CN1205590A - 由固定无线电话终端连接电话交换机和固定电话网的装置 - Google Patents

Abstract

一种经由GSM类型或派生类型的无线电话网(PLMN)将电话交换机(SW)连接到一个固定电话网(PSTN)的装置;多个固定用户终端(UT1,…,UT100)连接到上述电话交换机上。上述装置包括多个固定无线电话终端(RT1,…RT3)和协调装置(CD),其为建立在固定电话网(PSTN)与用户终端(UT1,…,UT100)间的电话通信动态地控制无线电话终端(RT1,…,RT3)的分配。协调装置(CD)随时仅触发在此时刻可用的固定无线电话终端中的一个用来监听终端查找信息。

Description

由固定无线电话终端连接电话 交换机和固定电话网的装置

本发明涉及一种经由一个无线电话网、多个能够取代电缆连接的固定无线电话终端将一个电话交换机连接到固定电话网上的装置。每个固定无线电话终端具有类似于传统便携式无线电话终端的功能，但连接到固定电话网上的不是单一用户而是交换机。根据本发明的装置能用来将连接到位于铺设电缆或其它地面基础设施太昂贵的孤立区的一个旅馆或乡村的交换机连接到公用电话网上。该交换机通过为来自公众网的入局呼叫选择路由而服务于一组固定用户终端。每个固定无线电话终端被不同的用户终端连续地使用，因为后者不是被持续使用。多个无线电话终端能够通过时分或码分的方式共享同样的频带。

本发明更具体地涉及GSM类型或含有一个对地静止卫星或多个跟踪卫星的GSM类型的派生类型的无线电话网。GSM类型网显示有如下特征：

一个地区被分割成多个小区以便于载频的重复使用。

一个网关管理每个小区的资源，即载频及被每个载频传送的多个载波信道。

至少一个移动无线电交换中心管理呼叫，与固定电话网连接，以及含有：电话薄号码、国际移动用户编号，和每个移动用户的地址的数据库。

GSM类型或其派生类型的一个无线电话终端只能处于以下状态中的一种：

监叫一个终端查找信息；

或与无线电话网电话通信；

或可用的，一个终端被视为可用的，即使其在执行定位或鉴权程序。

标准GSM网或其派生网没有为众多用户使用同一用户终端提供设计。用户通过插入含有一个IMSI(国际移动用户标识符)的SIM(用户识别模块)识别卡使所用的终端私人化，SIM卡确定为呼叫收费的帐户。经过一个初始化阶段，该终端在无线电信息中被一个能够保护用户匿名性的临时移动用户标识符(TMSI)指定。另一方面当发送呼叫和接收呼叫时，鉴权程序利用SIM识别卡中的密钥，用来阻止假冒使用另一用户的IMSI标识符或TMSI标识符。

利用多个固定无线电话终端将同一交换机连接到一个GSM网上提出了协调这些终端的问题，因为必须阻止多个可用的终端同时应答关于相同用户终端的查找信息。

GB2293524号文件描述了能够解决这些问题的方法，但其没有描述协调和最优化地利用这些情况下的多个固定无线电话终端的方法。

本发明的目的是提供解决这个问题并能够无改变地使用标准GSM类型或其派生类型的无线电话网的一个装置。

本发明包含经由无线电话网的多个固定无线电话终端将电话交换机连接到固定电话网上的装置；多个用户终端连接到该电话交换机上；该装置包括多个固定无线电话终端，其每个含有与该无线电话网通信的装置，该装置含有一个处理器；每个固定无线电话终端只能处于以下状态中的一种：

监听一个终端查找信息；

或与无线电话网电话通信；

或可用的，一个终端被视为可用的，即使其在执行定位或鉴权程序。

本发明装置还包括连接在每个固定无线电话终端的处理器上的协调装置，为建立在该固定电话网与用户终端间的电话通信动态地控制上述固定无线电话终端的分配。

每个固定无线电话终端包括向协调装置显示其状态的装置；

协调装置包括随时仅触发在此时刻可用的固定无线电话终端中的一个用来监听终端查找信息的装置。

具有这样特征的装置不需修改所利用的GSM网，因为其检测每个固定无线电话终端的状态，并触发它们中的一个使其监听查找信息而并不涉及GSM网。

根据一个最佳实施例，固定无线电话终端包括将从无线电话网发送的查找信息中接收的标识符发送给该协调装置的装置，

并且这些协调装置含有并更新对应于连接到交换机的各用户终端的国际移动用户标识符和临时移动用户标识符表，用来：

确定所接收的标识符是否与上述某个用户终端相对应，并应答接收它的无线电话终端，

并且如果必要，命令上述终端与无线电话网建立连接。

具有这样特征的装置能够简单管理这些IMSI和TMSI标识符。集中处理意味着容许增多或减少无线电话终端的数目而并不改变这种处理所必需的资源。

根据最佳实施例，只有一个无线电话终端含有对于所有经由上述固定无线电话终端接收和发送的呼叫，并且无论其为哪个终端，使用同一密钥鉴权一个无线电话终端的装置。

并且其它固定无线电话终端包括用于请求协调装置指出哪个固定无线电话终端含有鉴权装置并随后请求所指定的终端执行鉴权程序的装置。

具有这样特征的装置能够为用户终端的鉴权密钥提供简单管理，因为一个密钥对于所有固定无线电话终端是公用的。无线电话网只需为连接到所考虑的交换机上的所有用户终端指定一个相同的密钥就足够了。

根据一个最佳实施例，每个固定无线电话终端还包括为表中所有国际或临时移动用户标识符IMSI或TMSI，执行定位程序的装置。

协调装置包括用于选择这些可用的无线电话终端中的一个，并触发其为表中所有的国际移动用户标识符执行定位程序的装置。

具有这样特征的装置能够只占用一个无线电话终端为连接到所考虑的交换机上的所有用户终端执行定位程序，这样能减少用于连接以外的工作时间。

借助于以下的描述和附图，更容易理解本发明并显示出其它特征。

图1所示为在应用实例中的根据本发明的装置的实施例的方框图；

图2所示为描述在应用实例中建立呼叫时根据本发明的装置的操作的时序图。

图1所示为根据本发明的装置为位于孤立区的社团IC提供公共交换电话网(PSTN)业务的应用例的方框图。这个孤立社团IC由连接着例如100个标准电话终端UT1，…，UT100的交换机SW提供服务。交换机SW通过GSM类型的派生类型的一个无线电话网PLMN(公用陆地移动电话网)，连接到公共交换电话网PSTN。

PLMN网包括一个对地静止卫星和多个跟踪卫星，并且主要为移动无线电话终端PT服务。无线移动业务交换中心，MSC，通过与卫星S保持无线电通讯的网关G与卫星S相联系。交换机SW通过三个无线电话终端RT1，RT2，RT3与卫星S通信。每个固定无线电话终端RT1，RT2，RT3通过一根标准的电话电缆连接至交换机SW；并通过一根总线B连接至装有处理器P0的协调装置CD。

固定无线电话终端RT2是唯一含有识别卡读出装置的终端。一个标准的SIM卡插入在这个读出装置中。

每个固定无线电话终端RT1，RT2，RT3包括一个相应的装有确定该终端的业务的程序的处理器P1，P2，P3。除本发明装置特有的识别功能、鉴权功能、及直接向内拨号功能以外，其业务与标准GSM型或派生类型的无线电话终端的业务相同。尤其是，经由总线B，它们能被协调装置CD所命令。一个最佳实现是只修改处理器的程序，利用标准GSM类型或派生类型的一个无线电话终端执行本发明装置特有的功能。

每个无线电话终端RT1，RT2，RT3只能处于以下状态中的一种：

监听一个终端查找信息；

或与PLMN网电话通信；

或可用的，一个终端被视为可用的，即使其在执行定位或鉴权程序。

一个可用的终端当协调装置CD命令该终端监听查找信息或建立连接时改变其状态。终端RT2同时执行鉴权程序和与其它终端相同的其它任务。即当终端RT2只正在执行鉴权程序时不能被认为占线。

在此例中，PLMN网通过100个除两位数字以外其余相同的国际移动用户标识符，IMSI，来识别所有用户终端UT1，…，UT100。当SIM卡被插入在终端RT2中时，RT2的处理器P2读取其存储的IMSI并传送给协调装置CD。当一个监听查找信息的终端RT1，RT2或RT3监听到一个这样的信息，其将从这一信息中接收的IMSI或TMSI传送给协调装置CD。如果临时标识符被指定，协调装置CD含有并更新为连接到交换SW上的用户终端UT1，…，UT100建立100个国际移动用户标识符IMSI和100个临时移动用户标识符TMSI之间对应关系的表。当PLMN网向终端RT1，RT2和RT3中的某一终端指示第一个或一个新的临时标识符TMSI被指定给用户终端UT1，…，UT100中的一个时，该表将被更新。

协调装置CD的处理器P0确定接收的一个IMSI或TMSI是否与一个用户终端UT1，…，UT100相对应，并通过以下方式应答接收它的终端。若所接收的标识符不是表中的标识符通知其恢复监听查找信息，或若所接收的标识符是表中的标识符，通知其建立连接。在此例中协调装置CD必须标识与各个终端UT1，…，UT100相对应的一组100个IMSI标识符和一组100个TMSI标识符。

为简化此装置，只使用一个SIM卡并且100个IMSI标识符除两个数位以外其余是相同的。为识别一个IMSI标识符，协调装置CD的软件屏蔽从SIM卡上读取的构成IMSI标识符的数字中预定的两个数位，并屏蔽构成一个接收信息中的IMSI标识符的数字中预定的两个数位，然后比较结果。如果所有未屏蔽的数字被识别，则表示所查找的终端是100个终端UT1，…，UT100中的一个。

然而，对于PLMN网被屏蔽的两个数位是有用的。其区分100个用户终端UT1，…，UT100，尤其是这样就能对其呼叫独立收费。

在其它实施例中，多个固定无线电话终端中的每一个终端含有一个识别卡SIM，所有SIM卡必须含有相同的IMSI标识符，和相同的译码密钥，以便能利用任何一个固定无线电话终端建立与任一终端UT1，…，UT100的通信。多个SIM卡的优点在于其引入冗余提高了容错能力。

当接收的信息中含有一个临时标识符TMSI时，处理器P0将后者与存储器中的临时标识符TMSI进行比较。

当一个无线电话终端RT1，RT2或RT3为来自PLMN网的呼入或来自一个终端UT1，…，UT100的呼出建立连接时，为防止假冒，必须鉴权该无线电话终端。根据一个标准化GSM程序，使用存储在SIM卡中的密钥来执行鉴权程序。该鉴权程序总是由终端RT2执行，不管是无线电话终端RT1，RT2或RT3中哪一个建立通信，也不管用户终端UT1，…，UT100中哪一个是通信的受益者。也就是说，存储在SIM卡中的密钥对于所有终端UT1，…，UT100是公共的。

在其它实施例中，每个固定无线终端可以有自己的SIM卡，并且使用其自己的密钥来执行鉴权程序。

定位程序是一个如同终端UT1，…，UT100是移动的一样周期重复的标准化的GSM程序。协调装置CD周期地选择一个可用的无线电话终端并命令其为表中的100个国际或临时移动用户标识符，IMSI或TMSI执行定位程序。

直接向内拨号功能根据以下的操作来实现，其操作不需要修改PLMN网，因为其是GSM标准的一部分：MSC发送一条含有按照GSM标准的被叫用户终端电话薄号码的“建立”信息。负责通信的终端RT1，RT2或RT3向交换机SW转发电话薄号码，以便交换机能够选择被叫用户终端。修改每个终端RT1，RT2或RT3的软件，从为建立每个呼叫而接收的“建立”信息中提取被叫用户终端UT1，…，UT100的电话薄号码，并以标准信令信息的形式向交换机SW发送此号码，以使得交换机能够选择被叫用户终端。

图2所示时序图表示根据本发明的装置在一个连接到PSTN网上的用户终端UT0与孤立区的社区IC的一个用户终端UT2之间建立通信时的运行情况：

1)一个用户提起终端UT0的电话听筒并键入终端UT2的电话薄号码。

2)一个PSTN交换中心向移动无线业务交换中心MSC发送一条信息，请求与该电话薄号码指定的终端UT2建立通信。

3)MSC查询GSM网的数据库得知与该电话薄号码相对应的移动用户标识符IMSI，及被叫终端所处的地理区域，对于一个标准移动终端是同样的方法。从而知道被叫终端位于卫星S服务的某一个地理区域。其经由网关G和卫星S向该区域发送查找这个IMSI或TMSI标识符指定的终端的信息。

4a)如果例如固定无线电话终端RT1负责在所考虑的瞬间监听寻找信息，其接收该信息。其向协调装置CD发送所接收的标识符。如果该信息含有一条IMSI标识符，装置CD将所接收的IMSI标识符与存储在其表中的IMSI标识符进行比较，两位数字除外。如果该信息含有一条TMSI信息，装置CD将该接收的TMSI标识符与其存储的标识符比较。从而能够识别对应于终端UT1，…，UT100的100个IMSI标识符或100个TMSI标识符。在这种情况下，其比较结果是肯定的，并且其识别了对应于用户终端UT2的IMSI或TMSI标识符。

4b)装置CD接收到一个标识符则转换该固定无线电话终端RT1从监听查找信息状态到通信状态，并选择另一空闲终端转换为监听查找信息状态。

4c)终端RT1则向交换机SW发送一条表示呼入的信息。

5)交换机SW以请求发送被叫终端的电话薄号码的首位信息表示应答。

6)终端RT1经由卫星S请求网关G为电话通信分配一条无线信道。

7)网关G分配给终端RT1一条无线信道。

8a)终端RT1则向移动无线业务交换中心MSC发送查找信息的肯定应答。

8b)其还询问协调装置CD哪个终端负责执行鉴权程序。

8c)装置CD告诉其是终端RT2。

8d)接着终端RT1向终端RT2发送一个信息请求RT2执行鉴权程序。终端RT2执行之。

9)终端RT2和交换中心MSC交换信息，根据标准GSM程序鉴权终端RT2。在这个鉴权程序中，无论终端UT1…UT100中哪一个是被叫终端，终端RT2使用SIM卡中的同一个密钥。然后其根据标准GSM程序初始化加密／解密语言信号。

10)接着中心MSC请求终端RT1建立通信。MSC发送一条含有按照GSM标准的被叫用户的电话薄号码的“建立”信息。终端RT1将其发送给交换机SW用来选择被叫用户终端。

11)终端RT1向MSC发出通信已建立的确认。

12)终端RT1向交换机SW发送该电话薄号码的第一位。

13)交换机SW确认已接收到该第一位并请求发送第二位。

14)终端RT1向交换机SW发送该电话薄号码的第二位。

15)重复此操作直到所有数位都被发送给交换机SW，后者则向终端RT1表示其已接收了完整的号码。接着其选择被叫用户终端UT2。

16)终端RT1则向MSC中心发送一条通知音信息。

17)MSC中心向PSTN网转发该通知音信息。

18)同时交换机SW向被叫终端RT2发送一个振铃信号。

19)当终端UT2的听筒被提起时，终端UT2向交换机SW发送该信号。

20)交换机SW向终端RT1发出呼叫已被应答的信号。

21)终端RT1请求交换中心MSC接通呼叫终端UT0。

22)中心MSC转发该请求给PSTN网。

23)然后，中心MSC向终端RT1发出已执行该请求的确认。

本发明的范围并非局限于使用卫星和派生于GSM型网的无线电话网。本发明可应用于标准GSM型网。

Claims (4)

1．一种经由无线电话网(PLMN)的多个固定无线电话终端将一个电话交换机连接到固定电话网(PSTN)上的装置；多个用户终端(UT1，…，UT100)被连接到上述交换机上；上述装置包括多个各含有用来与上述无线电话网通信的装置(P1，P2，P3)的固定无线电话终端(RT1，…，RT3)；每个固定无线电话终端(RT1，…，RT3)只能处于以下一种状态：

监听一个终端查找信息；

与无线电话网电话通信；

可用的，一个终端被视为可用的，即使其在执行定位或鉴权程序；

此装置还包括连接到每个固定无线电话终端(RT1，…，RT3)的处理器(P1，P2，P3)上的协调装置(CD)，其为建立在该固定电话网(PSTN)和用户终端(UT1，…，UT100)之间的电话通信动态地控制上述固定无线电话终端的分配；

每个固定无线电话终端(RT1，…，RT3)包括向协调装置(CD)显示其状态的装置(P1，P2，P3)；

协调装置(CD)包括随时仅触发在此时刻可用的固定无线电话终端中的一个用来监听终端查找信息的装置(P0)。

2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于固定无线电话终端包括向协调装置(CD)发送从无线电话网发送的查找信息中接收的标识符的装置(P1，…，P3)；

协调装置(CD)含有并更新对应于连接到交换机上的各用户终端(UT1，…，UT100)的国际移动用户标识符和临时移动用户标识符表，用来：

确认所接收的标识符是否与上述某个用户终端相对应，并应答接收它的无线电话终端(RT1，…，RT3)；

并且，如果必要，命令上述终端建立与无线电话网的连接。

3．根据权利要求1所述的装置，其特征在于只有一个无线电话终端(RT2)含有鉴权一个无线电话终端(RT1，RT2，RT3)的装置(P2，SIM)，对于所有经由上述固定无线电话终端的接收和发送呼叫，并且无论其为哪个终端，使用同一密钥，

并且特征在于其它固定无线电话终端(RT1，RT3)各含有请求协调装置(CD)指出哪个固定无线电话终端(RT1，RT2，RT3)含有鉴权装置(P2，SIM)的装置(P1，P3)，并随后请求所指定的终端(RT2)执行鉴权程序。

4．根据权利要求1所述装置，其特征在于每个固定无线电话终端还包括为表中所有的国际或临时移动用户标识符(IMSI或TMSI)执行一个定位程序的装置(P)；

其特征在于协调装置(CD)包括选择可用的无线电话终端(RT1，…，RT3)中的一个，并且触发其为表中所有国际移动用户标识符执行定位程序的装置。

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