CN1089072A - 小型无线电电信系统 - Google Patents

Abstract

无线网孔基站收发信机对互连，收到服务请求时 控制器分配一对收发信机处理该呼叫。若呼叫去往 公共交换电话网，将一个尚未连接的收发信机连接到 长途局的一个交换系统上，由协议转换器在来往网孔 基站的呼叫控制消息和来往长途局的呼叫控制消息 之间转换。若网孔基站有定向天线，则选择连接到定 向天线的一对收发信机服务于主叫站和被叫站；连接 全向天线的收发信机用于溢出业务及长途局与网孔 基站之间的业务。

Description

本发明涉及无线电电信系统，具体涉及用于主要处理网孔基站内业务的比较小的系统的结构。

由于无线电电信终端或者称为“移动台”的成本显著降低，因此在过去十年里无线电电信网已快速地增大。这种“移动台”以许多种形式存在，从装在汽车上到便携台，到手持台，到固定安装的台。蜂窝原理已允许无线电电信数量极大地增长，该无线电电信可以在分配的无线电频谱上传送，因而使无线电电信用户的数量能大量增加。

在用户设备（与蜂窝式系统通信的无线电收发信机）已发生成本明显降低的同时，在用户台之间建立连接所需的中心局设备方面还没有发生类似的成本下降。特别是，虽然已设计出每个用户的费用不高的大系统，但是，在现有技术中还没有小型、便宜的交换系统。

根据本发明，上述问题得以解决，它比现有技术先进，其中，网孔基站的一些收发信机直接连接到另一个收发信机，使得这些收发信机所连接的每一终端上由收发信机提供出服务的用户可以通信。按照本发明的一个方面，其它的收发信机经过一组通信信道连接到一个交换系统，例如一个长途局。网孔基站由数据链路连接到一个组合的协议转换器/处理（PCP）。PCP在送到长途局的消息和送到基站的可比较控制消息之间作出转换。PCP接收主叫用户的拨号号码，如果网孔基站装置有特定的定向天线，该拨号号码可包含有该网孔基站服务的每个电话簿号码与特定的定向天线相关联的信息，并对于网孔基站内的呼叫，在识别主叫用户与被叫用户的基础上选择一对收发信机，这两个收发信机各连接到服务于主叫用户和被叫用户的每个定向天线上，双方用户的无线电设备便可用于通话。如果该呼叫是从长途局来的或者到长途局去的，则控制器选择一个发信机服务于由该网孔基站服务的用户，并通知长途局使用哪条通信信道。在本发明的一个具体的实施例中，某些收发信机连接到全向天线，可有效地用作呼叫的溢出组（overflow    group），对于它们，对朝向主叫用户和被叫用户的合适天线并没有无线电设备对供应用于网孔基站内的呼叫，或者对该网孔基站所服务的用户并没有合适的无线电设备供应用于呼入或呼出。在另一个具体的实施例中，所有的收发信机都连接到一个全向天线;其优点在于，可避免在特定定向天线之间由于缺乏一对连接的收发信机而引起的阻塞。

图1是说明本发明的工作的方框图;

图2是说明处理网孔基站内业务的方法的流程图;

图3和4是说明处理去话和来话业务的方法的流程图;

图1是说明本申请人的发明的工作的方框图。一个无线电网孔基站1与移动站例如移动站8和35通信。一个网孔基站，例如由AT&T公司制造的Autoplex^R系列Ⅰ、Ⅱ型号网孔基站，可用在本申请中。如果需要符合欧洲全球系统移动通信（GSM）的标准协议，则可使用相异的网孔基站。这个网孔基站的工作方式与连接到一个移动交换系统的网孔基站的工作方式基本相同。该网孔基站受处理器10的控制，它包括四组收发信机，亦即组2、3、4和5。组2、3和4中的每个收发信机分别连接到网孔基站的三个定向天线中的一个天线。组5中的无线电设备连接到网孔基站的一个全向天线。

根据本申请人发明的讲述，网孔基站的收发信机通过导线相互连接。例如，组2的收发信机（XCVR）21通过导线26连接到组3的XCVR31，组2的XCVR22通过导线27连接以组4的XCVR41上，组2的XCVR24通过导线29连接到一个多路复用器上，以便连接到长途局80而接通网孔基站1覆盖区域之外的区域;而XCVR25通过导线53连接到组5的XCVR25通过导线53连接到组5的XCVR51上。在优选的实施例，连接是经过多信道载波链路的，以使一个收发信机组中的一组24个收发信机组连接到相同的或不同的收发信组中的一组24个收发信机上。但是，也可以使用这样的网孔基站，其输出是各自的信道，并简单地互连这些各自的信道而不互连复用器。

用于控制网孔基站1的处理器10依靠数据链路11连接到一个协议转换器/处理器（PCP）60。由NCR公司制造的以计算机为基础的NCR    Star    Server    E（Intel    486）可用作PCP;在优选的实施例中，该计算机装有一个接口板，例如UNIX^R系统的DPLI/HDLC控制器板，用于使两条数据链路终接到PC上。PCP控制无线连接的建立，这是通过选择网孔基站1的恰好互连的收发信机，用以连接到主叫和被叫无线站，并引导处理器10在这些收发信机和无线站之间建立连接。例如，如果无线站8发出一个请求连接到无线站35的信号，则PCP60可以选择使用收发信机21通过无线电信道9来连接到移动站8，并选择使用收发信机31通过无线电信道36来连接到移动站35，已知收发信机21和31是通过导线26连接的，因此知道，如果建立起这两条无线电信道，则移动站8和35便能够通信。处理器10发出所接收到的移动站8来的请求连接的信号，由PCP60分析被叫用户的电话簿号码，确认这个电话簿号码是移动站35的，它可以经过组3的无线电设备通信，便从以导线互连的组2和组3中选择一对无线电设备。

如果网孔基站组2中可用的无线电设备所能接通的网孔基站组3中可用的无线电设备已全部被占用了，则可使用网孔基站组2的一个XCVR，例如XCVR25;这个XCVR25连接到网孔基站组5中的XCVR51，该组5的XCVR是连接到一个全向天线的能够通到任一个移动站。实际上，当没有直接连接的基本组XCVR可供应用时，组5的XCVR便应用于溢出的业务。

为了接通外部用户，某些收发信机例如XCVR32连接到一个交换系统，例如长途局80。在优选的实施例中，这个连接是经过一个数字载波系统的，它采用美国标准T1信号。收发信机依靠这个T1信号载波通过连接线72连接到分出和插入单元70，其输出是综合业务数字网（ISDN）的基本速率接口（PRI）信号71。对24T载波信道之一，分出和插入单元用于代替D信道。分出和插入单元装置可以使用由Tellabs制造的Crossnet    442型复用器，它具有这个基本速率接口信号的D信道，并提供信号到PCP60。PRI71以熟知的方式连接到长途局80。例如，对于经过长途局80从无线站35到外部用户的连接，其请求是从处理器10发出信号的。该信号由处理器10产生出，以国际标准X.25信号的LAPS格式经过数据链路11发送，在PCP60中被转换为D信道信号，经过D信道71传输到分出和插入单元70，然后经过PRI链路73送到长途局80。实际的通话连接可利用收发信机32来建立，该收发信机能接收从无线站35来的信号，并依靠连接线72连接到分出和插入单元70。对于在北美和日本之外的应用场合，可以使用适当的32信道载波系统。

图2是优选实施例中处理呼叫的流程图。在网孔基站上检测服务请求（操作框401）。网孔基站从主叫用户处接收拨号码（操作框403）。这个号码传送到PCP60，由PCP60检验该号码是本地号码（即该网孔基站所服务的号码）还是要接通公共交换电话网的号码。如果是本地号码，则PCP分配一个收发信机对，用于与主叫无线站和被叫无线站进行通信（操作框407）。如果该号码不是本地号码，则对长途局80建立ISDN连接。在优选的实施例中采用了一个长途局，这是因为，在很多情况下网孔基站处在间隔得较远的地点上;然而，也可采用5级交换终端局。根据本发明所述的通信安排，要求长途局或5级交换局必须适应于服务ISDN业务。然后，PCP用于在长途局使用的ISDN消息和网孔基站使用的LAPB消息之间作出转换（操作框411）。与长途局的去话呼叫和来话呼叫相通信的详细情况，在图3和图4的讨论中说明。

在操作框407进行收发信机对的分配时，必须考虑到服务于主叫站和被叫站的天线情况。如果全都是由全向天线提供服务的，则可使用任意连接的收发信机对。否则，要求这个收发信机对其组成之一个连接到服务于主叫站的天线，而其组成之另一个连接到服务于被叫站的天线。全向天线可以服务于全部用户，因而这种天线对于处理各种类型的溢出业务是有用的。它可以处理从主叫用户定向天线来的业务，可以处理从被叫用户定向天线来的业务，并且全向内的业务自然可以接通任何站对。

下面关于图3和图4的讨论叙述了PCP如何用于与去往和来自长途局的呼叫相配合。PCP在CCITT    Q.931消息组中规定的ISDN控制消息和在本例中经过X.25协议链路层LAPB发送的消息组之间作出转换，以便与一个网孔基站通信。连接到长途局的呼叫可以是来自公共交换电话网的呼入，或是去往公共交换电话网的呼出，这与图2的操作框401-407中所述的网孔基站内的呼叫不同。

图3说明在经过长途局80对公共交换网络建立起无线始发的呼叫中PCP60所执行的消息和操作。网孔基站1从移动站1接收到一个指示，表明移动站希望始发和接收由始发移动站拨号的被叫用户的号码。网孔基站1发送消息201到PCP60，该消息包含有主叫主站标识、被叫号码和哪个定向天线供这个呼叫使用为最佳的指示。移动站选取对应于最佳定向天线的设定信道。PCP60将定向天线识别翻译为合适的D信道71，以用于与长途局80通信。如果是由一条D信道服务于将长途局连接到网孔基站的所有PRI，则这个翻译是不需要的。然后，PCP发送一个建立消息205给长途局80，它包括被叫用户电话簿号码和主叫用户识别。如操作框206所示，长途局80随后选择一个适合于与识别的定向天线一起使用的B信道，并经过D信道71发送一个能标识出选定的B信道的呼叫进行消息207。在操作框209中，PCP60将B信道识别翻译为无线电收发信机号码，并发送一个移动建立消息211到网孔基站，以在选定的B信道和移动站35之间建立起通信。网孔基站1在确认这种无线电通信建立起之后，向PCP60返回一个话音信道确认消息213。

与此同时，长途局80已建立着另一端的连接，并发送一列呼叫进行消息215到PCP60，PCP60保持住对连接状态的监视。当连接已建立时，从长途局80向PCP60发送一个振铃消息217，它指明被叫用户正被振铃。主叫用户能听到单音音响。然后，长途局80检测呼叫的应答（操作框219），发送一个连接消息221到PCP60。作为响应，PCP60对该连接现在处于通话状态作出记录（操作框223）。

图4说明一个无线终接的呼叫。操作框301指明，长途局80已收到一个呼入（如果网孔基站连接到一个终端局（5级），这也可能是一个始发呼叫;而且，如果是经过一个本地旁路连接接通长途局，这也可能是一个始发呼叫）。长途局将电话簿号码翻译成合适的D信道，以用于与PCP通信（操作框303）。然后，长途局选择一个D信道应用于这个通话（操作框305）。在这个实施例中，每个PRI可以只服务于一个网孔基站地区或全向天线，但几个PRI也可服务于一个地区。长途局随后发送一个建立消息，它包括被叫主站识别和用于该连接B信道识别（消息307）。PCP60将这个B信道号码翻译为无线电收发信机号码（操作框309），并作为响应，向长途局发回一个呼叫过程进行消息311。然后PCP60通过消息313发送一个寻呼移动站的请求，该消息313是经过数据信道11向网孔基站1发送的。网孔基站1寻呼移动站，如果该移动站正确地响应，则向PCP60发回一个寻呼响应消息315。然后，PCP向网孔基站1发送一个移动站建立消息319，请求在选定的B信道和该移动站之间建立连接，并请求监视该连接以确定被叫移动站是否应答该呼叫。PCP还向长途局发回一个适于传送单音音响的振铃消息321，以指明主叫方确实接收到了振铃单音音响。另有一种方案，如果用作分出和插入单元，则诸发AT&T公司的Uniprism^TM卡的一个单元可将单音音响直接加到任一PRT信道。当无线终端应答该呼叫时（操作框322），一个应答消息323从网孔基站发送到PCP。PCP转送一个连接消息325，以请求长途局完成对被叫用户的连接，并拆去振铃单音音响的连接。在完成这个任务后，长途局返回一个连接证实消息327到PCP，而PCP记录下那个连接的通话状态（操作框329）。

显然，使用一个能到达网孔基站所服务的全部移动站的全向天线是很有利的，因为它可避免划分开本地连接的收发信机组和与长途交换机通信的收发信机组。定向天线应当只用于需要节省无线电频谱空间的场合。全向天线对服务于去往和来自长途交换机的业务是特别有用的，因为供这种通信用的小型中继组不应被进一步划分开。

虽然本例示明的是使用一个长途交换机，但也可应用于小交换机或本地交换机。唯一的要求是该交换机配置得可应用一个协议与网孔基站通信，该协议可直接被网孔基站应用，或者由一个协议转换器作出转换。这种安排类型还可用于微网孔，微网孔中一个网孔基站控制几付天线;有关定向天线的上面的介绍也能应用于这种安排，因为不同的天线择优地使用于不同的移动站。本发明的原理特别适用于个人通信系统（PCS），因为由此可构成低费用的系统。

应该理解到，上面的叙述只是本发明的一个优选实施例。本领域内的技术人员可以设计出很多其它的安排，但脱离不开本发明的范畴。因此，本发明正是由所附的权利要求书的规定作出限定。

Claims (9)

1、一种无线交换系统，其特征在于包括：

一个无线网孔基站，供服务于多个无线站，所述网孔基站包括第一多个无线收发信机；

在所述第一多个的无线收发信机的多对之间的多个直接连接；

控制装置，响应由所述网孔基站服务的第一无线主叫站提供的第一电话号码的接收，从所述的多个发信机中分配一个连接对，供给所述第一无线主叫站和第一无线被叫站，所述第一被叫站由所述网孔基站服务，并由所述第一电话号码识别，用于连接所述第一主叫站和第一被叫站。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于包括：

第二多个收发信机，连接到地面交换系统;

所述控制装置，响应由所述网孔基站服务的第二无线主叫站来的第二电话号码的接收，所述第二电话号码并不分配给所述网孔基站所服务的无线站，将所述第二无线主叫站分配到所述第二多个收发信机的一个收发信机。

3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制装置响应第三电话号码的接收，从所述地面交换系统上分配给由所述网孔基站服务的第二无线被叫站，用以将所述比第二多个收发信机之一分配给所述第二被叫站。

4、根据权利要求3所述的系统，其特征在于包括：

协议控制转换装置，用以在所述无线网孔基站的信令协议和与所述地面交换系统通信的协议之间的进行转换。

5、根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的协议转换装置使用一个综合业务数字网（ISDN）协议与所述地面交换系统通信。

6、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网孔基站包含有多个定向天线，其中所述的第一多个收发信机包含有多个收发信机组，每组连接到一个不同的定向天线，其中所述的多个直接的连接将所述的多个组的相同组和不同组的收发信机对进行连接。

7、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网孔基站包括多个定向天线和一个全向天线，其中所述的第一多个收发信机包含有多个收发信机组，每组连接到所述定向天线的不同天线或连接到所述全向天线，其中所述的多个直连接线将所述的多个组的相同组和不同组的收发信机对进行连接。

8、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网孔基站包含有一个全向天线，它连到所述的第一多个无线收发信机。

9、根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述网孔基站包含有一个全向天线，它连接到所述的第二多个收发信机。

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