CN101304566B - 移动通信装置及用以连接移动台之间通信的基站系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动通信装置及用以连接移动台之间通信的基站系统。每一移动台经过数字信道发送双音多频数据至基站系统，其中基站系统包括交换模块及网络模块。交换模块，建立介于第一移动台与第二移动台之间的连接。网络模块，经过基站系统与第二移动台之间的数字信道转送从第一移动台所接收的数字双音多频数据至第二移动台；以及经过基站系统与第一移动台之间的数字信道转送从第二移动台所接收的数字双音多频数据至第一移动台。依本发明揭露的内容，从发送方移动台发送至基站服务器的双音多频数据并不会转换为将传送至发送方移动台的模拟语音信号，并以数字信道加以传输，依此避免噪声干扰。

Description

移动通信装置及用以连接移动台之间通信的基站系统

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术，尤其是指一种可识别数字双音多频(Dual Tone Multi-Frequency，DTMF)数据的移动通信装置及用以连接移动台之间的通信的基站系统。

背景技术

最初，双音多频信令是被用作发送至电话交换中心的电话信令，其中电话信令是承载于语音频带上。用以电话拨号的DTMF版本已被熟知为按键拨号模式(Touch-Tone)，并且被国际电信联盟建议书Q.23(ITU-T Recommendation Q.23)标准化。其它多频系统用来实现通信网络中的信令连接。

在DTMF信令出现之前，电话系统利用脉冲(美国使用的拨号脉冲)或回路切断(Loop Disconnect，LD)信令来完成拨号过程，其通过迅速的断开以及连接关闭呼叫方的电话线来工作，正如快速地切断或闭合光开关。重复的连接和断开，如电话拨号盘，拨号时会发出一段连续的卡哒声(clicks)。电话交换设备计算拨号时所产生的卡哒声或拨号脉冲以决定被叫号码。回路切断的应用范围受限于信号失真和其它技术问题，并且在设置长距离拨号时，也需要接线员的协助(使用较早的多频拨号方式)或者需要提供用户中继拨号设备。

DTMF信令在贝尔实验室(Bell Labs)得到了发展，通过拨号以实现对长途电话号码的呼叫，其应用在某种程度上并不亚于在无线链接方面的应用，比如：微波无线电传递链接或卫星通信。对于少数非纵横(non crossbar)办公室系统来说，加入编码/解码器是用以将最初的脉冲信号转换为DTMF音频信号并发送至远程的办公室。而在远程站点同样配备有编码/解码器，能够解码DTMF音频信号以完成脉冲拨号。上述方式类似于直接与远程站点连接。同样地，DTMF信令可应用于各种链接环境中。使用已存在的网络来发送信令以及信息的这一构想已经如带内信令(in-band signaling)般为人们所熟悉。

早在1950年DTMF得以发展时，电开关中的与电机纵横系统相反的开关特性被使用。任一交换系统适用于任一拨号系统，但是DTMF信令允许更短的占线时间(holding time)，此特性对于设置于纵横制系统中的较大或较复杂的寄存器来说是非常重要的。在此情况下，脉冲拨号可避免对电路中的各节点进行实时感知，并尽可能将DTMF信令发送至终端使用者。对纵横制(crossbar)系统的相关测试已于1960年完成，而DTMF信令的应用已被熟知为按键拨号模式。

如今，已实现各种各样基于DTMF的应用。比如，使用者通过按压电话上的按键来操控远程服务器的音频菜单，其中远程服务器接收并分析DTMF信令以明白使用者在音频菜单中输入的指令。因为此类应用广泛，基于GSM或3G通信原理的行动电话需要支持此类功能。

在移动通信(如GSM或3G(3rd Generation))网络应用方面，移动台与基站之间存在多个信道。以GSM系统为例，除了传输音频数据的语音信道之外，还有数字信道，如快速相关控制信道(Fast Associated Control Channel，FACCH)，建立于移动台与基站之间。当使用者在移动台上按压一个按键时，相应的DTMF数据从发送方移动台发送至基站，基站产生并发送对应的模拟语音信号至目的电话装置，以响应发送方移动台。

请参阅图1，是显示移动台与基站交互过程的示意图。移动台101发送DTMF启动数据(START DTMF)至基站102。基站102产生相应的模拟语音信号至移动台103。基站102进一步经过基于DTMF协议的方式与移动台101保持通信。即基站102发送启动DTMF确认数据(START DTMF ACK)至移动台101；移动台101发送停止DTMF数据(STOP DTMF)至基站102；移动台103经过基站服务器反馈停止DTMF确认数据(STOP DTMF ACK)至移动台101。图2A是显示在按压一个按键时，现有DTMF协议的示意图，而图2B是显示在按压多个按键时，现有DTMF协议的示意图。其中相关流程与上述图1所显示的流程类似。图2A与图2B是摘录自1999年3GPP提出的TS24.008(V3.1.0)中的图5.8。

即使接收方并不是支持GSM网络制式的接收方移动台，而是支持公众交换电话网络(Public Switched Telephone Network，PSTN)制式的电话装置，这种设计也是可实施的，这是因为基站102发送的是模拟语音信号。但是，为了解码使用者在移动台101上按压按键所对应的数据，移动台103需要设置复杂的DTMF音频识别电路。此外，模拟信号在信道传输过程中，很容易受到外界干扰而发生错误。比如，使用者原本按压的数字键为“1”，而经过传输后，接收方可能显示得到的数据对应的数字键为“2”。

在电信系统中，要改变基站或移动台本身的硬件架构是困难的，除非这样的改变并不会产生巨额的成本。因此有必要提供一种有效的处理方法来解决上述现有技术中DTMF存在的技术问题，以提供更方便可靠的应用。

发明内容

为了解决现有技术中DTMF数据容易受到外界干扰而导致识别错误的技术问题，本发明提供了一种移动通信装置及用以连接移动台之间的基站系统。

基于上述目的，本发明实施例揭露了一种用以连接移动台之间的通信的基站系统，每一移动台经过数字信道发送双音多频数据至该基站系统，该基站系统包括：交换模块，建立介于第一移动台与第二移动台之间的连接。以及网络模块，经过该基站系统与该第二移动台之间的该数字信道转送从该第一移动台所接收的数字双音多频数据至该第二移动台；以及经过该基站系统与该第一移动台之间的该数字信道转送从该第二移动台所接收的数字双音多频数据至该第一移动台，其中，若该网络模块检测到该第二移动台不能识别从该基站系统与该第二移动台之间的该数字信道所接收的数字双音多频数据，该网络模块转送模拟双音多频信号至该第二移动台。

本发明还揭露一种移动通信装置，可识别经过数字信道从基站系统接收的数字双音多频数据，该双音多频数据传输自发送方移动台，该移动通信装置包括：网络模块，反馈双音多频确认数据至该发送方移动台，并分析经过该数字信道所接收的该双音多频数据，该双音多频数据包含双音多频数字数据。以及处理器，根据该双音多频数字数据以启动响应。

依本发明揭露的内容，从发送方移动台发送至基站服务器的DTMF数据并不会转换为将传送至发送方移动台的模拟语音信号，并以数字信道加以传输。藉此避免噪声干扰。

附图说明

图1是显示移动台与基站交互过程的示意图；

图2A是显示于按压一个按键时，现有DTMF协议的示意图；

图2B是显示在按压多个按键时，现有DTMF协议的示意图；

图3是显示以全球移动通信系统为例的通信网络的示意图；

图4是显示本发明提供的DTMF协议流程示意图；

图5是显示本发明提供的DTMF协议流程示意图；

图6是显示依本发明实施例基站服务器的运作流程图；

图7是显示本发明实施例移动通信装置的示意图。

具体实施方式

图3是显示以全球移动通信系统为例的通信网络的示意图。依据本发明所揭示的优选实施方式的基站与通信装置实施于全球移动通信系统中。移动电话321，其是较多现有移动通信装置中的一种，经过GSM网络中的基站(Base Transceiver Station，BTS)、基站控制器(Base Station Controller，BSC)及其它基站与另一移动电话322相连通。为了连接移动电话321与公用电话交换网(Public Switched Telephone Network，PSTN)电话323，数据经过移动交换中心(Mobile Switching Center，MSC)和公用电话交换网从基站子系统(Base Station Subsystem)301传输至交换子系统(Switching Subsystem)302。倘若移动电话321与因特网(Internet)互连，数据则经过GPRS服务支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)、因特网协议的分组骨干网(GPRS Backbone IP Network)及GPRS网关支持节点(Gateway GPRS Support Node，GGSN)传输至分组控制单元(Packet Control Unit，PCU)以转送至GPRS核心网络303。通常存在许多用以架构完整的通信系统的不同的互连通信设备。

说明书中所提及的术语“基站系统(Base Station system)”涉及硬件和/或软件及两者的组合，用以形成通信系统的一部分或全部，当连接多个移动台(Mobile Station)之间的通信时，通信系统处理DTMF协议。举例来说，术语“基站系统”指的是在基站收发器中运行的相关软件程序以实现必要的处理DTMF协议的网络层功能。此外，术语“基站系统”指的是一个或多个通信设备，其配合相关软件程序处理相应移动台DTMF协议的数据。

因为本发明的主要特征包括提供一种改良的DTMF处理方式，除改良的DTMF功能外，凡本技术领域中的技术人员均容易实现其它部分。为简明陈述本发明，在3GPP规范中已经揭示的且所有本领域技术人员所熟知的技术不予陈述，以下仅阐明与本发明相关的内容。

本发明所揭露的基站系统包括交换模块(Switching Module)以建立移动台之间的无线连接。另外，当两个移动台互连时，基站系统还包括网络模块以处理DTMF数据。此处术语“交换模块”可理解为硬件、软件及两者的组合以提供部分或全部有关互连两移动台的功能。例如交换模块可以是涉及任何能够在两个移动台之间建立连接的至少一设备。比如交换模块可以是实现连接两移动台网络层功能的服务器中的一部分。当交换模块实现移动台互连时，会在移动台之间提供一个或多个信道以进行数据交换。以GSM网络为例，除传输语音数据的信道之外，移动台之间还存在其它多个信道。例如，快速相关控制信道(Fast Associated Control Channel，FACCH)，此信道是用于GSM网络的数字信道，用以实现从移动台传递DTMF数据至基站服务器。通过存在于移动台之间的此类数字信道，基站中的网络模块将从一个移动台所接收的数字DTMF数据转送(forward)至另一移动台，反之亦然。在对基站服务器作如此改进下，与传统传输给接收方移动台模拟语音信号的做法不同的是传输数字DTMF数据以减少数据在传递过程中所受到的噪声干扰，并且不需要在接收方移动台中设置复杂的音频识别电路以识别所接收的DTMF数据。

图4与图5是显示本发明提供的DTMF协议流程示意图。需注意的是，基站服务器并非总是依所接收的DTMF数据来产生模拟语音信号。相反地，如果有必要或已被设置，基站服务器由一个移动台接收并将DTMF数据转送至另一个移动台。所指“转送”并非表示所接收的数据不经任何处理而直接传输。例如，“转送”是指基站服务器依据从所接收的DTMF数据产生另一DTMF数据。

在图4中，使用者按压一个按键，如移动电话上的数字“1”键，由移动电话产生具有DTMF数字数据(DTMF digit)的“START DTMF”信号(即“1”)，并将其发送至基站服务器。其中在第4图中将基站服务器标记成网络(Network)。需注意的是，说明书中所提及的快速相关控制信道仅为方便说明本发明，并非限制本发明。在不同标准的通信环境中，此处所指快速相关控制信道可被其它信道所代替。基站服务器并不产生模拟频率信号“1”，而是转送由发送方移动台发送的DTMF数据至接收方移动台。接收方移动台可能不能识别DTMF启动数据(START DTMF)。如接收方移动台确认不能识别DTMF启动数据，基站产生并发送现有模拟DTMF语音信号至接收方移动台。或者，基站利用一段时间来等待接收方移动台响应，倘若未能接收到启动DTMF确认数据(START DTMF ACK)，基站确定接收方移动台不能支持本发明所揭示的DTMF协议。随后基站将此状况反馈至发送方移动台。再者，如果接收方移动台支持(support)本发明所揭示的DTMF协议，接收方移动台产生并发送启动DTMF确认数据(START DTMF ACK)至基站，并由基站转送启动确认数据至发送方移动台。另外，发送方移动台经过基站服务器继续发送停止DTMF数据(STOP DTMF)至接收方移动台；接收方移动台经过基站服务器反馈停止DTMF确认数据(STOP DTMF ACK)至发送方移动台。其中基站服务器检测到接收方移动台不能识别从基站服务器与接收方移动台之间的数字信道所接收的数字双音多频数据，网络模块发送拒绝双音多频数据至发送方移动台。

相关交互过程可参阅图5，图5是显示在一个完整的交互过程中按压多个按键的情形。图中所示的各信号所表示的意思与图4中的各信号所表示的意思相同，在此不再赘述。依据本发明可避免因传统硬件结构存在的缺陷而对基站或接收方移动台的现有硬件结构作出任何改变，即具备良好的系统兼容性。此前并没有任何现有技术提出过相同或类似的改良技术方案。进一步而言，以上提及的技术问题并没有在以往的任何发明中得以解决。

图6是显示依本发明实施例基站服务器的运作流程图。由于所提供的实施例主要涉及对DTMF数据的处理，因此有关基站服务器的其它处理操作在此不再重复描述。与本发明有关的处理流程可由相应的硬件电路、软件程序及两者的组合来加以实现。首先，基站服务器接收由发送方移动台发送的DTMF数据(步骤601)。基站服务器检测接收方移动台是否支持本发明改良的DTMF协议(步骤603)。如果基站服务器检测接收方移动台不支持本发明关于DTMF协议的改良设计，基站服务器产生模拟DTMF数据(步骤605)并发送此模拟DTMF数据至接收方移动台(步骤607)；否则，基站服务器转送数字DTMF数据至接收方移动台(步骤609)，如果接收方移动台以任何DTMF数据响应基站服务器，则由基站服务器转送自接收方移动台接收的DTMF数据至发送方移动台(步骤611)。

图7是显示本发明实施例移动通信装置的示意图。移动通信装置70支持本发明所揭示的DTMF协议，移动通信装置70包括网络模块72和处理器74。其中网络模块的一实例是用以处理DTMF数据的DTMF模块。而移动通信装置70是移动电话，如基于GSM网络的移动电话。在此情况下，网络模块72是用以产生DTMF数据，并经过数字信道将产生的DTMF数据发送至支持本发明所揭示的DTMF协议的基站服务器；另外，网络模块72可以分析处理从基站服务器接收到的DTMF数据，其中DTMF数据包含DTMF数字数据，其对应于移动通信装置上按键已被使用者按压的事件，或要传送至另一移动通信装置的程序产生数据等事件。

除了网络模块72外，处理器74根据所接收的DTMF数字数据启动一响应。在此架构下可以设计各种形式的响应，例如，现有的任何音频菜单响应系统可以广泛应用于移动通信装置70中。另外，可利用介于移动通信装置70与其它移动台之间的DTMF信道来发送各种数据。即，除了使用者按压的多个按键之外，DTMF数据可以包含在两个移动台之间交换的各种数据。需注意的是，说明书中所列举的相关实施例，并非对本发明的限制。

除以上所揭示的新的DTFM功能之外，任何此领域内技术人员可实现网络模块72和处理器74的其它部分。即本发明利于通过相关硬件电路、软件程序或者两者的组合来加以实现。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此领域技术的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书所界定的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种用以连接移动台之间的通信的基站系统，其特征在于，每一该移动台经过数字信道发送双音多频数据至该基站系统，该基站系统包括：

交换模块，建立介于第一移动台与第二移动台之间的连接；以及

网络模块，经过该基站系统与该第二移动台之间的该数字信道转送从该第一移动台所接收的第一数字双音多频数据至该第二移动台；以及经过该基站系统与该第一移动台之间的该数字信道转送从该第二移动台所接收的第二数字双音多频数据至该第一移动台，

其中，若该网络模块检测到该第二移动台不能识别从该基站系统与该第二移动台之间的该数字信道所接收的该第一数字双音多频数据，该网络模块转送模拟双音多频信号至该第二移动台。

2.如权利要求1所述的用以连接移动台之间的通信的基站系统，其特征在于，该基站系统符合GSM标准及该数字信道是快速相关控制信道。

3.如权利要求1所述的用以连接移动台之间的通信的基站系统，其特征在于，该双音多频数据的类型包含启动双音多频数据、启动双音多频确认数据及双音多频数字数据。

4.如权利要求3所述的用以连接移动台之间的通信的基站系统，其特征在于，该双音多频数据的类型还包含停止双音多频数据、停止双音多频确认数据及拒绝双音多频数据。

5.如权利要求1所述的用以连接移动台之间的通信的基站系统，其特征在于，若该网络模块检测到该第二移动台不能识别从该基站系统与该第二移动台之间的该数字信道所接收的该第一数字双音多频数据，该网络模块发送拒绝双音多频数据至该第一移动台。

6.一种移动通信装置，其特征在于，可识别经由数字信道从基站系统接收的双音多频数据，该双音多频数据从发送方移动台被传输，该移动通信装置包括：

网络模块，反馈双音多频确认数据至该发送方移动台，并分析经过该数字信道所接收的该双音多频数据，该双音多频数据包含数字双音多频数据；以及

处理器，根据该数字双音多频数据以启动响应。

7.如权利要求6所述的移动通信装置，其特征在于，该处理器提供音频菜单至该发送方移动台的使用者，及该音频菜单是根据该双音多频数据而操作。

8.如权利要求6所述的移动通信装置，其特征在于，该处理器产生要发送至该发送方移动台的响应双音多频数据。

9.如权利要求6所述的移动通信装置，其特征在于，该发送方移动台符合GSM标准及该数字信道是快速相关控制信道。

10.如权利要求6所述的移动通信装置，其特征在于，该双音多频数据的类型包含启动双音多频数据、启动双音多频确认数据及双音多频数字数据。

11.如权利要求10所述的移动通信装置，其特征在于，该双音多频数据的类型还包含停止双音多频数据、停止双音多频确认数据及拒绝双音多频数据。

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