CN1251245A - 在数据传送系统和终端之间建立一条输入连接的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在一个数据传送系统和终端之间建立一条输入连接的方法。本发明具体是用来指定在一条输入数据连接中使用的业务。最好在无线本地环路WLL中应用发明。本发明的一个思想是为输入连接构成一条接收某个信号的业务信道,通过这个信号监测信令数据(710)、同步数据或其它数据,并根据该数据确定所使用的数据业务(712－740)。通过本发明可以建立数据连接,这样对于数据业务来说,就不需要几个用户分机、几个用户号码或几个终端。这减少了用户、网络使用者和网络管理员由于用户号码数量太大所遇到的问题。

Description

在数据传送系统和终端之间建立一条输入连接的方法
本发明涉及在数据传送系统和终端之间建立一条输入连接的一种方法和装置。本发明具体是用来指定在一条输入数据连接中所要使用的业务。本发明优选地应用于无线本地环路WLL中。
下面将描述与本发明领域有关、并与现有技术大致相符的系统，其中首先是描述在一个GSM移动网络中建立数据连接，然后给出两种基于GSM的WLL系统。最后，指出与现有技术有关的缺点。
目前的移动系统除了传统的语音业务之外，还为用户提供各种数据传送功能。这些业务可以是异步网络业务(承载业务)或第3类传真电信业务。通常，数据业务使用移动网络内的某种指定的通信协议。例如，在欧洲数字移动系统GSM(全球移动通信系统)中，有一个基于CCITTV.110的UDI编码速率适配协议，而在非透明业务中，还有无线链路协议(RLP)和GSM传真协议。从移动网络到一个固定网，例如ISDN(综合业务数字网)或公共交换电话网PSTN的数字连接可以使用不同类型的协议。以下为一些协议举例：ISDN网的CCITT V.110和V.120速率适配协议、调制解调器协议CCITT V.22，V.22bis和V.32以及第3类传真。
移动系统使用适配程序使移动网络的内部数据连接与终端和其它通信网所用的协议适配。通常适配程序是在移动台和与之连接的数据设备之间接口上的一个终端适配器(TAF，终端适配功能)，以及在移动网络和通常与移动交换中心链接的通信网之间接口上的一个网络适配器(IWF，互通功能)。
图.1表示GSM系统的基本结构，它包括两个部分：基站系统BSS和网络子系统NSS。基站系统BSS通过无线信号和移动台MS通信。在基站系统中，每个小区由基站BTS服务。一组基站与基站控制器BSC连接，其功能是控制由基站BTS使用的无线频率和信道。基站控制器与移动交换中心MSC相连。某些移动交换中心与其它数据传送网络(例如公共交换电话网PSTN)相连，它们包括建立网间连接的程序，以向这些网络发送和接收来自这些网络的信息。这些移动交换中心被称为信关移动交换中心GMSC。用户数据存储在本地位置寄存器HLR中，并可从HLR中部分地拷贝到当前移动台所在区域的移动交换中心的访问者位置寄存器VLR中。上述数据库HLR和VLR还包括用户分机中所含的数据业务信息。GSM系统在以下文献中已得到更详尽的描述，例如欧洲电信标准协会(ETSI)公布的GSM系统标准和Mouly，Pautet出版的《用于移动通信的GSM系统》，1992年。在ETSI规范GSM 02.02(版5.0.1)和规范GSM 02.03(版5.0.1)的电信业务中更详细地描述了GSM系统的网络业务。
在移动网络中，信令一般支持传送数据业务的指定参数。但是，信令常常不支持在连接经由的所有网络中传送这些参数。例如，当呼叫来自公共交换电话网PSTN或经由它传送时，就会出现这种情况。因此就没有与输入呼叫要求的数据业务或适配设备有关的数据传送到移动网系统中。
现有技术解决上述问题的已知方法是一种多编号方案，其中，移动台用户具有与业务有关的用户号码，即移动台用户的国际ISDN号码(移动用户ISDN号码)。因此，用户拥有的用户号码数与他可以接收的输入连接对应的不同业务数一样多。在多编号方案中，主叫用户从移动台用户号码中选择与所需业务对应的一个号码。
在GSM系统中，用户业务在用户的本地位置寄存器HLR中指定，HLR还以永久形式存储其它用户数据。与用户的用户号码和业务之间的逻辑联系有关的数据也存储在本地位置寄存器中。另外，本地位置寄存器包括一个所谓的BCIE单元，它附加在用户号码之后，用于描述连接和网络业务类型以及该连接所需的协议。可以根据这一数据对IWF进行设置。
根据目前的GSM建议(GSM TS 09.07)，对于所用的每一项业务，用户都有一个独立的用户号码。例如，用户可以有一项话音业务、一项异步3.1kHz承载业务(调制解调器)、一项异步UDI承载业务和一项第3类传真电信业务，这时用户将需要四个独立的用户号码。这样大量的用户号码会给用户和网络管理员都带来问题。
固定网的用户设备不是通过用户电缆而是通过一条无线链路与网络连接的通信网叫做无线本地环路(WLL)。WLL可以建立在移动网，例如GSM系统的基础上。存在多种配置来实现基于GSM系统的WLL系统。
图.2表示根据现有技术的一种WLL系统配置，其中使用的正是GSM系统网络。与传统的GSM系统移动台不同，终端设备包括一台固定WLL终端设备22和一台用户设备，例如与WLL终端22相连的有线电话21。
图.3表示根据现有技术的另一种WLL系统配置。其中，一个WLL系统特定的网络单元，即WLL-ACCESS节点取代了GSM网基站控制器BSC、移动交换中心MSC、本地位置寄存器HLR和访问者位置寄存器VLR。这个WLL-ACCESS节点包括以下程序：例如代码转换、回波抑制、位置寄存器(HLR，VLR)的基本功能以及用于数据业务的适配功能IWF。
在上述两种WLL系统中，如果系统支持数据或传真功能，就需要IWF适配设备。
为了能够接收要求不同协议的连接，用户必须预定多项业务，并从网络管理员那里获得与每项业务对应的用户号码。另外，如果终端不能处理多个用户号码，用户还必须为每项业务准备一台独立终端。而且，系统用户必须处理和管理大量的用户号码，因为要与所需用户分机建立连接，那么他必须知道和所用特定业务相对应的那个用户号码。
对于网络管理员来说，还有一个主要缺点是需要大量的用户号码，因为这种方式消耗了网络保留的用户号码数量。其次，为每项数据业务分配独立的用户号码要求有大量的适配设备IWF，这将从根本上导致系统所需成本增加。另外，在数据库中定义业务并把它与用户识别符连接在一起要占用数据库容量。
还有，应当注意到许多应用可以使用同一网络业务。但多编号方案只能在有限程度上或者甚至根本无法区分在不同用户设备工作上的应用。
本发明的目的是为了避免原有技术的上述缺点。
本发明的一个思想是为输入连接构成一条接收某个信号的业务信道，通过这个信号可监测信令数据、同步数据或其它数据，并根据该数据来确定所要使用的数据业务。输入数据连接因此就可以建立起来，这样，对于数据业务来说，就不需要几个用户分机、几个用户号码或几个终端。
而且，本发明的一个重要优点是所有数据/传真连接不需要经由业务指定网络适配器传送，但是数据传送可以按照通常的方式通过数据传送网络发送，因为终端能识别连接类型。这一优点具体是在同一WLL网络内的两个终端之间的数据/传真连接中实现的。因此在数据传送系统中只需要很少量的业务指定网络适配器，大部分网络适配器都是非业务指定的。
当使用根据本发明的方法时，用户只需要一个用户号码用于他所使用的数据业务。这就减少了用户、网络使用者和网络管理员由于用户号码数量太大所遇到的问题。
一种根据本发明的用于建立从数据传送系统到终端的一条输入数据连接的方法，其特征在于：
接收到一个用户的用户号码的连接，该号码至少为两项数据业务公用，
-监测所接收连接的业务信道，
-根据某些特征数据(例如信令或同步数据)识别主叫方所用的数据业务，
-根据所识别的数据业务为输入连接设置终端。
一种根据本发明的与一个数据传送系统连接的终端，其特征在于该终端包括：
-用于接收到一个用户的用户号码的输入连接的装置，该号码至少为两项数据业务公用，
-用于监测所接收连接的业务信道的装置，
-用于根据某些特征数据(例如信令或同步数据)来识别主叫方所用数据业务的装置，
-用于根据所识别的数据业务为输入连接设置终端的装置。
本发明的优选实施例已在有关权利要求中给出。
下面将参考附图更详细地描述发明，其中，
图.1表示根据现有技术的一个GSM移动系统方框图；
图.2表示根据现有技术的一个基于GSM系统的WLL系统方框图；
图.3表示另一个基于GSM无线接口的WLL系统方框图；
图.4表示在GSM系统透明网络业务中所需要的协议和程序；
图.5表示在GSM系统非透明网络业务中所需要的协议和程序；
图.6表示在GSM系统透明第3类传真网络业务中所需要的协议和程序；
图.7A和7B表示根据本发明建立一条输入数据传送连接的方法；
图.8表示根据本发明的终端基带和RF部分以及终端到数据传送系统的连接；
图.9表示根据本发明的一个WLL终端，其中具有用于模拟连接的一个公共线路适配器，以及
图.10表示根据本发明的另一个WLL终端，其中具有用于模拟连接的若干独立的线路适配器。
在以上对现有技术的描述中，对图.1-3已作过解释。下面将首先通过细述根据本发明在基于GSM系统的数据传送系统的数据业务中所用的协议来描述本发明。然后，利用图.7描述根据本发明建立一条输入数据传送连接的方法。最后，利用图.8描述与本发明对应的终端基带和RF频率部分，利用图.9和10描述与本发明对应的一些WLL终端。
图.4、5和6表示在移动台和网络适配器之间的数据传送中需要的协议和程序举例。图.4表示在异步透明网络业务中使用的协议，图.5表示在异步非透明业务中使用的协议，图.6表示在透明GSM传真业务中使用的协议。
在GSM业务信道上终端适配器TAF和网络适配器IWF之间的一个非透明电路交换连接包括对所有这类业务都相同的几层协议。这些协议包括多种速率适配程序RA(速率适配)，例如终端适配器TAF和位于基站系统BSS内的CCU单元之间的RA1’；CCU单元和与基站所处位置不同的变码器单元TRAU之间的RA1、以及变码器单元TRAU和网络适配器IWF之间的RA2。速率适配程序RA已在GSM建议04.21和08.20中指定。在无线接口中，如移动台MS和CCU单元中的方框FEC所示，RA1’速率适配信息还经过了根据GSM建议5.03指定方式进行的信道编码。
在网络适配器IWF和终端适配器TAF中，还有与业务相关的更高层协议。在如图.4所示的异步透明网络业务中，需要一次异步-同步转换RA0和一台调制解调器或ISDN速率适配器。在与图.5对应的异步非透明网络业务中，需要L2R(第2层中继)和RLP(无线链路)协议和一台调制解调器或ISDN速率适配器。在GSM建议07.02中已指定用于非透明字符格式协议的L2R程序。RLP协议则在GSM建议04.22中指定。RLP是一种帧结构、平衡(HLDC型)数据传送协议，其中纠错以在接收方的请求下重传错误帧为基础。终端接口可以根据CCITT V.24，在图.5中由符号L2表示。在图.6中，终端适配器和网络适配器需要GSM传真协议程序。GSM传真业务已在GSM建议03.45中指定。
图.7A和7B表示根据本发明建立一条到终端700的输入连接的方法。在这种方法中，终端首先在步骤702识别被叫用户号码，之后在步骤704检查被叫用户号码是否与数据业务相连。如果语音和数据连接使用同一个用户号码，也可以根据从数据传送系统收到的一些其它识别符来确定。
如果输入连接是一条语音连接，在步骤706建立到与该终端相连的一台电话设备或集成在终端内的音响设备的连接。如果输入连接是一条数据连接，在步骤710监测业务信道，以识别与数据连接相关的业务数据。如果在步骤712从业务信道的信号中识别出V.110同步帧，就在步骤714进行透明业务信道同步。之后，如果在步骤716识别出与第3类传真对应的同步帧，就在步骤718建立与第3类传真对应的透明连接。如果在步骤716识别出与终端用户业务的数据业务相连的其它标识符，就在步骤722建立到与该业务对应的用户设备的连接。
如果在步骤712和步骤730识别出一个RLP帧，就在步骤732根据RLP协议构成一条链路。之后，在步骤734接收来自业务信道的一个L2RPDU识别符，并根据它的内容确定连接是同步还是异步的。以此为基础，在步骤740建立一条异步连接或在步骤742建立一条同步连接。建立连接的其它步骤之后就与所用的协议和应用有关。
图.8表示根据本发明的一个移动台800的简化方框图以及它与蜂窝系统的连接。图.8中只表示了考虑数据业务识别时涉及的移动台基本部分。移动台包括天线801，用于接收射频信号，即由基站发射的RF信号。收到的RF信号通过双工滤波器送到RF接收机811，信号在此被放大和转换成数字形式。之后，在模块812检测和解调信号，在模块813进行译码。
如果已建立到与语音连接对应的用户识别符的连接或该连接被定义为一条语音连接，就在模块830对接收信号进行信号处理，信号在此被转换成音频信号。之后，信号被送给与移动台/终端连接的耳机(图.8未示出)。
如果已建立到与数据业务对应的用户识别符的连接、或以其它方式发射了与到终端的数据传送相关的信息，之后就在控制单元中根据本发明监测来自业务信道的信号，以便检测与数据业务有关的识别符。当检测到所用数据业务类型时，要确保信号处理模块的功能与所用数据业务兼容，并且，例如通过在控制单元中产生的连接控制信号来使输入和输出连接与所选数据业务/应用对应的用户设备相连。这样，译码后的数据可通过移动台的接口传送到外部数据处理设备。或者也可以在终端内处理接收的数据，例如通过在存储器804中存储数据和在显示器832上显示。
对于语音传输，在移动台中有一个用于语音信号的处理模块833，它把从麦克风接收的音频信号转换为数字信号。如果要传输的是数据，可以从存储器804中读取或通过一个外部接口接收来自外部数据处理设备的数据。之后，在模块821中根据所选连接参数对要传输的数据进行编码。在模块822根据编码后的数据构成突发，突发在模块823被调制成将要发射的RF信号。将要发射的RF信号例如通过一个双工滤波器802被送往天线801。同样，上面提到的数据处理和发射功能受控制单元803的控制。
根据本发明的移动台模块可以通过目前实际已知的部件构成。不过，控制其它模块的控制单元可根据专用软件来完成对其它模块的控制操作，从而实现与本发明对应的上述模块功能。
图.8还表示了在连接建立和数据传送中用到的蜂窝系统部分，前面对这些部分已作过更详细的描述。RF信号经过发射后，由基站851的天线850接收。数据传送连接从基站851通过基站控制器852扩展至交换中心853。交换中心853还与系统的其它基站以及公共交换电话网PSTN链接。
图.9表示根据本发明的一个WLL终端。其中各独立连接，例如到电话设备901、传真设备902和工作站903的连接是以这样一种方式实现的：连接部分910的线路适配器(LA)919与两个独立的端口，CONNECTION(连接)1和CONNECT(连接)2相连。线路适配器通过可控开关916和917与两个连接中的一个相连。开关由接收来自数据传送系统的用户设备数据的WLL终端基带部分(BB)912的控制单元控制。另外，在基带部分有一个数字端口CONNECT(连接)3用于工作站NT(网络终端)的异步连接。在工作站和WLL终端之间的数据传输最好通过一个RS232串行接口实现。
另外，有关连接端口1、2和3的用户设备的数据存储在与控制单元相连的存储器中。在图.9的WLL终端中，线路适配器自身不包含处理器，但基带部分的控制单元912也可以控制线路适配器的功能。如果线路适配器本身具有一个处理器，它同样可以控制开关916和917。基带部分还与一个SIM卡相连，其中除其它数据以外，它存储了一个识别用户的所谓IMSI识别符。另外WLL终端包括用于无线数据传送的RF部分913和天线914。
举例来说，WLL终端的基带部分(BB)和RF部分可以按照图.8所示方式借助移动台来实现。
线路适配器919完成用户设备连接和蜂窝电话/无线部分之间的适配。线路适配器最常见的是包括一个微控制器或类似的控制逻辑，它负责识别DTMF(双音多频)字符、将其转换成送往基带部分BB的消息、以及在超时或号码选择完成的结束字符基础上进行分析，它通过取决于生产商的一个串行接口来向蜂窝电话传送这些字符。另外，线路适配器可以包括为终端的基带和RF部分提供工作电压的电源。
图.10表示与本发明对应的一种可选WLL终端11O，其中独立的线路适配器116和117被用于模拟连接，它们受基带部分112的控制单元的控制。因此对于每台模拟用户设备101和102都有一台独立的线路适配器。另外，基带部分112包括用于工作站的一条数字连接。这种解决方案的优点之一是：通过它，可以例如通过为此预留的不同业务信道时隙同时使用用于语音连接和传真连接的用户分机。这样基带部分112的容量就应支持同时对语音和数据进行编码以及在无线信道的两个时隙上通信。另外，语音和传真/数据连接的同时使用要求RF部分113合成器的频率设置速率更快。数据传送系统当然也需要为处理这种程序做准备。至于其余的部分，图.10所示的解决方案与图.9的解决方案一致。
上面已讨论了与本发明对应的一些解决方案的实施例。在由权利要求所确定的范围内，自然可以对本发明原理进行改动，例如改变实施细节和使用范围。
应该特别指出的是本发明的应用并不限于作为实例给出的GSM系统，而是可以在其它数据传送系统中使用。除其它系统以外，本发明实际上能优选地应用在GSM、PCN、DCS、UMTS或FPLMTS蜂窝系统中或借助这些系统实现的WLL系统中。
本发明自然还适合于在高速电路交换数据HSCSD中使用，其中几条并行业务信道用于无线接口中的同一数据连接。
在上述实施例中，作为用户设备给出了一台电话设备、一台传真设备和一台工作站，但是用户设备当然还可以是其它通信装置。同样，用户设备和连接的数目也可以大于三。另外，必要的时候可以有更多的用户设备与一个终端连接并行相连。
同样，本发明不局限于上述数据业务、协议或应用，这些方面都可以在发明构思的范围内变化。

Claims (11)

1.建立从数据传送系统到终端的一条输入数据连接的方法，其特征在于
-接收到一个用户的用户号码的连接(702)，该号码至少为两项数据业务公用，
-监测所接收连接的业务信道(710)，
-根据某些特征数据识别主叫方所用的数据业务(712，716，720，730，734，736)，
-根据所识别的数据业务为输入连接设置终端(714，718，722，732，740，742)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于监测信令帧，并根据接收帧确定数据业务。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于如果收到来自业务信道的V.110同步帧，把主叫方的数据业务识别为V.110速率适配协议(712)，这时进行透明业务信道同步(714)。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于如果收到来自业务信道的第3类传真同步帧，把主叫方的数据业务识别为第3类传真协议(716)，这时建立透明的传真连接(718)。
5.根据权利要求2的方法，其特征在于收到一个RLP-SETUP识别符(730)并根据RLP协议构成一条通信链路(732)。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于构成RLP链路之后，收到一个L2R PDU识别符(734)，并根据所述收到的识别符建立一条异步(740)或同步(742)数据传送连接。
7.根据权利要求2、3或5的方法，其特征在于收到某种应用协议的一个帧、消息或特征识别符，并建立与所识别的协议对应的连接。
8.与一个数据传送系统连接的终端，其特征在于它包括：
-用于接收到一个用户的用户号码的输入连接的装置，该号码至少为两项数据业务公用，
-用于监测所接收连接的业务信道的装置，
-用于根据某些特征数据、例如信令或同步数据来识别主叫方所用数据业务的装置，
-用于根据所识别的数据业务为输入连接设置终端的装置。
9.根据权利要求8的终端，其特征在于它包括至少两条用户设备连接，使得至少两台用户设备与终端相连，它还包括用于根据所识别的数据业务连接输入连接与所述连接之一以及与之相连的用户设备的装置。
10.根据权利要求1-7中任意一个的方法或根据权利要求8-9中任意一个的终端，其特征在于在所述终端和所述数据传送系统之间存在某个GSM无线接口。
11.根据权利要求1-7中任意一个的方法或根据权利要求8-9中任意一个的终端，其特征在于所述数据传送系统是一个WLL系统，所述终端是一个WLL终端。
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