，它通过分配的信道拓扑来使用ISU P 232和HDLC 225协议，该拓扑是绕过GSM PLMN互通功能(IWF)57的直接物理和逻辑信道链路。

在一些情况下，在IWF的物理和逻辑层内包含在物理上和在算法上呼入和呼出压缩和解压模态，这些模态用于空中接口链路与陆线链路之间的语音通信。本发明被设计用以绕过IWF 57，以便消除在语音/数据呼叫经由IWF 57网关和常规网关MSC 53a通过GSMPLMN从移动/SW/SSP 87始发到SRM 50时发生的压缩/解压和/或额定状态到压缩状态的过程。反言之，当SRM 50执行对STEP网关51 SW/SSP 87的语音/数据呼叫并且使用一种修改的服务层协议时，实现了好得多的数据吞吐性能，其中该服务层协议实现了绕过位于基站控制器(BSC)63的TRAU单元的压缩/解压的数据呼叫。因此，SRM 50以及位于虚拟STEP网关SW/SSP 87的H3D编码解码器68a所使用的以及各通信端口所使用的Holophasec 3D编码解码器58可以具有解压/清空信道用以将语音和数据信息从任何始发点双向地传送到任何终结点。本发明也实现了附加的应用特定的使用，例如本发明的装置和方法能够用来通过高空低轨道(HALO)航空器进行通信391，该航空器387充当与指定地面站368通信390的基站389。SVRO Holophasec 3D编码解码器(H3D-Codec)68、68a和68a能够用来通过一个用户信道支持多数据通信和语音。在又一方案中，SRM50b可以被配置用以经由任何地球同步(GEO)卫星368或者低地球轨道(LEO)368a如铱星等与任何卫星地面站368通信392。通过本发明的STEP网关系统51，利用ISUP 232和HDLC 225协议，卫星地面站368能够在物理上377和在算法上被链接。

本发明的附加目的和优点对于本领域技术人员将是易于想到的。本发明在它的更广义方面不局限于所示和所描述的具体细节、代表性设备和示例性例子。因而，在不脱离所附权利要求及其等效物所限定的本发明一般性的装置和方法的精神或者范围时可以根据这样的细节做出变化。

Claims (15)

1.一种通过通信信道使用寻优综合来传送数据的方法，所述方法包括：

生成上下文符号集合，各符号具有变动和选择的概率；

通过所述信道发送所述生成的符号集合；

计算所述集合中的每个符号通过所述信道进行发送的适合度；

对每个符号的所述适合度进行排序；

基于每个符号的适合度排序向该符号分配选择概率；

再生新的符号集合，每个新的符号共享所选符号的特征；

变动符号以使所述集合多样化；以及

当达到针对符号的阈值时终结该符号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中变动包括将来自信道条件状态的随机扰动添加到所述符号的频率、相位和幅度中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中当达到阈值时终结符号包括根据该符号的生成来终结该符号。

4.根据权利要求1所述的方法，其中当达到阈值时终结系统包括当达到目标适合度时终结该符号。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述信道包括移动蜂窝业务信道。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述信道包括移动中继无线电业务信道。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述信道包括IEEE 802.16业务信道。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述信道是语音信道。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述信道是语音和数据信道。

10.根据权利要求1所述的方法，其中生成上下文符号集合包括通过所述信道发送多个符号以及选择所述多个信道的子集作为所述集合。

11.根据权利要求1所述的方法，其中再生新的符号集合并且每个新的符号共享所选符号的特征包括：再生新的符号集，每个新的符号共享所选父系符号的特征。

12.一种用以通过通信信道使用寻优综合来传送数据的设备，所述设备包括：

用于生成上下文符号集合的装置，每个符号具有变动和选择的概率；

用于通过所述信道发送所述生成的符号集合的装置；

用于计算所述集合中每个符号通过所述信道进行发送的适合度的装置；

用于对每个符号的所述适合度进行排序的装置；

用于基于每个符号的适合度排序向该符号分配选择概率的装置；

用于再生新的符号集合的装置，每个新的符号共享所选符号的特征；

用于变动符号以使所述集合多样化的装置；以及

用于当达到针对符号的阈值时终结该符号的装置。

13.根据权利要求12所述的装置，其中变动包括将来自信道条件状态的随机扰动添加到所述符号的频率、相位和幅度中的至少一个。

14.根据权利要求12所述的装置，其中所述信道包括移动蜂窝业务信道。

15.根据权利要求12所述的装置，其中用于生成上下文符号集合的装置还包括用于通过所述信道发送多个符号以及选择所述多个信道的子集作为所述集合的装置。

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