CN1545353A

CN1545353A - 利用cdma无线频率信号调制的无线电信系统

Info

Publication number: CN1545353A
Application number: CNA2004100488948A
Authority: CN
Inventors: M��K��˹�ʹ�; M·K·斯巴茨; B·R·罗宾斯; D·H·阿格瑞
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2016-12-18
Also published as: MX9804943A; AR005256A1; CN1545361A; IL125009A; BR9612482B1; HK1070528A1; HK1070529A1; EP0811298A1; DE69636159T2; WO1997023108A2; HUP9900984A2; JP2000502527A; CN1549628A; FI972991A; IL125009A0; FI972991A0; HK1070527A1; DE69636159D1; AU721589B2; CA2241007C

Abstract

一种利用码分多址无线频率信号调制和全球移动通信系统A接口的A接口网络并互工作的无线电信系统，包含：处理与电话呼叫有关的传信报文和数据的基站控制器；用来与用户单元交换所述无线频率信号和与移动交换中心交换传信报文的基站收发站；以及用于配置所述基站控制器以响应一组全球移动通信系统A接口传信报文的基站控制器。

Description

利用CDMA无线频率信号调制的无线电信系统

本申请是同一申请人于1996年12月18日提出的申请号为96192005.X的发明专利申请案的分案申请。

发明领域

本发明涉及无线电信技术。具体而言本发明涉及一种新改进的提供无线电信服务的方法和装置，它们利用了与全球移动通信系统(GSM)A接口协议的接口结合在一起的码分多址(CDMA)“空中(over-the-air)”接口。

背景技术

全球移动通信系统(GSM)无线电信标准是一组在数字无线电话系统中广泛使用的数字电信协议。在国际间的共同努力下，GSM规范得到了发展并且已经为欧洲电信标准委员会(ETSI，06921 Sophia Antipol is Cedex，France)所采纳。图1示出了结构符合GSM标准的无线电话系统。GSM移动式服务交换中心(MSC)16在无线系统接入网(即基站子系统(BSS)15)与有线公共交换电话网(PSTN)18(也可以是公用陆地移动通信网络(PLMN))之间交换或连接电话呼叫。GSM-MSC 16提供了电话交换、记帐、用户单元跟踪、用户单元授权以及一些切换控制功能。BSS 15由基站控制器(BSC)14和与其耦合的基站收发机站(BTS)12构成。正如GSM规范所定义的那样，GSM-MSC 16和BSS 15之间的接口被称为GSM“A接口”，它将GSM网络交换设备从时分多路访问(TDMA)无线设备中分离出来。BSC 14涉及BTS 12内部的切换处理和信号处理资源的分配从而使得多个用户单元10可以同时进行电话呼叫。BTS 12使用户单元10通过无线频率(RF)信号和定义完备的“空中”协议与GSM无线网络接口。BTS 12包括无线发送和接收设备(包括天线设备)以及所有与无线电波接口的信号处理规范。BTS可以视为复合无线调制解调器。用户单元10提供了通过与用户单元10的用户或者其它终端设备(例如传真机或个人电脑)的无线接口访问GSM网络的通用无线和处理功能。随着位置的变化，特定的用户单元10可以切换与其接口的BTS 12，但是在一给定时刻他只能与一台BTS12通信。在这种应用中，当任何时刻只能有一个无线接口存在时从一台BTS 12切换至另一台BTS 12的能力被称为用户单元硬切换。

为了进行无线电话呼叫，必需在用户单元10(通常被称为“移动单元”)与PSTN18之间建立网络连接。PSTN 18是普通的有线电话系统。为了以移动方式进行电话呼叫，经过交换无线频率(RF)信号在用户单元10与BTS 12之间形成了一部分的网络连接。网络连接的其余部分一般通过经BSS 15的有线连接与GSM-MSC 16形成。按照作为GSM无线电信标准协议之一的“空中”协议，TDMA技术被用来在上述使用户单元10与BTS 12接口的识别RF信号内建立一组信道。这些信道被用来分离和区分与任一给定时刻进行的各种电话呼叫相关的各组数据。各组数据包括一般为数字化音频信息的用户数据和由传信报文(用来协调管理电话呼叫的处理)组成的传信数据。

在建立GSM标准的时候，在GSM空中协议中采用TDMA提高了用来进行无线电话呼叫的给定无线频率带宽的使用效率。由于RF带宽数量有限，并且带宽常常是特定无线蜂窝式电话系统中呼叫数量的制约因素，所以需要提高无线频率带宽的使用效率。但是自从GSM无线电信协议建立以来，其它的无线技术日趋完善，从而在给定的RF带宽内能够进行更多数量的电话呼叫。由于无线带宽的使用效率是特别需要考虑的方面，所以现在倾向于采用效率更高的技术。

一种引人注目并被广泛采用的更为高效的无线电信技术是码分多址(CDMA)信号处理和国际电信协会(TIA，2001 Pennsylvania Avenue，N.W.，Washington，D.C.20006)采用的有关空中IS-95协议。利用CDMA调制技术，每个用户的业务信道由载波组成，而载波经不同的高速二进制序列调制，从而扩展了波形谱。用户业务信道组共享同一宽带频谱分配，并且用户数据和传信报文都经用户业务信道发送。此外，每台基于CDMA的BTS发送载带有信息的附加控制传信信道，所载带的信息可以使用户单元获取和访问系统。这些附加控制信道也受到高速二进制序列的调制并且与用户业务信道组合起来从而构成一个宽带RF信号。每台基于CDMA的BTS发送被称为正向CDMA信道的组合RF信号，并且接收相关覆盖区域内一组基于CDMA的用户单元的组合RF输出，这些组合输出组被称为反向CDMA信道。正向CDMA信道是正向导频信道、正向同步信道、一条或多条正向寻呼信道以及多条正向用户业务信道的总和，它们都受到明显不同的信道代码的调制并且与PN扩展序列组合在一起。反向CDMA信道是一条或多条访问信道以及多条反向用户业务信道的总和，它们都受到唯一一个信道代码调制并且与特定的PN扩展序列一起发送。

基于CDMA的无线通信系统还提供了改进的用户单元移动切换方法。被称为“软切换”的切换程序可以在不止一个基于CDMA的BTS上利用一个用户单元的RF信号。当用户单元10从一个位置移动至另一个位置时，用户单元10的这种同时与多个基于CDMA的BTS 12进行多RF接口的“软切换”能力提供了传输路径的冗余度，从而减少了呼叫丢失和语音样本损失的可能性。此外由于CDMA信号受衰减和噪声干扰较小，所以与GSM相比IS-95协议提供了质量更高的电信服务。由于广泛采用的功率控制算法包含在CDMA系统正常运行之中，所以按照IS-95协议通信的用户单元消耗的功率较按照GSM空中协议通信的少。与GSM用户单元的情况相比，功耗的降低延长了向IS-95用户单元供电电池的寿命。

尽管有诸多的优点，但是采用GSM蜂窝式电话系统的许多地区仍然不愿意提供CDMA蜂窝式电话服务。这是因为在已有系统还能使用的情况下，CDMA系统性能的提高不足以抵消完全采用一个新的CDMA蜂窝式电话系统所产生的费用。这种情况完全不同于在一个地区从无到有建造一个新的蜂窝式电话系统的情况，在这样的地区CDMA蜂窝式电话的成本较低并且与GSM蜂窝式电话系统相比提供了更高质量的服务。但是如果发明一种能够利用已有GSM蜂窝式电话系统部分基础结构的CDMA蜂窝式系统的方法和系统，则可以降低在运行GSM蜂窝式电话系统的地区提供CDMA蜂窝式电话服务的成本。如果成本降低的幅度足够大，则更多的地区可以从CDMA蜂窝式电话系统提供的高性能中受益。这也会使那些地区的蜂窝式电话服务的用户从中受益，因此这样一种实现蜂窝式电话系统的方法和系统是市场迫切需要的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种在基站子系统中处理传信报文的方法，包括以下步骤：向全球移动通信系统的移动交换中心透明传输从用户单元接收的直接传输应用部分报文；以及内部处理来自用户单元的码分多址传信报文。

根据本发明的第二方面，提供了一种在基站子系统内处理传信报文的方法，包含以下步骤：a)向用户单元透明切换来自全球移动通信系统的移动交换中心接收的直接切换应用部分传信报文；以及b)内部处理从全球移动通信系统的移动交换中心接收的基站子系统移动应用部分报文。

根据本发明的第三方面，提供了一种操作接口系统的方法，包括以下步骤：a)接收包含内容的传信报文；b)如果所述传信报文是直接传送应用部分报文，则透明传输所述传信报文的所述内容；c)如果所述报文是基站子系统移动应用部分报文，则根据所述内容处理所述传信报文。

根据本发明的第四方面，提供了一种基站子系统，包括：传信报文处理系统，用于如果所述传信报文是直接传输应用部分报文则透明传输传信报文，而如果所述报文是基站子系统移动应用部分报文则根据所述内容处理所述传信报文；以及无线频率信号处理系统，用于利用根据码分多址信号处理技术进行的无线频率信号处理来建立无线频率接口。

根据本发明的第五方面，提供了一种在电信系统中采用的基站子系统，包括：在用户单元与移动交换中心之间提供第一组传信报文的透明交换的装置；选择器装置，用来向所述用户单元透明发送从电信网络接收的直接传输应用部分报文，并用来向所述电信网络透明传送从所述用户单元接收的直接传输应用部分报文；接口装置，用来向所述用户单元透明发送从电信网络接收的直接传输应用部分报文，并用来向所述电信网络透明传送从所述用户单元接收的直接传输应用部分报文；以及用于配置所述基站子系统以响应来自所述用户单元和所述移动交换中心的第二组传信报文的装置。

以下论述一种在基于GSM A接口的网络中运行利用CDMA空中协议的电信系统的方法和装置。利用GSM A接口标准(在GSM规范中它被定义为GSM-MSC与BSS之间的接口)，CDMA无线电信系统可以采用符合GSM规范的GSM-MSC来实现。这使得可以用已运行的GSM网络部分基础结构来提供CDMA无线蜂窝式电话服务。在本发明的较佳实施例中，基于CDMA的BSC经A接口(它在已有的GSM标准中定义)与GSM-MSC通信。但是，本发明的其它实施例采用已定义GSM A接口的改进来提高系统的运行能力和功能。按照本发明的一个实施例，BBS与用户单元的接口是经过按照CDMA技术物理上调制的无线频率信号。在本发明的较佳实施例中，CDMA调制技术基本上与先前提及的IS-95无线电信协议中包含的内容一致。

图2示出了按照本发明一个实施例的用来作为用户单元与GSM-MSC接口的功能单元的示意图。在系统运行其间，CDMA RF接口40向用户单元50提供了双向接口，而GSM A接口SS7传输42提供了与GSM-MSC 52的双向接口。CDMA空中接口的建立和透明传信传输44的使用使得由GSM A接口协议定义的传信报文可以在GSM-MSC 52与用户单元50之间进行交换。处理和服务会话46从CDMA RF接口40和GSM A接口SS7传输42接收某些传信报文并进行检查，随后作出各种应答，包括对信号处理资源48进行配置和控制。这里的配置和控制包括根据服务的请求类型分配声编码和声解码资源以及调用CDMA加密能力。其它的应答包括CDMA业务信道处理资源的分配和当用户单元与BSS或MSC之间传信交换开始时的资源选择。这些资源分配给了语音和数据呼叫的处理以及用户单元50与系统之间的传信交换(例如注册)。CDMA业务信道资源被用来实现IS-95风格的CDMA调制和解调功能。

为了完成与正确处理无线电话呼叫或通信相关的各种任务，提供了一组呼叫处理程序。这些程序包括呼叫初始化、呼叫释放、用户单元注册、空中信号加密、用户单元确认和传信报文的序列化，与这些程序有关的处理步骤将在下面作详细描述。按照本发明所描述的实施例，通过在用户单元与基于CDMA的BSS之间首先建立CDMA空中接口并随后在用户单元与GSM-NSC之间建立电信网络连接完成呼叫初始化和用户单元注册。本发明还采用了CDMA加密技术。用来提供用户信息和位置保密的CDMA加密技术经GSM-MSC 52控制的GSM加密程序初始化和终止。

在本发明的一个实施例中，透明传信传输44在GSM-MSC 52与用户单元50之间透明地传递传信信息。透明传输被定义为在GSM-MSC 52与用户单元50之间交换传信信息从而不存在中间处理单元来检查、修改和使用透明传输的信息。透明传输机制使得在基于CDMA的BTS与用户单元之间交换的应用层信息的密钥部分与在基于GSM TDMA的BTS与有关的GSM用户单元之间交换的信息相同。在本发明较佳实施例中，透明传信传输44传递的报文是GSM规范中被定义为GSM-MSC52与用户单元50之间的直接传输应用部分(DTAP)报文。DTAP报文允许GSM-MSC 52与用户单元50根据准确处理基于GSM的电话呼叫的需要来交换数据。DTAP报文分类包括呼叫管理和用户单元移动管理功能。呼叫管理和用户单元移动管理报文在GSM-MSC之间的透明传输使得本发明可以利用已有的与GSM呼叫建立有关的程序。这使得本发明可以利用已有的GSM A接口的定义，从而使得GSM无线通信系统的操作者重新用已有的GSM基础结构的设备用基于GSM A接口的网络形成利用CDMA空中协议的无线通信系统现场。

按照本发明，用户单元获取系统，记录下从位于正向CDMA附加信道上的BTS接收到的系统相关信息，随后经过配置以接收、处理和发送用来建立双向CDMA空中接口和电信网络连接的传信报文。用户单元接收和适当处理CDMA无线资源、GSM呼叫管理以及GSM移动管理传信报文。GSM呼叫管理和GSM移动管理包括GSMA接口的DTAP部分。CDMA无线资源程序包括但不局限于完成诸如切换、系统访问和双向RF信号业务信道建立之类的功能。GSM呼叫管理程序包括但不局限于完成诸如呼叫建立、补充服务调用和用户单元提醒之类的功能。GSM移动管理程序包括但不局限于完成用户单元确认、位置更新和国际移动站识别的附加和去除程序。

附图的简要说明

通过以下结合附图对本发明的描述可以进一步理解本发明的特征、目标和优点。附图中相同的标号表示相同的部分。

图1为按照GSM标准配置的蜂窝式电话系统的框图；

图2为按照本发明一个实施例的用于用户单元与GSM-MSC接口的报文处理和服务会话结构的功能示意框图；

图3为按照本发明一个实施例配置的蜂窝式电话系统的示意框图；

图4为表示利用传信系统号7接口传输的各种GSM A接口报文格式；

图5为按照本发明一个实施例配置的基站子系统的示意框图；

图6为表示在按照本发明一个实施例完成的用户单元终止呼叫初始化期间发送的传信报文的报文序列示意图；

图7为表示在按照本发明一个实施例完成的用户单元起始呼叫初始化期间发送的传信报文的报文序列示意图；

图8为表示在按照本发明一个实施例完成的用户单元起始呼叫释放期间发送的传信报文的报文序列示意图；

图9为表示在按照本发明一个实施例完成的网络初始呼叫释放期间发送的传信报文的报文序列示意图；

图10A和10B为表示在按照本发明一个实施例完成的用户单元注册期间发送的传信报文的报文序列示意图；

图11为按照本发明一个实施例配置的BSC A接口的示意框图；以及

图12为按照本发明一个实施例配置的用户单元的示意框图。

实施发明的较佳方式

以下描述一种采用码分多址(CDMA)空中接口与全球移动通信系统(GSM)A接口协议网络接口提供无线电信服务的方法和装置。在以下描述中，本发明实现于按照IS-95 CDMA空中协议的物理信号调制技术允许的无线频率信号接口环境下。虽然所述发明特别适合于在这样的信号调制技术中采用，但是其它的码分多址无线电信协议与本发明也是兼容的。而且虽然本发明的较佳实施例采用的是GSM A接口，但是当在移动交换中心与用户单元之间需要采用透明传输机制时也可以启用其它A接口。本发明还可以实现于基于卫星的电信系统中，或者点到点无线电信系统中。特别是由于许多网关将采用GSM A接口协议，所以本发明在采用必需与电信网络网关接口的“弯曲管道”发送方法的卫星无线电信系统中是有用的。而且应该理解的是本发明欲应用于各种通信类型，包括语音通信和发送数字数据表示的除语音外的信息的通信。

在整个应用中，使用和发送的所述各种信息包括报文、请求、命令、指令和信令。应该理解的是这些信息由这些报文、请求、命令、指令和信令的电子表示构成，以电流、电势、电磁波能量以及组合方式产生。此外，以下的论述涉及各种操作和生成这类信息的系统。在本发明较佳实施例中，这种系统通过采用互相导电连接耦合的数字和模拟集成半导体电路实现，或者采用电磁波信号实现，或者通过将两者结合起来实现。在整个应用的实例中，各种熟知的系统以方框的形式表示。这样做的目的是避免在揭示本发明时的含糊性。

为了应用本发明，GSM A接口的定义包括GSM-MSC与任何所连BSC之间的用户数据发送和控制传信。控制传信由物理传信传输层和被传输的电话呼叫应用信息组成。在GSM标准中，A接口的传信传输层被定义为传信系统7(SS7)(由国际电信联盟(ITU)定义，在本领域内是众所周知的标准)的报文切换部分(MTP)和传信连接控制部分(SCCP)。电话呼叫应用数据位各种SCCP报文数据字段内并在GSM-MSC与BSC之间被传输。

图3为按照本发明一个实施例的正常操作期间无线电话系统的示意框图。收发基站(BTS)102(A)-(C)与BSC 104(A)耦合而BTS 102(D)-(F)与BSC 104(B)耦合。BSC 104(A)和(B)又与GSM-MSC 106耦合，而GSM-MSC 106又与公共电话交换网(PSTN)108(也可以是PLMN)耦合。用户单元100(A)利用与BTS 102(D)交换的无线频率(RF)信号进行电话呼叫或者其它通信。用户单元100(B)利用与BTS 102(B)和BTS 102(C)交换的RF信号进行电话呼叫或者其它通信。当占用与两个以上BTS102接口的RF信号时，类似于与用户单元100(B)接口那样，用户单元100(B)被称为“软切换”。从BTS 102向用户单元100发送的RF信号被称为正向链路信道，而从用户单元100向BTS 102发送的RF信号被称为反向链路信道。BSS 105由BSC 104和多组与其耦合的BTS 102组成。

在本发明较佳实施例中，正向和反向信道的物理信号处理都根据IS-95协议的CDMA信号处理技术实现。这种物理信号处理包括在正向和反向链路信号发送和接收期间使用正向和反向链路扩展代码和信道代码。信道代码被用来建立一组其上有各组数据通过直接序列调制发送的信道组。对于正向链路，信道代码由一组称为Walsh代码的64个正交二进制代码组成，而对于反向链路，信道代码是为每个用户单元由作为用户单元唯一的识别代码的函数而计算得的一组二进制长代码组成。扩展码被用来将发送数据的频率范围分集从而提高发送成功的似然率。这种分集被称为扩展并且通过发送数据经扩展代码的直接序列调制实现。在本发明较佳实施例中，与IS-95系统类似，通过二相相移键控(BPSK)调制实现信道化并且通过四相相移键控调制(QPSK)实现扩展。

在本发明一个实施例中，正向链路信道包括一个或多个导频信道、同步信道、寻呼信道和用户业务信道，每条信道经预定正向链路信道代码调制确定。反向链路信道包括一条或多条访问信道和多条用户业务信道，每条都经唯一的反向链路长代码调制。为了准确完成正向和反向链路信号的发送和接收，信道状态与在接收和发送期间用来处理正向和反向链路信号的扩展代码必需同步。这种同步在呼叫建立时完成并且被称为信号获取。许多同步过程在本领域内是熟知的。经正向或反向链路发送的数据被分成包含纠错比特和帧首部比特的帧。帧首部比特指示帧内所含数据是传信数据或业务数据以及它们的组合。业务数据是呼叫进行中用户发送的数据，通常为数字化的语音或音频信息，但是也可以是其它任何类型的用户数据。为了发送完整的传信报文，一般需要发送多帧传信数据，它们由接收系统组装成传信数据。如上所述，传信报文被用来在图3所示建立和处理电话呼叫的各种系统之间交换信息。一旦组装完毕，每个传信报文包括指示传信报文类型的报文首部。

再来看图3，如上所述，GSM-MSC 106提供了电话交换、记帐和用户单元跟踪以及确认功能。GSM-MSC 106和BSC 104根据作为GSM标准一部分的GSM A接口协议进行通信。为了利用GSM-MSC 106建立电话呼叫链路，特定传信报文组必需按照包含特定信息组的的特定次序产生。即BSC 104必需根据所需的网络链路和从GSM-MSC 106接收到的传信报文以合适的次序产生并向GSM-MSC发送合适的传信组。GSM A接口协议定义了与这些传信报文组有关的次序、信息和格式。正如预料的那样，次序、信息和格式基本上不同于任何与CDMA蜂窝式电话系统中运行的可比较MSC相关的接口。在同样方式下，根据IS-95或其它基于CDMA协议运行的用户单元100必需按照预定的次序和预定的格式与BTS 102交换预定的报文组从而准确地建立并处理电话呼叫。也正如所预料的那样，CDMA空中协议基本上不同于与GSM无线电信系统相关的空中协议。

与GSM A接口协议相关的传信报文被分为两类：直接传输应用部分(DTAP)报文和BSS管理应用部分(BSSMAP)报文。DTAP包含与用户单元100和MSC 106运行相关的数据并且因此不会直接影响BSS 105的运行。BSSMAP报文一般与BSS 105的运行有关并且会引起资源的分配或者提供BSS 105准确运行所需的信息。BSSMAP报文可能会影响BSS 105的整个运行，或者仅仅是单个电话呼叫的运行。而且根据GSM A接口，传信报文经传信系统号7(SS7)传信链路和相关的报文传输部分(MTP)以及传信连接控制部分(SCCP)发送。MTP采用三种报文格式经传串联链路发送二进制数据。这三种报文格式被称为报文信号单元(MSU)、链路状态信号单元(LSSU)和填充信号单元(FISU)。图4示出了与各报文格式有关的字段，每个字段下面标出了相应的比特数。利用包含一个逻辑0，其后跟一串6个逻辑1，再跟一个逻辑0(01111110)组成的标志字节(FL)将报文分割。在用标志字节定义的报文中，任何具有5个以上逻辑1的串中被插入一个逻辑0。

每种报文格式由包含后向序列数(BSN)、后向指示比特(BIB)、前向序列数(FSN)、前向指示比特(FIB)以及后面跟随两个缓冲比特的长度指示(LI)的头部组成。此外，每种报文格式包括紧插在终止标志字节前面的一组校验比特(CK)。对于FISU，不包括另外的数据字段。对于LSSU，包括指示涉及校准状态和非服务的6种不同状态之一的一个或两个字节的状态字段(SF)。对于MSU，包括信号字节服务信息8比特组(SIO)和两个以上的字节信号信息字段(SIF)。由于每种报文格式包含不同的信息量，所以报文类型由长度指示器字段(LI)确定。根据GSM A接口发送的传信报文经MSU连同位与SIF内的GSM A接口传信报文有关的数据一起发送。具体而言，根据GSM A接口发送的报文被放置于包括所示路由标号(RL)、SCCP报文类型码、SCCP头部和SCCP数据字段的SCCP报文。SCCP报文类型代码被视为SCCP头部的子字段。SCCP报文结束于可选的参数标志(EOP)端部。如果SCCP报文内部切换的BSSMAP报文属于与单个电话呼叫有关的类型，则与该报文有关的电话呼叫在SCCP头部连接识别字段内指示(未画出)。BSSMAP或DTAP报文包含在SCCP数据参数内，其报文类型由位于SCCP数据字段开始处的区分比特(DIS)表示。如果BSSMAP报文处于切换中，则长度表示于长度(LEN)字段内。长度之后是BSSMAP报文的类型和报文其它部分。如果DTAP报文处于发送中，则长度表示于长度(LEN)字段内，并且DTAP报文的子类指示于协议区分字段中。任何与包含报文类型的特定DTAP报文相关的附加数据都被置于报文数据字段内。

图5为根据本发明用来提供与GSM A接口协议网络接口结合在一起的CDMA空中电信服务的BSS 105的示意框图。BTS 102经有线链路耦合至BSC 104，虽然可以采用包括微波链路的其它连接，但是在本发明较佳实施例中由T1或T2连接构成。在BSC 104内部，CDMA互联子系统200耦合至BTS 102组。CDMA互联子系统200还与呼叫控制处理器202、选择子系统204和BSC A接口206耦合。CDMA互联子系统200用作连接耦合单元之间的报文和业务路由器，在本发明的较佳实施例中它由异步定长数据包传输系统组成。数据处理和服务选择系统210耦合至选择子系统204并与交换机212交换业务数据。交换机212向图2的GSM-MSC106提供由业务数据和传信构成的接口，并且还与呼叫控制处理器202交换控制数据。在本发明较佳实施例中，传信数据采用作为GSM A接口协议定义的ITU传信系统号7(SS7)发送。BSC 104内所示的每个连接都是高速数字连接，例如本领域内熟知的快速Ethernet。在本发明另一实施例中，交换机212可以用更简单的交叉连接设备代替，从而使BSC A接口206直接与GSM-MSC 106耦合。但是由于如果需要BSC 104可以与多个MSC系统耦合，每个MSC系统可以提供本领域内熟知的包括IS-41服务在内的不同类型网络服务，所以比较好的是选择采用交换机212。如果BSC 104与多个MSC系统耦合，则在本发明的较佳实施例中采用与BSCA接口206相似的附加BSC接口系统，这些并不要求全部必须包含在使用GSM A接口协议中。

在本发明较佳实施例中，构成BSS 105的系统通过采用内置BSS协议通信和交换业务和传信数据，其中定长数据包经CDMA互联子系统200或两个系统之间的直接路由交换于各种其它系统之间。CDMA互联子系统200通过采用包含在每个定长数据包内的地址完成路由。通常向第二系统发送数据包的第一系统将第二系统的地址放入数据包内，并且随后向互联子系统200提供数据包。如果是一些邻近系统，例如选择子系统204和数据处理和服务选择系统210，则直接切换数据包。包含在每个数据包内的数据包头部比特指示某一定长数据包是否包含业务数据或传信数据。包含业务数据的数据包被称为业务包而包含传信数据的数据包被称为传信包。利用适于呼叫控制处理器202与交换机212之间的专用连接也可以在BSS 105内的一些系统之间交换控制信息。除了CDMA互联子系统200以外，构筑图5所示BSS 105内部各种系统的其它方法也与本发明的操作相容。

传信报文构成用于控制组成BSS的各种系统操作以及与用户单元100或GSM-MSC 106交换信息的完整指令集。完整的传信报文经一个或多个由接收系统组装以生成待发送传信报文的传信包发送。根据本发明较佳实施例，传信报文子类被定义为通过BSS 105发送而不影响BSS 105的操作。为了应用，这种传信报文被称为“传输报文”，并且传输报文的可用性构成了BSS 105内部的透明传输功能。透明传输功能一般被用来在GSM-MSC 106与用户单元100之间交换特殊一类的传信报文，通过BSS 105的方式被定义为DTAP报文。虽然其它诸如系统之间的直接互联子类的报文传递机制也与本发明相容，但是在BSS 105操作期间，呼叫控制处理器202与BSC A接口206利用其它传信报文配置和控制BSS 105内的各种其它系统，并且一般是通过应用，利用这些按照本发明较佳实施例所述传递方式的传信报文完成由呼叫控制处理器202与BSC A接口206进行的任何配置或其它控制。在本发明较佳实施例中，呼叫控制处理器202和BSC A接口206利用软件指令控制的计算机系统实现(未画出)。

BSC A接口206完成的一种配置和控制包括选择子系统204内选择资源的分配。选择资源利用一个或多个BTS 102提供了用户接口100与BSC 104内部任一系统之间的双向接口。与双向接口相关的功能包括匹配由一个或多个BTS生成的数据帧多个副本以及从副本组内挑选质量最好的数据帧作进一步处理。这种选择根据每个BTS 102的每帧内放置的质量指示信息作出。在软切换条件期间当用户单元100与多个BTS 102进行多RF接口时生成一帧的多个副本。此外，选择资源接收指向用户单元100的数据包并且将数据包的副本提供给与用户单元100进行RF接口的每个BTS 102。每个选择资源都包含自己的内部地址从而使得与待处理呼叫有关的数据包可以取道至选择子系统204内部的选择资源。每个选择资源还跟踪分配有用户单元100作为接口的BTS 102组。在本发明较佳实施例中，选择资源由软件指令控制的微处理器或数字信号处理器构成，软件指令存储在位于选择子系统204内的存储器单元内(未画出)。

BSC A接口206还配置数据处理和服务选择系统210从而根据处理电话呼叫所需的服务以多种方式处理来自选择子系统204的数据。所提供的信号处理服务包括声编码和声解码与电话呼叫相关的业务数据、调制和解调经标准PSTN连接的用于发送传真和其它数字数据的音频和其它信号以及加密用户和传信数据。在本发明较佳实施例中，信号处理经利用数据处理和服务选择系统210内的数字信号处理集成电路完成并利用存储在存储器系统内的软件指令进行控制，这在本领域内是熟知的技术(未画出)。由BSC A接口206完成的另一个功能是根据A接口接收从GSM-MSC 106发送的DTAP传信报文，并且通过替代传输报文中的报文向合适的用户单元100传输传信报文，并且将传输的报文提供给与电话呼叫有关的选择器资源。在接收到传输报文的基础上，选择器资源将通过CDMA前向用户业务信道向用户单元100提供传输报文。

如上所述，数据经包含帧头部比特(指示帧内数据类型)的多帧在BTS 102与用户单元100之间交换。在本发明较佳实施例中，传信和业务数据都可以根据IS-95标准在一帧内发送。由于每帧的目的地和源由用来调制数据的信道代码指示，所以在空中发送期间帧内不包括地址。在本发明较佳实施例中，经反向链路发送的每帧由BTS 102内部的特定信道处理单元(未画出)接收。每个信道处理单元知道处理呼叫的选择器资源的内部地址，并且在从反向链路信号中提取帧之后由信道处理单元向选择器资源提供帧。选择器资源随后从包含传信数据的帧组装传信报文并且根据传信报文中包含的传信报文头部比特确定传信报文的类型。利用上述BSS传输报文的选择资源，传输传信报文一般透明地取道至BSC A接口206。BSC A接口根据发送传输传信报文的选择资源将与电话呼叫有关的连接识别符放入SCCP头部字段，并根据A接口协议向GSM-MSC透明地提供传输传信报文。如果报文是不透明的或者是本地传信报文，则选择资源和BSC A接口206将内部处理报文。

根据本发明的一个实施例，为了准确地处理电话呼叫，必须依次通过在图5所示各种系统之间交换传信报文来完成各种程序。各种程序包括呼叫初始化、呼叫释放和用户单元注册。图6-图10是表示根据本发明一个实施例的在呼叫初始化、呼叫释放和用户单元注册期间所交换传信报文的报文序列示意图。图6-图10中的垂直线与每条线顶部方框内确认的系统相关。系统是用户单元100、BTS 102、选择器子系统204、呼叫控制处理器202、数据处理和服务选择系统210、BSC A接口206和GSM-MSC 106。介于两条垂直线之间的水平箭头指示相关系统之间传信报文的交换。时间的方向从上向下，所以纸面上位置越低的水平线出现得越早。如每页底部所示，用户单元100与BTS 102之间交换的报文经双向空中接口发送，而GSM-MSC 106与BSC A接口206之间交换的报文根据GSM A接口发送。

如上所述，GSM MSC 106与BSC A接口206之间交换的GSM传信报文在包含于根据SS7标准的报文传信单元(MSU)内的SCCP传信报文传输。在接收到SCCP传信报文的基础上，BSC A接口206首先通过检查SCCP报文类型代码字段确定报文是否与特定的通信相关或者指向整个BSS的操作。如果报文与特定通信或电话呼叫相关，则BSC A接口206利用SCCP头部包含的连接识别符确定是哪一个通信。BSC A接口206随后通过检查GSM A接口传信报文的区分字段确定报文是否为DTAP或者BSSMAP报文。如果GSM传信报文是DTAP报文，则BSC A接口经上述传输报文透明地传输传信报文。如果报文为BSSMAP报文，则BSC A接口通过BSSMAP报文类型字段的检查确定特定的BSSMAP报文。根据BSSMAP报文类型，BSCA接口完成以下所述的各个步骤。

值得指出的是为便于以下描述，选择子系统204与用户单元100之间交换的传信报文由两个系统之间的水平单线条表示。但是实际上传信报文由一个或多个BTS 102传递。当传信报文无需BTS 102的控制处理或资源分配时，单线条易于绘制。同样，BSC A接口206与GSM-MSC 106之间交换的传信报文通过交换机212传递，但是由于交换机212没有处理与本发明特别相关的处理，所以示出的是单条直线。用来发送往来于用户单元100的报文的CDMA空中信道用靠近相关报文的括号表示，‘P’表示正向连接寻呼信道，‘A’表示反向连接访问信道，而‘T’表示根据发送方向而定的正向连接用户业务信道或者反向连接用户业务信道。此外，在图6、图7和图10中，“业务信道建立”过程是与在用户单元100与BTS102之间建立正向和反向连接用户业务信道接口相关的并且表示在图的最左边。“网络建立”是建立与涉及呼叫的电信系统进行电信网络连接的过程并且表示在图的最左边。利用传输报文透明取道的传信报文用记号“xport”和内有相关的传信报文的括号表示并且在说明书内被称为“传输报文”。

在图8和图9中，图上最左边表示的“网络释放初始化”是开始拆卸和释放涉及电话呼叫的网络资源的过程。在图8和图9中，“业务信道接口拆卸”是释放与用户单元100和BSS 105(图3)之间双向无线信号接口相关的资源的过程。应该指出的是图6-图10所示报文序列示意图没有显示每个发送的报文，而只是与本发明特别有关的报文。为便于绘制，以下讨论的一些传信报文也没有示出。此外所示在BSS 105内发送的每个传信报文根据基于上述协议的内部数据包交换，并且因此通过本发明较佳实施例中图5的CDMA互联子系统200传递。

图6为根据本发明一个实施例的用户单元终止呼叫初始化程序的报文序列示意图。用户单元终止呼叫初始化过程是电话呼叫或通信单元通信初始化的结果，通信单元除了与图4所示无线电信系统接口的用户单元100(例如PSTN 108的用户单元)、与另一无线电信系统接口的无线用户单元100或者数据终端。当GSM-MSC 106根据A接口协议向BSC A接口206发送寻呼报文300时开始用户单元终止呼叫初始化。根据A接口协议，寻呼报文300指示被寻呼的用户(由国际移动用户识别码识别)、空中接口所需的信道类型、指示与最近用户单元相关的呼叫组的单元识别码表以及有可能提供的临时移动用户识别码。BSC A接口206首先检查接收的寻呼报文300以确定是否是BSSMAP报文。

在将寻呼报文300识别为BSSMAP报文之后，BSC A接口206通过检查BSSMAP报文类型字段确定寻呼报文300是否为寻呼报文。在确定寻呼报文300为寻呼报文之后，BSC A接口206生成一组用于在BTS 102与寻呼报文300指向的用户单元100之间建立双向CDMA调制RF信道的传信报文。在本发明较佳实施例中，该组传信报文开始向呼叫控制处理器202发送BSS寻呼请求302，它包括单元识别码表。呼叫控制处理器202通过向一组由呼叫识别码表指示的BTS 102发送BTS寻呼请求303而进行应答。每个BTS 102通过经正向连接寻呼信道向有关的单元广播寻呼报文304进行应答。如果寻呼由用户单元100接收，则它通过经反向连接访问信道向BTS 102发送信道请求报文306。信道请求报文306可以包含与呼叫请求的服务类型有关的信息，如果这样的信息包含在寻呼报文304内。

BTS 102通过向BSC A接口206发送BSS信道请求310和经寻呼信道向用户单元100发送BTS认可报文308来应答信道请求。BTS认可报文308的发送在本发明较佳实施例中是可选的。在向呼叫控制处理器202发送BSS呼叫建立请求312时BSC A接口206通过应答BSS信道请求310继续建立双向用户业务信道接口。呼叫控制处理器202分配呼叫的选择器和服务资源并且在BSS呼叫建立应答314中向BSC A接口206指示分配的结果。在接收BSS呼叫建立应答314之后，BSC A接口206向选择子系统204发送选择器呼叫建立请求316。选择子系统204初始化所分配选择器资源以处理呼叫并在选择器呼叫建立应答318下向BSC A接口206作出指示。在接收到选择器呼叫建立应答318之后，BSC A接口206向选择子系统204发送无线连接建立请求319。选择子系统204通过向BTS 102发送信道资源请求作出应答。

在接收信道资源请求320之后，BTS 102分配信道处理资源以调制和解调与电话呼叫相关的正向和反向链路用户业务信道，并向选择子系统204发送信道资源应答报文322。选择子系统204通过向BTS 102发送连接请求324作出应答，而BTS 102通过向选择子系统204发送连接应答326作出应答。选择子系统204随后向BTS 102发送空业务数据328、开始业务数据报文330和空业务数据332。BTS 102通过经正向连接用户业务信道向用户单元100发送空业务数据336应答开始业务数据报文330和空业务数据332。选择子系统204还向BSC A接口206发送无线连接资源指示334。在接收到无线连接资源指示334之后，BSC A接口206向BTS 102发送BTS信道分配报文338，而BTS 102通过经正向连接寻呼信道向用户单元100发送信道分配报文340作出应答。用户单元100采用包含在信道分配报文内的所分配信道信息来开始处理所分配正向链路业务信道，并在反向连接用户业务信道上发送反向链路业务信道先导序列342从而使得BTS 102可以从用户单元100处获得反向链路业务信道。一旦获得反向链路业务信道，BTS 102向选择子系统204发送开始反向连接报文344。选择子系统204通过经正向业务信道向用户单元100发送反向链路业务认可346作出应答。此外，选择子系统还向BSC A接口206发送无线连接建立应答报文348。一当接收到反向连接认可346，双向RF接口就建立了。

在建立起与BTS 102的正向和反向链路业务信道接口之后，用户单元100通过向选择器子系统204发送寻呼应答350来初始化电信网络连接建立程序。寻呼应答350使得选择器子系统204向BSC A接口发送BSS寻呼应答。BSC A接口206接收BSS寻呼应答352，它指示用户单元100准备好建立网络连接，存储用户单元100的分类标记并通过根据A接口协议向GSM-MSC 106发送包含完整的层3信息报文354的SCCP连接请求来初始化SCCP连接。。完整层3信息报文354包含BSS寻呼应答报文352的内容并且是GSM A接口协议的一部分，因此是本领域内熟知的技术。GSM-MSC 106通过向BSC A接口206发送加密模式命令358作出应答。加密模式命令358包含含有密钥的加密信息、根据用户单元100的能力使用的可能加密算法列表以及请求国际移动设备识别码的加密应答模式。

在确定加密模式358为BSSMAP报文并进一步确定它是加密模式命令之后，BSCA接口206选择其中一种加密算法并向选择器子系统204发送BSS加密模式命令360。选择子系统204通过经正向链路业务信道向用户单元100发送加密模式命令362初始化空中加密程序。在处理好加密模式命令362之后，用户单元100经反向链路业务信道向选择子系统204发送加密模式完成报文364。在接收加密模式完成报文364之后，选择子系统204通过根据IS-95标准改变至个人反向连接信道代码或长码开始进行与电话呼叫有关的所以附加传信和呼叫数据的加密-解密。值得注意的是加密和解密的其它方法也与本发明的操作相容。选择子系统204随后向BSC A接口206发送指示加密模式配置操作已经完成的BSS加密模式完成报文366。BSC A接口通过根据A接口协议向GSM-MSC 106发送指示选择加密算法的加密模式完成命令368和国际移动设备识别码作出应答。

接着，GSM-MSC 106向BSC A接口发送建立报文370。建立报文370包含各种所建立的电话呼叫的信息，包括服务类型、发送速率、发送数据类型和声编码类型。建立报文370的使用是GSM A接口的一部分，因此在本领域内是熟知的技术。在确定建立报文370是DTAP报文的基础上，BSC A接口206经传输报文372向选择子系统204透明传输报文内容。在本发明较佳实施例中，由于未查看区分比特以外的内容，所以BSC A接口206不知道建立报文370实际上是建立报文，只知道它是DTAP报文。这简化了BSC A接口206所需的处理并且允许进行透明传输。在确定传输报文372是传输报文之后，选择子系统204利用传输报文374通过正向链路业务信道向用户单元100提供报文内容。在接收到传输报文374之后，用户单元100向用户单元100的GSM报文处理部分传递作为DTAP建立报文的报文内容。用户单元100通过向传输报文376内选择子系统204发送确认呼叫作出应答。呼叫确认对建立报文370中的服务类型作出确认，或者提出其它的服务类型。选择子系统204利用包含呼叫确认的传输报文378向BSC A接口206传输传输报文376的内容。随着透明传输过程的持续，BSC A接口206根据GSM A接口协议利用DTAP呼叫确认报文380向GSM-MSC 106提供报文内容。

在接收到呼叫确认报文380之后，GSM-MSC 106向BSC A接口206发送分配请求382。分配请求382指示信道类型、优先权、电路识别码(网络时隙)、下链路DTX标志(可变速率传输)、所用的干涉带(频率跳跃)和分类标记信息2(用户单元类型)。信道类型是发送例如传真、语音或传信期间发送数据的类型。分配请求382、BSSMAP报文使得BSC A接口与用户单元100商定处理电话呼叫所需的CDMA服务类型。商定开始于向选择子系统204发送BSS服务请求386时，而选择子系统204通过经正向链路业务信道向用户单元100发送服务请求388作出应答。为了提供包括数据率在内的所请求数据服务，服务请求388指示所需的无线链路的参数，并且用户单元100通过向选择器子系统100发送指示是否接收无线链路类型的服务应答389作出应答。如果服务应答389指示可以接收服务类型，则选择子系统204经正向链路业务信道向用户单元100发送服务连接报文390，而这使得用户单元100经反向链路业务信道向选择子系统204发送服务连接完成报文391。

选择器子系统204随后通过发送BSS服务应答392向BSC A接口206指示成功的服务商定。在接收BSS服务应答392之后，BSC A接口206根据服务类型通过向数据处理和服务选择系统210发送BSS资源分配报文384来分配处理呼叫用的资源。数据处理和服务选择系统210随后分配处理所接收业务数据用的呼叫处理资源。在本发明另一个实施例中，响应信道请求报文来完成服务选择资源分配。此外，BSC A接口206在交换机212内部分配连接以在GSM-MSC 106与数据处理和服务选择系统210之间建立业务信道从而携带与呼叫有关的业务数据(未示出到交换机212的报文)。BSC A接口206随后根据GSM A接口协议通过发送分配完成报文394指示服务商定已经完成。

在完成服务商定之后，用户单元100的GSM报文处理部分通过传输报文400发送提示报文向GSM-MSC 106指示这是提示用户单元100的用户。提示报文由选择器子系统204利用传输报文398向BSC A接口透明传输，并且随后由BSC A接口利用DTAP提示报文396传输给GSM-MSC 106。此时GSM-MSC 106可以产生朝向呼叫方的回铃音。如果用户单元100应答呼叫，则表明是一个通过反向链路业务信道向选择子系统204发送的传输报文402内的连接的应答事件。连接由选择器子系统204经传输报文404向BSC A接口透明传输，随后由BSC A接口经DTAP连接报文408向GSM-MSC 106传输。在接收到连接报文408之后，如果提供的话，则GSM-MSC停止回铃，并向BSC A接口206发送连接认可报文410。BSC A接口206经传输报文412透明地向选择子系统204提供连接认可报文410。选择子系统204随后继续通过经正向链路信道向用户单元100传输报文414。在用户单元100接收传输报文414之后，就建立起了稳定的呼叫状态并完成用户单元终止呼叫初始过程。

图7为表示根据本发明一个实施例的在用户单元初始呼叫初始化程序期间发送的传信报文的报文序列示意图。无线用户单元初始呼叫初始化程度源于图2用户单元100的初始电话呼叫。用户单元初始呼叫初始化程序开始于用户单元100经反向链路访问信道向BTS 102发送的信道请求报文506。在较佳实施例中，信道请求报文506包含有关请求服务类型的信息，但是在其它实施例中也可以在其它报文中提供该信息。BTS 102通过向BSC A接口206发送BSS信道请求510并向用户单元100发送BTS认可报文508来作出应答，虽然在本发明较佳实施例中发送BTS认可报文508是可以选择的。BSC A接口206通过生成一组用于在用户单元100与BTS 102之间建立双向CDMA调制RF信号接口的传信报文作出应答。当BSC A接口206向呼叫控制处理器202发送BSS呼叫建立请求512时开始建立双向接口的过程。呼叫控制处理器202分配用于呼叫的选择器和服务资源并在BSS呼叫建立应答514中向BSC A接口206指示分配的结果。在接收到BSS呼叫建立应答514之后，BSC A接口206向选择子系统204发送选择器呼叫建立请求516。选择子系统204初始化所分配的选择器资源并用选择器呼叫建立应答518向BSC A接口206指示这点。在接收到呼叫建立应答518之后，BSC A接口206向选择子系统204发送无线链路建立请求519。选择子系统204通过向BTS 102发送信道资源作出应答。

在接收信道资源请求520之后，BTS 102分配信道处理资源以调制和解调与电话呼叫有关的正向和反向链路用户业务信道，并向选择子系统204发送信道资源响应报文522。选择子系统通过分配处理呼叫用的选择资源并向BTS 102发送连接请求作出应答，而BTS 102通过向选择子系统204发送连接应答作出应答。选择子系统204随后向BTS 102发送空业务数据528、业务数据报文530和空业务数据532。BTS 102通过经正向链路业务信道向用户单元100发送空业务数据536应答开始业务数据报文536和空业务数据532。选择子系统204还向BSC A接口206发送无线链路资源报文534。在接收无线链路资源报文530之后，BSC A接口206向BTS 102发送BTS信道分配报文538，而BTS 102通过正向寻呼信道向用户单元100发送信道分配报文540作出应答。

用户单元100采用包含在信道分配报文540中的分配信道信息来开始处理经所分配的正向链路业务信道接收的数据。它还发送反向链路业务信道先导序列542从而使得BTS 102可以从用户单元100获得反向链路业务信道。一旦获得反向业务信道，则BTS 102向选择子系统204发送开始反向链路报文544。选择子系统204通过经正向链路业务信道向用户单元100发送反向链路认可546作出应答。此外选择子系统204向BSC A接口206发送无线链路资源报文548。此时，双向链路已经建立并且开始网络连接建立。

在接收反向链路认可报文546之后，用户单元100通过经反向链路业务信道向选择子系统204发送呼叫管理服务请求550来初始化网络连接建立。选择子系统204通过向BSC A接口206发送BSS呼叫管理服务请求551作出应答。BSC A接口206存储包含在报文中的分类标记信息，生成包含在BSS呼叫管理服务请求551内信息的完成层三信息报文552，以及通过根据A接口协议向GSM-MSC 106发送SCCP连接请求报文内部的完成层三信息报文552初始化SCCP连接。完成层三信息报文552是GSM A接口协议的一部分并且因此在本领域内是熟知的技术。

GSM-MSC 106通过向BSC A接口206发送确认请求553作出应答。BSC A接口206将报文553识别为DTAP报文，并经传输报文554向选择子系统204透明提供报文内容。选择子系统204确定传输报文554是传输报文类型并通过经正向链路业务信道发送传输报文555向用户单元100提供报文内容。用户单元100接收传输报文555并向内置GSM报文处理部分传输内容，而它通过经反向链路业务信道向选择器子系统204发送包含确认应答的传输报文556作出应答。在确认传输报文556是传输报文之后，选择子系统204经传输报文557向BSC A接口206提供报文的内容。BSC A接口206通过根据GSM A接口协议向GSM-MSC 106提供DTAP确认应答558而继续透明传输。

GSM-MSC 106通过向BSC A接口206发送加密模式命令559作出应答。在确认报文559是BSSMAP报文并且随后进一步确认它是加密模式命令时，BSC A接口206通过向选择子系统204发送BSS加密模式命令560开始空中加密初始化程序。在接收BSS加密模式命令560之后，选择子系统204经正向链路业务信道向用户单元100发送加密模式命令。在处理完加密模式命令562之后，用户单元100经反向链路业务信道向选择系统204发送加密模式完成报文564并开始加密所有的随后发送。在接收加密模式完成报文564之后，选择器子系统204开始在与电话呼叫相关的所有附加的传信和呼叫数据上进行加密-解密处理。在本发明较佳实施例中，根据IS-95规范利用个人信道代码完成这种加密；但是其它的加密方法与本发明也是相容的。选择子系统204随后向BSC A接口206发送BSS加密模式完成报文566。BSC A接口206通过根据GSM A接口协议向GSM-MSC 106发送指示加密配置已经完成的加密模式完成命令568作出响应。

建立起稳固的双向信道之后，用户单元100通过向选择子系统204发送建立报文570向GSM-MSC 106发送建立信息。建立报文570包含各种类型与建立电话呼叫有关的信息，包括拨打数字、服务类型、发送速率、发送数据类型以及声编码类型。选择子系统204利用传输报文572向BSC A接口206提供建立报文。BSCA接口206通过根据GSM A接口协议向GSM-MSC 106发送传输报文574继续建立报文的透明传输。在接收到传输报文572并初始化与被呼叫方连接之后，GSM-MSC106向BSC A接口106发送包含呼叫处理报文的传输报文576。呼叫处理报文指示正在建立网络连接，并且将不接受其它的呼叫建立信息。BSC A接口206通过向选择子系统204透明地发送传输报文578中的呼叫处理报文作出应答。选择子系统204通过经正向链路业务信道向用户单元100发送包含呼叫处理报文的传输报文580作出应答。

在发送完呼叫处理报文576之后，GSM-MSC 106还向BSC A接口206发送分配请求582。作为应答，BSC A接口206通过向选择子系统204发送BSS分配请求586继续配置处理呼叫用的BSS，而它又通过经正向链路业务信道向用户单元100发送服务连接589作出应答。作为应答，用户单元100经反向连接业务信道向选择子系统204发送指示服务类型可以接受的服务连接完成报文591(由于当初始化电话呼叫时用户单元100作初始化服务请求，所以服务非常有可能被用户单元100接受，这样就省略了图4所示的服务请求报文和服务应答报文)。选择子系统204开始向BSC A接口206发送BSS服务应答592而BSC A接口206通过根据GSM A接口协议向GSM-MSC发送分配完成报文594作出应答。为了根据分配请求582和BSS服务应答592中指示的服务类型分配处理呼叫的资源，BSC A接口206还向数据处理和服务选择系统210发送资源分配报文584。此外BSC A接口在交换机212(图3)内分配连接以在GSM-MSC 106与数据处理和服务选择系统210之间建立业务信道从而载带与呼叫有关的业务数据(至交换机212的报文未示出)。

在接受分配完成报文594之后，GSM-MSC 106根据GSM A接口协议向BSC A接口206发送提示报文596，它通过利用包含提示报文的传输报文598向选择子系统204透明提供报文作出应答。选择子系统204随后经正向链路业务信道向用户单元100发送包含提示报文的传输报文600来继续透明传输。提示报文提示用户单元100开始生成回铃音。如果呼叫得到应答，GSM-MSC 106根据A接口协议向BSC A接口206发送连接报文602，并且BSC A接口206通过向选择子系统204发送包含连接报文的传输报文604作出应答。选择子系统204随后经正向链路业务信道发送传输报文606而继续向用户单元100透明提供连接报文。在接受传输报文606之后，用户单元100终止回铃音的产生，并向选择子系统204发送包含连接认可的传输报文610。选择子系统204通过经传输报文612向BSC A接口206透明提供连接认可作为应答，随后它根据GSM A协议向GSM-MSC 106发送连接认可报文614。在GSM-MSC 106接受连接认可报文614之后，已经建立起了稳定状态的呼叫。

图8为表示根据本发明一个实施例的在用户单元初始呼叫释放期间交换的传信报文的报文序列图。用户单元初始呼叫释放是电话呼叫的断开以响应图2用户单元100请求的释放。当用户单元经反向连接业务信道向选择子系统204发送包含断开报文的传输报文652时，在通过拆卸网络连接进行电话呼叫或通信期间开始用户单元初始呼叫释放。选择子系统204通过利用传输报文657向BSC A接口206提供断开报文作出应答，从而使得BSC A接口206根据A接口协议向GSM-MSC106发送断开报文672。GSM-MSC 106初始化释放连向其它方的网络连接并向BSCA接口206发送释放报文673。作为应答，BSC A接口206向选择子系统204发送包含释放的传输报文665。选择子系统204随后经正向链路业务信道向用户单元100提供利用传输报文658发送的释放。

用户单元100通过经反向链路业务信道向选择子系统204提供包含释放完成的传输报文653作出应答。选择子系统204通过传输报文660的发送向BSC A接口206提供释放完成。BSC A接口通过根据GSM A接口协议向GSM-MSC 106提供释放完成报文676作出应答。GSM-MSC 106根据GSM A接口协议以清除命令674对BSC A接口206作应答，该命令指示应释放双向无线连接和A接口网络资源。

在接受到清除命令674之后，BSC A接口206生成一组使业务信道接口拆卸的报文。当BSC A接口206向选择子系统204发送BSS服务断开报文668时开始业务信道接口的拆卸。此外，BSC A接口206指令交换机212去除数据处理和服务选择系统210与GSM-MSC 106之间的业务信道连接(报文未示出)。选择子系统204通过发送使BSC A接口206向选择子系统204发送BSS无线链路释放请求663的BSS服务断开应答670认可BSS服务断开请求报文668的接收。在受到BSS无线链路释放请求663之后，选择子系统204经正向业务信道向用户单元100发送释放命令651。选择子系统204随后向BTS 102发送结束正向业务信道命令654和断开请求655。BTS 102释放用来处理正向和反向链路业务信道的资源并且随后向选择子系统204发送结束反向连接业务信道656和断开应答659。

选择子系统204随后向BTS 102发送释放资源请求662，并且BTS 102通过经反向链路业务信道发送释放资源应答661作出应答。在接受到释放资源应答之后，选择子系统204向BSC A接口发送无线释放响应664，而它通过向选择子系统204发送呼叫释放请求666作出应答。选择子系统204随后向BSC A接口206发送呼叫释放应答并且释放与电话呼叫有关的选择资源。BSC A接口206随后向呼叫控制处理器202发送指示与电话呼叫相关的选择和服务资源已经释放并且可以为其它呼叫所用的去分配请求671。BSC A接口206还通过根据GSM A接口协议发送清除完成675指示GSM-MSC 106呼叫已经释放。清除完成675指示GSM-MSC106现在可以利用呼叫处理资源。呼叫控制处理器202通过向BSC A接口206发送去分配应答667作出应答以去分配请求671。在BSC A接口206接受到去分配应答667之后，呼叫已经释放。

图9为表示按照本发明一个实施例的在网络初始化呼叫释放期间交换的传信报文的报文序列示意图。网络初始化呼叫释放是响应图2用户单元100以外系统请求将电话呼叫断开。在电话呼叫或者其他通信发生期间开始网络初始化呼叫释放。GSM-MSC 106通过根据GSM A接口协议向BSC A接口206发送断开报文772初始化网络拆卸。BSC A接口206通过提供包含与选择子系统204断开的传输报文757作出应答，而它经正向链路业务信道向用户单元100提供包含断开的传输报文753。用户单元100随后向选择子系统204发送包含释放报文的传输报文758，而选择子系统204向BSC A接口提供包含释放报文的传输报文作为应答。BSC A接口206随后根据GSM A接口协议向GSM-MSC 106发送释放报文773。GSM-MSC 106通过根据GSMA接口协议向BSC A接口206发送释放完成报文776作出应答。BSCA接口206向选择子系统204提供包含释放完成的传输报文760，而选择子系统204通过经正向链路业务信道向用户单元100提供包含释放完成的传输报文752作出应答。

选择子系统204随后向BTS 102发送释放资源请求762，而BTS 102通过经反向链路业务信道发送释放资源响应761作出应答。在接受释放资源应答之后，选择子系统204向BSC A接口206发送BSS无线链路释放应答，而BSC A接口206通过向选择子系统204发送BSS呼叫释放请求766作出应答。

GSM-MSC 106根据GSM A接口协议向BSC A接口206请求在发送清除命令774时释放双向无线链路。在接收到清除命令774之后，BSC A接口206根据IS-95呼叫模型开始业务信道接口拆卸。当BSC A接口206向选择子系统204发送BSS服务断开报文请求768时开始业务信道接口拆卸。此外，BSC A接口206指令交换机212释放数据处理和服务选择系统210与GSM-MSC 106之间的业务信道连接(报文未示出)。选择子系统204通过发送使BSC A接口206向选择子系统204发送BSS无线链路释放请求763的BSS服务断开应答770认可BSS服务断开请求报文768的接收。在收到BSS无线链路释放请求763之后，选择子系统204经正向链路业务信道向用户单元100发送释放命令751。用户单元100通过经反向链路业务信道向选择子系统204发送释放命令750作出响应。选择子系统204随后向BTS 102发送结束正向业务信道命令754和断开请求755。BTS 102释放用来处理正向和反向链路业务信道的资源并且随后向选择子系统204发送结束反向链路业务信道756和断开应答759。

选择子系统204随后向BTS 102发送释放资源请求762，并且BTS 102通过经反向链路业务信道发送释放资源应答761作出应答。在接受到释放资源应答之后，选择子系统204向BSC A接口发送无线释放响应764，而它通过向选择子系统204发送呼叫释放请求766作出应答。选择子系统204随后向BSC A接口206发送呼叫释放应答并且释放与电话呼叫有关的选择资源。BSC A接口206随后向呼叫控制处理器202发送指示与电话呼叫相关的选择和服务资源已经释放并且可以为其它呼叫所用的去分配请求771。BSC A接口206还通过根据GSM A接口协议发送清除完成775指示GSM-MSC 106呼叫已经释放。通过向BSC A接口206发送去分配应答767作出应答以去分配请求771。在BSC A接口206接受到去分配应答767之后，呼叫已经释放。

图10A和10B为表示按照本发明一个实施例的在用户注册期间交换的传信报文的报文序列示意图。在用户单元100注册期间，图2的用户单元通知6SM-MSC 106自己的当前位置和状态从而使得GSM-MSC 106可以向用户单元100提供服务。用户单元注册开始于从用户单元100经反向链路访问信道向BTS 102发送信道请求。在本发明较佳实施例中，信道请求报文806指示用户100正在初始化注册，但是在不同的实施例中该信息也可以提供于其它的报文中。BTS 102通过向BSC A接口206发送BSS信道请求810和向用户单元100发送BTS认可报文对信道请求806作出应答，虽然在本发明较佳实施例中BTS认可报文808是可以选择的。BSC A接口206通过产生一组报文，从而通过向呼叫控制处理器202发送BSS呼叫建立请求812在用户单元100与BTS 102之间建立双向CDMA调制RF信号接口以作出应答。呼叫控制处理202分配呼叫用的选择器服务资源并在BSS呼叫建立应答814中向BSC A接口206指示结果。在接收BSS呼叫建立应答814之后，BSC A接口206向选择子系统204发送选择器呼叫建立请求816。选择器子系统204通过分配处理电话呼叫用的电话呼叫和用选择器呼叫建立响应818向BSC A接口206指示作出应答。在接收到呼叫应答818之后，BSC A接口206向选择子系统204发送无线链路建立请求819。选择子系统204通过向BTS 102发送信道资源请求820作出应答。

在接收到信道资源请求820之后，BTS 102分配用来调制和解调与电话呼叫有关的正向和反向链路业务信道的信道处理资源并向选择子系统204发送信道资源应答报文822。选择子系统204通过向BTS 102发送连接请求824作出响应，而BTS 102通过向选择子系统204发送连接应答826作出响应。选择子系统204随后向BTS 102发送空业务数据828、开始业务数据报文830和空业务数据832。BTS 102通过经正向链路业务信道向用户单元100发送空业务数据836以应答开始业务数据报文830和空业务数据832。选择子系统204还向BSC A接口206发送无线链路资源报文834。在接收无线链路资源报文834之后，BSC A接口206向BTS102发送BTS信道分配报文838，而BTS 102通过经正向链路寻呼信道向用户单元100发送信道分配报文840。用户单元100采用包含在经分配的正向链路业务信道处理接收数据的分配报文840，并且发送反向链路业务信道先导序列842从而使BTS 102可以获得反向业务链路业务信道。一旦获得反向链路信号，BTS 102就向选择子系统204发送开始反向链路报文844。选择子系统204通过经正向链路业务信道向用户单元100发送反向链路认可846作出应答。如上所述，诸如反向链路认可846之类在选择子系统204与用户单元100之间进行交换的报文通过BTS传递，但是为方便绘制起见这里画成了直接取道。此外选择子系统204向BSCA接口206发送无线链路建立应答848。此时，建立起了双向信道。

用户单元100通过向选择子系统204发送DTAP定位更新请求850初始化注册程序。选择子系统204使定位更新请求取道BSC A接口206，该接口根据GSM A接口协议用GSM-MSC 106初始化SCCP连接。在存储分类标记信息之后，BSC A接口206生成包含完成层三信息报文852的SCCP连接请求报文，而该报文包含BSS定位请求851。完成层三信息报文852是GSM A接口协议的一部分并且在本领域内是熟知的技术。GSM-MSC 106通过向BSC A接口206发送确认请求853作出应答，而BSC A接口向选择子系统204提供包含确认请求的传输报文854。选择子系统随后经正向链路业务信道向用户单元100提供包含确认请求的传输报文855。用户单元100向基于GSM的报文处理部分传递传输确认请求，而该部分通过经反向链路业务信道向选择器子系统204发送传输确认应答856作出应答。选择子系统204通过向BSC A接口206透明地提供传输报文857。BSC A接口206随后根据GSM A接口协议向GSM-MSC 106发送确认应答858。6SM-MSC 106通过向BSC A接口206发送加密模式命令860作出应答。BSC A接口206随后通过向选择子系统204发送BSS加密模式命令860开始加密初始化程序，而选择子系统204经正向链路业务信道向用户单元100发送加密模式命令862。在处理完加密模式命令862之后，用户单元100经反向链路业务信道向选择子系统204发送加密形式的加密模式完成报文864。在接收到BSS加密模式命令860之后，选择子系统204开始加密-解密于电话呼叫有关的所有附加传信和呼叫数据。选择子系统204随后向BSC A接口206发送BSS加密模式完成报文866。BSC A接口206通过根据GSM A接口协议向GSM-MSC 106发送加密模式完成命令868作出应答。

GSM-MSC 106随后根据GSM A接口协议向BSC A接口206发送ID请求874，并且BSC A接口通过经正向链路业务信道向选择子系统204提供ID请求作出应答。选择子系统204随后经正向链路业务信道向用户单元100发送提供包含ID请求的传输报文870。用户单元基于GSM的报文处理部分通过生成ID应答作出应答并且用户单元100经反向链路业务信道在传输报文880内向选择子系统204发送ID应答。选择子系统204随后通过传输报文878的发送向BSC A接口206提供ID应答，而BSC A接口206通过根据GSM A接口协议向GSM-MSC 106提供ID应答作出应答。GSM-MSC 106接收ID应答876并根据GSM A接口协议向BSC A接口206发送定位更新882。BSC A接口206随后向选择子系统204发送包含定位更新接受的传输报文886，而选择子系统204通过经正向链路业务信道发送传输报文890向用户单元100提供定位更新接受以作出应答。用户单元100通过向选择子系统204发送包含临时移动用户识别码(TMSI)再分配命令的传输报文891作出应答，而选择子系统204随后向BSC A接口发送包含传输TMSI再分配命令的传输报文892。BSC A接口206通过根据GSM A接口协议向GSM-MSC 106发送TMSI再分配命令894作出应答。在接收TSMSI再分配命令894之后，GSM-MSC106向BSC A接口206发送清除命令896以初始化无线链路的释放。

现在参见图10B，它示出了在根据本发明的一个实施例的用户单元注册期间所交换的传信报文，BSC A接口206在接收到清除命令896之后向选择子系统204发送BSS无线链路释放请求902。在接收到BSS无线链路释放请求902之后，选择子系统204经正向链路业务信道向用户单元100发送释放命令900。用户单元100通过经反向链路业务信道向选择子系统204发送释放命令904作出应答。选择子系统204随后向BTS 102发送结束正向业务信道命令906和断开应答910。选择子系统204向BTS 102发送释放资源请求914，而BTS 102通过发送释放资源应答916作出应答。在接收到释放应答916之后，选择子系统204向BSC A接口206发送BSS无线释放应答918。选择子系统204随后向BSC A接口206发送BSS呼叫释放应答922，并释放与电话呼叫有关的选择资源。BSC A接口206向呼叫控制处理器202发送指示与电话呼叫有关的选择和服务资源已经释放并且可以处理另外呼叫的BSS再分配请求924。此外，BSC A接口206通过根据GSM A接口协议发送清除完成926向GSM-MSC 106指示呼叫已经释放。呼叫控制处理器202通过向BSC A接口发送BSS再分配应答928对BSS再分配请求924作出应答。当再分配应答928由BSC A接口206接收时，就完成了定位更新过程。

通过首先在用户单元100与BSS 105之间建立CDMA空中接口而完成呼叫初始化和用户单元注册，随后通过沿正向链路业务信道在用户单元100与GSM-MSC 106之间建立网络电信连接，就可以采用结合GSM A接口协议的利用CDMA空中接口的无线电信系统。通过采用接收GSM A接口报文并检查GSM A接口报文以及作出各种应答动作的BSC A接口也可以提供与GSM A接口网络连用的CDMA接口。这些动作包括件GSM A接口传信报文转换为内部BSS协议和根据CDMA空中接口的配置和能力确定对每个报文合适的应答。合适的应答包括响应分配请求进行信号处理资源的分配。通过采用选择器单元也可以实现与GSM A接口网络连用的CDMA接口，当发送加密报文时选择器单元进行监测并开始处理加密报文。这就允许GSMA接口网络的加密特征可以与IS-95空中协议的软切换特征一起提供。

图11为按照本发明一个实施例配置的BSC A接口206的示意图。报文处理和生成系统990、SS7堆栈接口992和BSC数据包接口994经局部总线耦合。在运行期间，SS7堆栈接口992传递根据GSM A接口发送的传信报文。SS7堆栈接口992还向报文处理和生成系统990传递与传信报文相关的传信报文。此外，报文处理和生成系统990通过局部总线与BSC数据包接口994交换传信报文。BSC数据包接口994通过将接收的传信报文数据放入BSS网络数据包并从BSS网络数据包中提取传信报文数据以及向报文处理和生成系统990提供数据作出应答。报文处理和生成系统990完成BSC A接口上述各种报文确认和传信报文生成功能以对接收的传信报文数据作出应答。在本发明较佳实施例中，报文处理和生成系统990、SS7堆栈接口992和BSC数据包接口994由半导体微处理器和存储器系统构成，虽然在其他实施例中一个微处理器和存储器系统就足以实现两个或三个系统的功能。

图12为按照本发明一个实施例配置的用户单元100的示意图。天线890接收从BTS 102发送的正向链路RF信号并传递至RF处理系统892。RF处理系统892将信号下转换为基带并且数字化基带信号。数字化信号处理系统984根据用来处理发送信号的CDMA协议来处理数字化基带信号。如上所述，本发明一个实施例中所用的CDMA协议与IS-95协议的物理信号调制技术有关，虽然其它的CDMA协议与本发明也是相容的。数字化信号处理系统984完成的信号处理包括用正向链路扩展码和信道码解调以及Viterbi译码和块去交错，这在本领域内是熟知的技术。处理是逐帧进行的。来自数字信号处理系统984的数字化数据最终的帧被切换到控制系统986。控制系统986接收数字化数据帧并根据每帧内所含头部信息确定数字化数据是否为传信报文或者用户数据。用户数据被切换至输入输出系统988，它一般将用户数据转换为音频信息，但是它也能以数字格式提供用户数据以供其它数字系统处理。传信数据被组装成传信报文，它被控制系统986利用报文头部比特的检查分成传输传信报文或者局部传信报文。非传输或者局部传信报文被传递至接口控制987，它处理报文并作出相应的应答。相应的应答包括通过提供必要的扩展码和信道码以及生成根据上述各种呼叫处理程序的非传输帧以向图4的BTS 102发送的输出传信报文来配置供收发基带数字信号用的数字信号处理系统986。传输传信报文被传递至网络控制989，它被称为用户单元100的GSM报文处理部分。网络控制989处理局部传信报文并生成相应的应答，它包括根据上述各种处理程序生成输出传信报文。网络控制989生成的输出传信报文由控制系统986放入传输报文中，并且与来自接口控制987的输出传信报文一起向数字信号处理系统984提供，数字信号处理系统984根据CDMA信号处理技术进行数据的Viterbi编码、块交错、调制和扩展。CDMA处理数据被传递至RF信号处理系统982，而该系统根据向图4的BTS 102发送的IS-95标志利用数字化数据产生正交相移键控(QPSK)反向链路RF信号。

在本发明一个较佳实施例中，数字信号处理系统984由受控于存储器系统(未画出)内软件的数字信号处理器(DSP)构成。此外，控制系统986由同样受控于存储器系统(未画出)内软件指令的微处理器构成。用来控制微处理器的软件指令部分被用来实现接口控制987和网络控制989。在本发明另一实施例中，控制系统986和数字信号处理系统984可以利用一块或多块定制的集成电路实现，在那里网络控制989和接口控制是用来实现控制系统986的集成电路的一部分。而且在这里所示结构中，控制系统986耦合于输入输出系统988与数字信号处理系统984之间。在本发明另一个实施例中，这三个系统中的每一个都可以用共享数据总线耦合起来。此外，控制系统986与数字信号处理系统984可以通过共享数据总线或者放置在同样集成电路上共享同一个存储器系统。

由此描述了利用CDMA接口和GSM通信网络提供无线电信服务的方法和装置。较佳实施例的描述足以使本领域内的普通技术人员利用本发明。对于他们来说，很容易在本发明范围内对本发明作出各种改动。因此本发明由后面所附权利要求限定。

Claims

1.一种在基站子系统中处理传信报文的方法，其特征在于包括以下步骤：

向全球移动通信系统的移动交换中心透明传输从用户单元接收的直接传输应用部分报文；以及

内部处理来自用户单元的码分多址传信报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

c)直接传输应用部分向所述用户单元传输从所述全球移动通信系统的移动交换中心接收的直接传输应用部分传信报文；以及

d)内部处理从全球移动通信系统的移动交换中心接收的基站子系统移动应用部分报文。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤a)包括以下步骤：

a.1)从所述用户单元接收传信报文；

a.2)确定所述传信报文在传输报文中；

a.3)将所述传信报文的任何内容放入直接传输应用部分传信报文中；以及

a.4)向全球移动通信系统的移动交换中心发送所述直接发送应用部分格式报文。

4.一种在基站子系统内处理传信报文的方法，其特征在于包含以下步骤：

a)向用户单元透明切换来自全球移动通信系统的移动交换中心接收的直接切换应用部分传信报文；以及

b)内部处理从全球移动通信系统的移动交换中心接收的基站子系统移动应用部分报文。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

向全球移动通信系统的移动交换中心透明切换从用户单元接收的直接切换应用部分传信报文；以及

内部处理从用户单元接收的局部传信报文。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤a)包括以下步骤：

a.1)从全球移动通信系统的移动交换中心接收传信报文；

a.2)确定所述传信报文是直接切换应用部分报文；

a.3)将所述传信报文放入按内部基站子系统协议格式化的传输传信报文中；以及

a.4)向所述用户单元发送按所述内部基站子系统协议格式化的传输传信报文。

7.一种操作接口系统的方法，其特征在于包括以下步骤：

a)接收包含内容的传信报文；

b)如果所述传信报文是直接传送应用部分报文，则透明传输所述传信报文的所述内容；

c)如果所述报文是基站子系统移动应用部分报文，则根据所述内容处理所述传信报文。

8.一种基站子系统，其特征在于包括：

传信报文处理系统，用于如果所述传信报文是直接传输应用部分报文则透明传输传信报文，而如果所述报文是基站子系统移动应用部分报文则根据所述内容处理所述传信报文；以及

无线频率信号处理系统，用于利用根据码分多址信号处理技术进行的无线频率信号处理来建立无线频率接口。

9.一种在电信系统中采用的基站子系统，其特征在于包括：

在用户单元与移动交换中心之间提供第一组传信报文的透明交换的装置；

选择器装置，用来向所述用户单元透明发送从电信网络接收的直接传输应用部分报文，并用来向所述电信网络透明传送从所述用户单元接收的直接传输应用部分报文；

接口装置，用来向所述用户单元透明发送从电信网络接收的直接传输应用部分报文，并用来向所述电信网络透明传送从所述用户单元接收的直接传输应用部分报文；以及

用于配置所述基站子系统以响应来自所述用户单元和所述移动交换中心的第二组传信报文的装置。