專利名稱：具有智能基站的無線本地環(huán)路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及通信系統(tǒng)和方法，具體地說，涉及在無線本地環(huán)路系統(tǒng)中進(jìn)行通信的無線本地環(huán)路系統(tǒng)和方法。
背景按照傳統(tǒng)方式，電話業(yè)務(wù)通過固定的陸地線路提供給商業(yè)和住宅用戶，這些陸地線路經(jīng)交換站從電話網(wǎng)絡(luò)接到其本地目的地。然而，采用傳統(tǒng)的接電纜的方法向一些用戶(例如邊遠(yuǎn)地區(qū)、地理位置差的環(huán)境或者高層建筑中的用戶)提供電話業(yè)務(wù)的相關(guān)費(fèi)用非常昂貴。對于許多網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商來說，這種費(fèi)用是無法避免的，因?yàn)樵谄毡椴挥?jì)成本提供業(yè)務(wù)的規(guī)章要求下，向這類用戶提供業(yè)務(wù)通常不是可選擇的，有時又稱作“通用業(yè)務(wù)責(zé)任”。
此外，布署傳統(tǒng)陸線可能費(fèi)用高而且耗時。布署電話線路和電纜時會延誤提供給潛在用戶的業(yè)務(wù)，從而使這類用戶受阻。在某些區(qū)域，電話提供商可能必須在電話線路上花費(fèi)過多費(fèi)用，但這些線路可能最終只服務(wù)于小客戶群。另外，維護(hù)電話布線(如銅線)的費(fèi)用高，并且這種布線會遇到需要維修或更換的偶發(fā)故障，對用戶極為不便。
在某些情況下，現(xiàn)有電話線路的用戶希望有額外的線路來為其不斷增長的需求提供服務(wù)。然而，在向這些用戶提供額外電話線路時，會遇到同樣的費(fèi)用和延誤問題。
建立陸線的延誤和費(fèi)用，對于希望成本有效地迅速投入新市場的電話提供商來說是不利的。美國最近的法案增加了在提供基本和擴(kuò)展電話業(yè)務(wù)的本地市場中的競爭。如果需要布署電纜連接的大規(guī)模地面網(wǎng)絡(luò)以便提供業(yè)務(wù)，希望迅速投入這些市場、以便與現(xiàn)有的本地接入網(wǎng)運(yùn)營商競爭的電話提供商可能會處于不利的地位。
僅采用陸線來連接業(yè)務(wù)，很難滿足或者以過高費(fèi)用為代價來滿足某些電話用戶的專門需求。具體地說，現(xiàn)有的陸線連接也許不足以為“高產(chǎn)”(即高通話額)的用戶或者需要臨時提供的用戶提供服務(wù)。同時，在僅僅需要臨時提供的地方增加昂貴的陸線無法節(jié)省成本。具有這類專門需求的用戶的實(shí)例可包括例如大學(xué)及其它教育機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、碼頭、購物商場、大型展覽會、建筑工地、旅行駐扎營地等等。
另外還考慮到，單一類型的電話業(yè)務(wù)也許不足以解決截然不同的用戶的需求。例如，工業(yè)不發(fā)達(dá)國家或地區(qū)可能只需要基本電話業(yè)務(wù)(即POTS業(yè)務(wù))，而工業(yè)發(fā)達(dá)國家或地區(qū)可能需要高質(zhì)量的語音、數(shù)據(jù)功能以及定制呼叫功能。最初使用基本業(yè)務(wù)的用戶也許最終希望或需要升級到更為先進(jìn)的電話功能。
需要一種通信系統(tǒng)，能夠迅速和/或便利地投入使用，以便及時地為當(dāng)前服務(wù)的市場以及邊遠(yuǎn)地區(qū)或難以接入的用戶提供服務(wù)。還需要一種通信系統(tǒng)，它允許為邊遠(yuǎn)或鄉(xiāng)村用戶提供更容易且節(jié)省成本的服務(wù)。還需要一種電話業(yè)務(wù)，它考慮到基本的和較為先進(jìn)的這兩種用戶的需要，并允許功能的向上遷移，例如高質(zhì)量語音、數(shù)據(jù)以及定制呼叫選擇。此外，還需要一種通信系統(tǒng)，它可以把經(jīng)濟(jì)的電話業(yè)務(wù)提供給具有專門需求、包括“高產(chǎn)”或臨時提供的選擇用戶。
發(fā)明概述本發(fā)明在一個方面提供一種用于提供無線本地環(huán)路業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng)，它能夠較快地進(jìn)行布署并提供先進(jìn)電話功能的優(yōu)點(diǎn)。
在一個實(shí)施例中，用戶住宅遠(yuǎn)程裝置(CPRU)具有用于空中通信的無線收發(fā)信機(jī)，在物理上放置于用戶場所或者其附近。CPRU與智能基站(IBS)進(jìn)行無線通信，智能基站最好是能夠支持多址通信，以便能夠支持多個CPRU和/或其它用戶。智能基站不需要基站控制器的輔助而直接連接到移動交換中心(MSC)，最好是通過GSM A-接口或其衍生物。移動交換中心允許接入公共交換電話網(wǎng)(PSTN)。因此，與CPRU連接的電話或其它設(shè)備能夠通過CPRU和智能基站之間所建立的連接、經(jīng)移動交換中心與PSTN進(jìn)行通信。智能基站宜采用GSM功能性的子集，使CPRU能夠充分利用各種先進(jìn)的電話功能，并為最初使用基本電話業(yè)務(wù)的用戶提供向上遷移的途徑。由于智能基站能夠直接連接到移動交換中心，因此可以更為迅速地進(jìn)行部署，而不需要在所服務(wù)的地區(qū)中連接及配置基站控制器。
在另一個實(shí)施例中，在智能基站和移動交換中心之間添加碼變換和速率適配單元。在該實(shí)施例中，碼變換速率適配單元和CPRU代表用于加密的對等端點(diǎn)。
在另一個方面，通過采用多址通信的靈活且堅(jiān)固的空中協(xié)議，直接連接到GSM移動交換中心的智能基站能夠與移動用戶和固定無線本地環(huán)路用戶進(jìn)行通信。在最佳實(shí)施例中，通過將時幀分成時隙并將時隙分配給各個用戶臺，智能基站與用戶臺(如移動手機(jī)或固定CPRU)進(jìn)行通信，從而進(jìn)行時分多址通信。智能基站宜發(fā)送和接收已利用擴(kuò)頻技術(shù)編碼的消息，從而通過比典型窄帶技術(shù)相對寬一些的帶寬來發(fā)送和接收消息。在一個實(shí)施例中，智能基站在第一頻帶上發(fā)送，而用戶臺在第二頻帶上發(fā)送，從而實(shí)現(xiàn)頻分多址(FDMA)和/或頻分雙工(FDD)通信。
在另一個實(shí)施例中，無線本地環(huán)路子系統(tǒng)和無線移動子系統(tǒng)同時存在于單個通信系統(tǒng)中。無線本地環(huán)路子系統(tǒng)包括一個或多個智能基站。智能基站通過GSM A-接口連接到移動交換中心(MSC)。在這種實(shí)施例的特定形式中，一個群集中的智能基站被通過物理鏈路連接，當(dāng)與群集中的第一智能基站進(jìn)行通信的移動臺切換到該群集中的第二智能基站時，支持該呼叫的信令和承載信道在物理鏈路上穿過第一智能基站(它成為固定基站)到達(dá)第二智能基站(它成為中繼基站)。然后，該呼叫繼續(xù)進(jìn)行同時通過固定和中繼基站來傳送的通信。
本文還描述了本發(fā)明的其它實(shí)施例以及修改、變化、增強(qiáng)。
附圖簡介

圖1是說明根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的無線本地環(huán)路系統(tǒng)的示意圖。
圖2是最佳用戶住宅遠(yuǎn)程裝置(CPRU)的功能框圖。
圖3是說明最佳智能基站的內(nèi)部協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3A是智能基站的硬件框圖。
圖4是利用GSM功能性的各方面的無線本地環(huán)路系統(tǒng)的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5是為移動和非移動兩類用戶提供服務(wù)的無線通信系統(tǒng)的示意圖。
圖6是無線本地環(huán)路通信系統(tǒng)的示意圖，其中，碼變換和速率適配單元連接到多個智能基站。
圖7是無線本地環(huán)路通信系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)采用與多個基站連接的基站控制器。
圖8A-8C是說明在支持移動用戶臺的無線通信系統(tǒng)、如圖5所示的通信系統(tǒng)中切換的示意圖。
圖9是支持多址通信的示例性框架結(jié)構(gòu)的時序圖，這種結(jié)構(gòu)可與無線本地環(huán)路系統(tǒng)結(jié)合使用。
圖10是支持多址通信的另一種框架結(jié)構(gòu)的時序圖，這種結(jié)構(gòu)可用于無線本地環(huán)路通信系統(tǒng)。
圖11是GSM移動系統(tǒng)的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的圖解說明。
圖12是采用GSM和非GSM組件的組合的移動系統(tǒng)的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的圖解說明。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的無線本地環(huán)路系統(tǒng)100的一個實(shí)施例的示意圖。如圖1所示，無線本地環(huán)路系統(tǒng)100包括“智能”基站104，它通過無線通信接口103與一個或多個用戶住宅遠(yuǎn)程裝置(CPRU)102進(jìn)行通信。每個CPRU 102在物理上可以位于用戶場所106中。CPRU 102可以從內(nèi)部安裝在用戶場所106的結(jié)構(gòu)中，例如圖1所示相對于用戶場所106a的CPRU 102a，或者可以從外部安裝在用戶場所106的結(jié)構(gòu)之外，例如圖1所示相對于用戶場所106b的CPRU 102b。電話或其它設(shè)備(例如傳真機(jī)、調(diào)制解調(diào)器等)可以通過諸如標(biāo)準(zhǔn)RJ11和/或其它接口(例如串行或并行數(shù)據(jù)端口)之類的數(shù)據(jù)接口109連接到CPRU 102。
又如圖1所示，智能基站104通過回程連接114連接到交換子系統(tǒng)115(包括例如GSM移動交換中心)，回程連接114可包括例如銅電纜、T1或部分T1線、或者光纖。從智能基站104開始的回程連接可以有選擇地通過碼變換和速率適配單元112。智能基站104最好通過GSM“A”接口119與碼變換和速率適配單元112和/或交換子系統(tǒng)115進(jìn)行通信。
每個CPRU 102最好具有至少一個天線121，用于向智能基站104發(fā)送或接收通信信號。智能基站104最好具有多個天線122，以便實(shí)現(xiàn)天線分集，從而改善發(fā)送和/或接收信號的質(zhì)量。
圖2是最佳用戶住宅遠(yuǎn)程裝置(CPRU)201(如圖1中的CPRU 102)的功能框圖，它可用于本文所述的無線通信系統(tǒng)的各種實(shí)施例。如圖2所示，CPRU 201包括適配模塊205和偽手機(jī)模塊211。適配模塊205提供一組適配功能，而偽手機(jī)模塊211提供一組“偽手機(jī)”功能。適配模塊205可分為多個其它功能子模塊，包括例如固定電話適配子模塊212和數(shù)據(jù)適配子模塊214。同樣，偽手機(jī)模塊211也可以分為多個其它功能子模塊，包括例如聲碼器子模塊221、處理器控制子模塊223以及無線電子模塊224。
CPRU 201還可以包括標(biāo)準(zhǔn)RJ11接口231以及數(shù)據(jù)接口232(例如RS232端口之類的串行數(shù)據(jù)端口或者其它并行數(shù)據(jù)端口)，以便允許CPRU 201與諸如電話235、計(jì)算機(jī)236(即調(diào)制解調(diào)器)和/或傳真機(jī)237之類的各種最終使用設(shè)備234(以下稱作用戶住宅設(shè)備或“CPE”)之間進(jìn)行通信。
在一個方面，CPRU 201為位于用戶住宅處的固定電話設(shè)備及類似設(shè)備提供接口，從而允許以無線方式通過智能基站104與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)(圖2中未示出)進(jìn)行通信。偽手機(jī)模塊211最好是重復(fù)移動手機(jī)的核心功能性，但人機(jī)接口(MMI)功能性的多個方面除外。因此，CPRU 201可以利用為移動通信而開發(fā)的無線通信特征，并允許智能基站104對移動用戶和固定用戶采用基本相同的空中協(xié)議，經(jīng)CPRU 201與移動用戶(如手機(jī))和固定用戶進(jìn)行通信。
偽手機(jī)模塊211的無線電子模塊224管理與智能基站104進(jìn)行的空中連接。處理器控制模塊223對無線電子模塊224下指令，并為適配模塊205提供接口。聲碼器模塊221處理從智能基站104接收的數(shù)據(jù)以及要向其發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而支持CPE 234和PSTN之間的話音通信。
作為多個接口231、232的結(jié)果，CPRU 201最好與大量設(shè)備兼容。通過連接具有適當(dāng)接口的附加插入模塊，CPRU 201可以配置為支持多種線路(或者RJ11型線路，或者串行和/或并行數(shù)據(jù)線路)。除了支持話音傳送和接收之外，CPRU 201還允許通過數(shù)據(jù)接口232進(jìn)行非話音數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。在最佳實(shí)施例中，CPRU 201在本地產(chǎn)生聲音，諸如撥號音、DTMF(雙音多頻)音、振鈴音、忙信號等等。CPRU 201最好還檢測來自CPE 234的摘機(jī)轉(zhuǎn)換，并對摘機(jī)轉(zhuǎn)換作出響應(yīng)，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫釋放程序。當(dāng)呼叫完成時，CPRU 201提供對CPE 234所發(fā)起的用于清除的斷開程序的陸線透明控制。作為該功能的一部分，CPRU 201實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的有線系統(tǒng)所支持的釋放保護(hù)時間。
CPRU 201的適配模塊205最好包括用于允許CPE 234(通常是傳統(tǒng)電話)與偽手機(jī)模塊211交互所需的所有功能。在電話的情況下，適配模塊205的固定電話適配子模塊212最好至少支持RJ11接口231(即線路的阻抗匹配)、環(huán)路檢測(掛機(jī)/摘機(jī))、聲音生成以及脈沖檢測。還可以通過RJ11接口231連接傳統(tǒng)的傳真機(jī)。對于數(shù)據(jù)應(yīng)用，適配模塊205可以包括類似于基于GSM的數(shù)據(jù)處理的功能性。例如，適配模塊205的數(shù)據(jù)適配子模塊214可以支持“3類”傳真數(shù)據(jù)、雙向消息傳遞、異步數(shù)據(jù)電路雙工(如300-9600比特/秒)、同步數(shù)據(jù)電路雙工(如1200-9600比特/秒)以及異步PAD接入電路(如300-9600比特/秒)。還可以提供高級特征，比如ISDN互配、真分組數(shù)據(jù)功能、數(shù)據(jù)壓縮以及高帶寬數(shù)據(jù)的時隙集合。
除了上述功能，CPRU 201在有效呼叫期間還支持DTMF數(shù)字的信令。作為該功能的一部分，CPRU 201在有效呼叫期間檢測來自CPE234的DTMF音，并經(jīng)DTAP信令將該數(shù)字轉(zhuǎn)送給網(wǎng)絡(luò)。在呼叫過程中，CPRU 201還可以透明地通過承載通路將從網(wǎng)絡(luò)接收的呼叫進(jìn)行音傳遞給CPE 234。每當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)接收到呼叫進(jìn)行DTAP信令時，CPRU 201將該呼叫進(jìn)行DTAP信號轉(zhuǎn)換為發(fā)給CPE 234的呼叫進(jìn)行音。必要時，CPRU 201可以對CPE 234產(chǎn)生再命令音，以便對CPE 234指示無線網(wǎng)絡(luò)擁塞或永久信號定時器到期狀況。
此外，CPRU 201最好還執(zhí)行與承載處理有關(guān)的多個功能。例如，在最佳實(shí)施例中，CPRU 201為話音通信執(zhí)行話音編碼。在這方面，聲碼器功能221包括發(fā)給網(wǎng)絡(luò)的話音的編碼/壓縮以及相反方向(即發(fā)給CPE 234)的話音的解碼/解壓縮。CPRU 201最好還執(zhí)行前向糾錯(FEC)、承載話音的加密和解密(CPRU 201及碼變換和速率適配單元112為用于加密的對等端點(diǎn))以及回波消除功能。對于加密和解密，CPRU 201在通過空中(即通過無線通信接口103)進(jìn)行傳送之前對承載數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，并對從網(wǎng)絡(luò)接收的承載數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。回波消除功能由CPRU 201來支持，以便在例如與CPE 234的接口中存在2-4有線混合結(jié)構(gòu)時，抑制可能對無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的回波。
在一個最佳實(shí)施例中，CPRU 201與無線系統(tǒng)配合，支持管理和安全特征，例如呼叫登記、撤消登記、用戶鑒權(quán)、承載信息加密以及網(wǎng)絡(luò)管理功能。除了提供出局話音呼叫的方法，CPRU 201還可以支持有效呼叫過程中的出局緊急呼叫(即“911”)以及端到端DTMF信令。
圖4示出一個無線本地環(huán)路系統(tǒng)的最佳實(shí)施例的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)。通過與圖11和12所示的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，可以更好地理解圖4的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，圖11和12的協(xié)議結(jié)構(gòu)與分別包含GSM移動交換中心接口的完整GSM移動系統(tǒng)以及另一種類型的移動系統(tǒng)相關(guān)。在圖11和12中，移動臺1102或1202標(biāo)為“MS”，基站1104或1204標(biāo)為“BS”，基站控制器1109或1209標(biāo)為“BSC”，以及GSM移動交換中心1112或1212標(biāo)為“MSC”。如圖11所示，對于GSM移動系統(tǒng)，移動臺1102和基站1104通過GSM空中接口1103進(jìn)行通信；基站1104和基站控制器1109通過A-bis接口1105進(jìn)行通信；以及基站控制器1109和移動交換中心1112通過GSM A-接口1110進(jìn)行通信。在圖12中，移動臺1202和基站1204通過非GSM空中接口1203(例如美國專利5671219中所述的空中接口，就如全面陳述一樣通過引用合并于此)進(jìn)行通信；基站1204和基站控制器1209通過非GSM信令接口1205進(jìn)行通信；以及基站控制器1209和移動交換中心1212通過GSM A-接口1210進(jìn)行通信。
對于GSM移動系統(tǒng)，如圖11所示，連接管理(CM)協(xié)議和移動性管理(MM)協(xié)議在移動臺1102和移動交換中心1112之間起作用。例如，連接管理協(xié)議層通常處理呼叫控制、補(bǔ)充業(yè)務(wù)管理以及短消息業(yè)務(wù)，而移動性管理協(xié)議層通常處理支持我們與用戶的移動特性(即位置更新、鑒權(quán)等)相關(guān)的功能所需的信令?；究刂破?109中的直接傳遞應(yīng)用部分(DTAP)實(shí)體(圖11中未示出)起到對等連接管理和移動性管理的中繼功能。
又如圖11所示，無線電資源管理(PR)協(xié)議在移動臺1102和基站1104之間運(yùn)行，正如D信道的鏈路接入?yún)f(xié)議(LAPDm)和物理無線電(RF)連接一樣。無線電子系統(tǒng)管理(RSM)功能在基站1104和基站控制器1109之間工作，正如D信道鏈路接入?yún)f(xié)議(LAPD)和物理層(PhL)協(xié)議一樣。基站子系統(tǒng)管理應(yīng)用部分(BSSMAP)協(xié)議在基站控制器1109和移動交換中心1112之間運(yùn)行，正如信令連接控制部分(SCCP)協(xié)議、消息傳遞部分(MTP)協(xié)議以及物理層(PhL)協(xié)議一樣。BSSMAP協(xié)議層執(zhí)行基站控制器1109和移動交換中心1112之間的信令業(yè)務(wù)，以便實(shí)現(xiàn)無線電資源管理和切換功能，包括例如尋呼、信道分配、信道釋放、加密以及切換。SCCP和MTP協(xié)議層共同將GSM A-接口1110上的鏈路層業(yè)務(wù)提供給DTAP和BSSMAP實(shí)體。MTP協(xié)議層分為兩個子層MTP層2，通過基站控制器1109和移動交換中心1112之間的物理信令鏈路提供可靠的傳送業(yè)務(wù)；MTP層3，處理鏈路激活與去活功能以及鏈路故障。對于BSSMAP和DTAP實(shí)體，除了為其提供無連接業(yè)務(wù)之外，SCCP還建立和管理基站控制器1109與移動交換中心1112之間的邏輯信令連接。
基站控制器1109包括在通過GSM A-bis接口1105連接的協(xié)議層(如無線電子系統(tǒng)管理(RSM)協(xié)議層和LAPD協(xié)議層)與通過GSM A-接口1110連接的協(xié)議層(如BSSMAP協(xié)議層和SCCP/MTP協(xié)議層)之間的互配(IWF)功能。同樣，基站104也包括在通過無線接口1103連接的協(xié)議層與通過GSM A-bis接口1105連接的那些層之間的互配(IWF)功能。
在圖12中，所示的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)用于另一種全移動性系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用非GSM空中協(xié)議，但與GSM移動交換中心1212相聯(lián)。圖11和12中相同的協(xié)議具有相同的命名(應(yīng)當(dāng)理解，物理通信協(xié)議可能不同，尤其對于物理無線電(RF)連接)。因此，通過圖11和12的比較可以看出，通過圖12中的GSM A-接口1210的連接性與通過圖11中的GSM A-接口1110的連接性極為相似，只不過移動性管理(MM)協(xié)議層不是駐留在移動臺1202中，而是包含在基站控制器1209中。然而，連接管理(CM)協(xié)議繼續(xù)在移動交換中心1212和移動臺1202之間運(yùn)行?；究刂破?109在移動性管理(MM)協(xié)議和BSSMAP協(xié)議之間轉(zhuǎn)換到專用的信令協(xié)議，在圖12中稱作“Notes”協(xié)議。Notes協(xié)議在基站控制器1209和基站1204之間運(yùn)行。在圖12所示的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中，非GSM空中(OTA)協(xié)議和非GSM D信道鏈路接入?yún)f(xié)議(LAP)在基站1204和移動臺1202之間運(yùn)行。有關(guān)用戶臺、基站以及基站控制器之間傳送信息的特定協(xié)議和方法的其它信息可以在共同未決的序列號為08/532466的美國專利申請中查找，該申請于1995年9月22日提交，已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，從而通過引用合并于此，如同完全陳述的一樣。
再看圖4，所示的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)401用于無線本地環(huán)路系統(tǒng)的最佳實(shí)施例。圖4中說明了與CPRU 402、智能基站(IBS)404以及GSM移動交換中心(MSC)415相關(guān)的協(xié)議。參照圖4所示的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)401所述的原理可以與圖1所示的無線本地環(huán)路系統(tǒng)100結(jié)合使用。在一個方面，智能基站404可以看作是圖11和12所示的基站控制器1109和/或1209的結(jié)合的協(xié)議功能性，以便為CPRU 402提供具有GSM功能性(但不一定是GSM物理連接性)的無線接入。下面說明與無線本地環(huán)路系統(tǒng)的各種協(xié)議層的特定功能性有關(guān)的其它詳細(xì)情況。
對于圖4所示的無線本地環(huán)路系統(tǒng)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，連接管理(CM)協(xié)議在CPRU 402和移動交換中心415之間運(yùn)行。例如，連接管理協(xié)議層通常處理呼叫控制、補(bǔ)充業(yè)務(wù)管理以及短消息業(yè)務(wù)。智能基站404中的直接傳遞應(yīng)用部分(DTAP)實(shí)體(圖4中未明確示出)起到用于對等連接管理的中繼功能，同時有一些稍后指出的例外情況。
移動性管理協(xié)議(MM)通過A-接口419在智能基站404和移動交換中心415之間運(yùn)行。由于移動性管理協(xié)議層處理執(zhí)行與用戶的移動特性有關(guān)的功能(即位置更新、鑒權(quán)等等)所需的信令，以及由于這些功能基本上不是CPRU 402所必需的，因此移動性管理協(xié)議并不直接用于CPRU 402(如圖11所示的GSM系統(tǒng)的情況)。在圖4所示的無線本地環(huán)路系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中，移動性管理等效功能和無線電資源管理(RR)功能結(jié)合為空中(OTA)協(xié)議。移動性管理協(xié)議和OTA接口上的移動性管理等效功能之間任何必要的互配由智能基站404的互配(IWF)實(shí)體來完成。
沒有基站控制器，BSSMAP協(xié)議層駐留在智能基站404中，并在智能基站404和移動交換中心415之間運(yùn)行。BSSMAP協(xié)議層實(shí)現(xiàn)智能基站404和移動交換中心415之間的信令業(yè)務(wù)，以便實(shí)現(xiàn)無線電資源管理和切換功能。例如，這些功能包括尋呼、信道分配、信道釋放、加密以及切換。智能基站404的互配(IWF)實(shí)體在A接口上的BSSMAP協(xié)議消息和通過無線連接至CPRU 402的信令業(yè)務(wù)之間執(zhí)行任何必要的轉(zhuǎn)換。
對于圖11和12所示的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，SCCP和MTP協(xié)議層共同將GSM A-接口419上的鏈路層業(yè)務(wù)提供給DTAP和BSSMAP實(shí)體。MTP協(xié)議層分為兩個子層MTP層2，通過基站控制器1109和移動交換中心1112之間的物理信令鏈路提供可靠的傳送業(yè)務(wù)；MTP層3，處理鏈路激活與去活功能以及鏈路故障。對于BSSMAP和DTAP實(shí)體，除了為其提供無連接業(yè)務(wù)之外，SCCP還建立和管理在基站控制器1109與移動交換中心1112之間的邏輯信令連接。
圖3提供一種無線本地環(huán)路系統(tǒng)的最佳協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的附加詳細(xì)情況，著重介紹智能基站404(同樣適用于圖1所示的智能基站104)。在最佳實(shí)施例中，智能基站404包括兩個處理器302和303，第一處理器302處理空中通信，第二處理器303則用于處理其它功能，包括回程連接上的通信。智能基站404的兩個處理器302和303最好共享一個雙端口存儲器，通過該存儲器交換信息。
圖3A說明智能基站404(或104)的示例硬件框圖。如圖3A所示，智能基站351(比如可以用作圖1無線本地環(huán)路系統(tǒng)的智能基站104)可以包括具有一個或多個天線360的空中(OTA)收發(fā)信機(jī)355，用于與多個移動臺或固定用戶臺(圖3A中未示出)進(jìn)行通信。OTA收發(fā)信機(jī)355由OTA處理器352控制。OTA處理器352和OTA收發(fā)信機(jī)355與諸如回程接口365和線路處理器353之類的回程組件共享雙端口存儲器354(最好為RAM)。OTA收發(fā)信機(jī)355把從用戶臺接收的信息儲存在雙端口RAM 354內(nèi)的接收緩沖器中，并根據(jù)系統(tǒng)所采用的空中協(xié)議，從雙端口RAM 354內(nèi)的發(fā)送緩沖器中檢索信息，用于格式化以及向用戶臺發(fā)送。在線路處理器353的控制下，回程接口365從雙端口RAM 354內(nèi)的接收緩沖器中檢索信息，把該信息格式化并通過回程連接366發(fā)送?；爻探涌?65還通過回程連接366從系統(tǒng)的上游組件中接收信息，比如從移動交換中心或基站控制器中接收(如圖7所示)，這取決于特定的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。回程連接366可包括T-1或部分T-1線路，或者任何其它高速通信鏈路。雖然圖3A說明了智能基站351的特定硬件配置，但許多其它的變化對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
如上所述，圖3說明用于智能基站351的最佳實(shí)施例中的一種協(xié)議體系結(jié)構(gòu)301。如圖3所示，協(xié)議體系結(jié)構(gòu)301的底層包括與空中處理器302相關(guān)的雙端口存儲器協(xié)議層314以及與線路處理器303相關(guān)的雙端口存儲器協(xié)議層330，以便允許信息以有序的方式儲存在雙端口存儲器中以及從中檢索。與空中處理器302相關(guān)的內(nèi)部信令協(xié)議層312(本文中有時稱作“Notes”協(xié)議)以及與線路處理器303相關(guān)的對應(yīng)的內(nèi)部信令協(xié)議層322允許空中處理器302和線路處理器303之間信令信息的通信。空中協(xié)議層311和“層2”空中協(xié)議層313管理協(xié)議功能，使空中處理器302能夠以無線方式與包括一個或多個CPRU 102(如圖1所示)或者402(如圖4所示)在內(nèi)的各種用戶臺進(jìn)行通信。
對于線路處理器303，基站子系統(tǒng)管理應(yīng)用部分(BSSMAP)層325執(zhí)行信令通信(即控制業(yè)務(wù))，這在典型的GSM交換子系統(tǒng)中是由基站控制器來處理的。這樣，BSSMAP層325執(zhí)行在智能基站404(或104)和移動交換中心415(或圖1所示的交換子系統(tǒng)115)之間的信令傳遞，以便實(shí)現(xiàn)無線電資源管理和切換功能?？偲饋碚f，這些處理程序包括尋呼、信道分配、信道釋放、加密、切換等等。線路處理器303的互配實(shí)體320執(zhí)行A-接口419上的BSSMAP程序與內(nèi)部信令協(xié)議(即Notes)層322的無線電資源管理及切換程序之間的轉(zhuǎn)換。
信令連接控制部分(SCCP)層327和消息傳遞部分(MTP)層328、329共同將A-接口419上的鏈路層業(yè)務(wù)提供給DTAP實(shí)體323、324和BSSMAP實(shí)體325?！皩?”消息傳遞部分(MTP)層329和“層3”消息傳遞部分(MTP)層330管理協(xié)議功能，這些協(xié)議功能使線路處理器303能夠通過回程連接來傳遞承載業(yè)務(wù)。“層2”MTP層329通過基站控制器(或者智能基站404中的等效功能性)與移動交換中心415之間的物理信令鏈路提供可靠的傳送業(yè)務(wù)?！皩?”MTP層328處理鏈路激活與去活功能以及鏈路故障。對于BSSMAP實(shí)體325和DTAP實(shí)體323、324，除了為其提供無連接業(yè)務(wù)之外，SCCP層327還建立基站控制器(或者智能基站404中的等效功能性)和移動交換中心415之間的邏輯信令連接并對其進(jìn)行管理。
OTA處理器302的空中(OTA)協(xié)議層311和“層2”O(jiān)TA層313共同管理與用戶臺(無論是移動還是固定的)的空中通信所必需的功能。在物理層，各種不同的空中協(xié)議可以與智能基站404結(jié)合使用，在圖9和10中給出這類協(xié)議的實(shí)例，稍后進(jìn)行詳細(xì)說明。
下面參照圖3和4來說明信令和協(xié)議功能性的詳細(xì)情況，首先從MTP、SCCP以及BSSMAP功能開始進(jìn)行說明。智能基站控制器404的“層2”MTP層329處理與信令鏈路上的A-接口信令消息的可靠有序的流控制傳送有關(guān)的功能和程序。由較高層傳送的信令消息以變長“信號單元”在信令鏈路上傳送。“層2”MTP層329通過標(biāo)志來界定信號單元(采用位填充來防止標(biāo)志模擬)，并通過包含在各信號單元中的校驗(yàn)位來實(shí)現(xiàn)錯誤檢測。各信號單元中的顯式序號與用于接收的顯式確認(rèn)的使用一起來協(xié)助控制信號單元排序。通過來正確接收的信號單元的重發(fā)來處理糾錯。通過監(jiān)測信號單元誤碼率來檢測信令鏈路的故障，“層2”MTP層329負(fù)責(zé)故障時的信令鏈路恢復(fù)?！皩?”MTP層329所采用的程序在某些方面是基于GSM建議08.06(又涉及CCITT建議Q.703)，通過引用合并于此，如同完全陳述的一樣。
智能基站控制器404的“層3”MTP層328提供消息路由選擇、信令業(yè)務(wù)以及信令鏈路管理功能。具體地說，“層3”MTP層328將出局信令消息傳送給信令鏈路，并將入局信令消息傳送給SCCP層327?！皩?”MTP層328最好能夠管理多條信令鏈路，并在管理命令中禁止或不禁止信令鏈路?！皩?”MTP層328在鏈路故障的情況下執(zhí)行信令業(yè)務(wù)向正常信令鏈路的轉(zhuǎn)換，并且能夠在原故障鏈路變?yōu)橛行r執(zhí)行信令業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)回。由“層3”MTP層328所執(zhí)行的信令管理功能包括信令鏈路的激活、去活以及恢復(fù)。在某些方面，“層3”MTP層328所采用的程序是基于前面通過引用結(jié)合的GSM建議08.06(又涉及CCITT建議Q.704)。
智能基站404的SCCP層327支持智能基站404與移動交換中心415之間的信令消息。BSSMAP實(shí)體325、DTAP移動性管理(MM)實(shí)體324以及DTAP連接管理(CM)實(shí)體323均使用智能基站404的SCCP層327。SCCP層327提供面向連接的以及無連接的兩種業(yè)務(wù)。SCCP層327所采用的程序是在前面已通過引用結(jié)合于此的GSM建議8.06(又涉及CCITT建議Q.711-Q.714)中提出的。其中，GSM建議8.06規(guī)定了無連接業(yè)務(wù)的0類SCCP以及面向連接的業(yè)務(wù)的2類SCCP的用法。
SCCP層327的無連接業(yè)務(wù)由BSSMAP實(shí)體325使用。面向連接的業(yè)務(wù)由BSSMAP實(shí)體325、DTAP-MM實(shí)體324以及DTAP-CM實(shí)體323使用。對于面向連接的業(yè)務(wù)，在智能基站404的同等SCCP用戶和移動交換中心415之間、消息的雙向傳送是通過建立SCCP連接來執(zhí)行的。若干信令鏈路可以復(fù)用在一個物理信令信道上。對具有一項(xiàng)以上事務(wù)的每個用戶(如CPRU 402)建立一個SCCP連接?？梢愿鶕?jù)需求通過智能基站404或移動交換中心415經(jīng)SCCP層327來建立SCCP連接；然而，鏈路釋放最好是只能由移動交換中心415發(fā)起。在特定實(shí)施例中，由SCCP層327提供僅僅基本的面向連接業(yè)務(wù)，而沒有對用戶數(shù)據(jù)的排序或流控制。
BSSMAP實(shí)體325的面向連接功能通常是與呼叫/事務(wù)相關(guān)的，并用來支持特定的用戶臺(移動臺或CPRU 402)。這些面向連接的功能包括資源分配、資源釋放、初始用戶臺消息、阻斷/解阻、全局復(fù)位、尋呼、復(fù)位電路以及切換。用來支持BSSMAP實(shí)體325的面向連接的功能的協(xié)議消息最好是采用SCCP層327的面向連接業(yè)務(wù)來進(jìn)行傳送。
詳細(xì)地檢查與BSSMAP實(shí)體325的面向連接功能相關(guān)的程序，其中，資源分配還涉及在通信的初始建立過程中無線電信令信道的分配。在一個實(shí)施例中，采用了TDD和/或TDMA的一些方面，當(dāng)用戶臺需要時隙時，執(zhí)行無線電信令信道的分配。隨后，在呼叫建立階段，移動交換中心415使用資源分配程序?qū)⒊休d資源分配給該呼叫。例如，移動交換中心415可以通過向智能基站404發(fā)送“BSSMAP分配請求”消息來請求它分配資源，該消息包括與所需無線電資源的詳細(xì)情況(如話音/數(shù)據(jù)速率、信道類型等等)以及要在智能基站404和移動交換中心415之間使用的陸地承載信道有關(guān)的信息。作為響應(yīng)，智能基站404進(jìn)行幾項(xiàng)操作。智能基站404為IBS/MSC接口(即A-接口419)留出所請求的承載陸地資源以及該呼叫所需的任何碼變換單元資源(如果采用如圖1所示的碼變換單元112)。智能基站404為空中連接分配該呼叫所需的承載無線電資源。如果可行的話，智能基站404采用碼變換單元實(shí)現(xiàn)任何所需的信令，以便使其同步并準(zhǔn)備用于呼叫處理，并通過將所分配的無線電信道與鏈接智能基站404和移動交換中心415的陸地信道相連接，將承載通路接到智能基站404。通過將“BSSMAP分配完成”消息從智能基站404發(fā)送給移動交換中心415，向移動交換中心415通知分配程序的完成。
在CPRU 402和移動交換中心415之間的連接管理(CM)級的呼叫/事務(wù)釋放之后，或者在智能基站404和移動交換中心415之間的移動性管理(MM)程序完成之后，進(jìn)行資源釋放。在本文所述的一個實(shí)施例中，要釋放呼叫資源，移動交換中心415將“BSSMAP清除命令”消息發(fā)送給智能基站404，請求釋放用于呼叫/事務(wù)的無線電和陸地資源。然后，智能基站404在內(nèi)部(即Notes)接口上發(fā)起信令，以便釋放該無線電資源，釋放智能基站404和移動交換中心415之間的接口419上的任何陸地資源，并將“清除完成BSSMAP”消息返回給移動交換中心415。在接收到“清除完成BSSMAP”消息時，移動交換中心就釋放用于該呼叫/事務(wù)的SCCP信令鏈路。同時，CPRU402和智能基站404互相配合來釋放用于該呼叫/事務(wù)的無線電資源。
如果由于智能基站404中出現(xiàn)的任何原因而要求無線電信道釋放，則智能基站404向移動交換中心415發(fā)送“BSSMAP清除請求”消息，并開始內(nèi)部(即Notes)接口上的資源釋放。A-接口419上的釋放過程繼續(xù)進(jìn)行，而移動交換中心415和智能基站404進(jìn)入“清除命令-清除完成”交換，以及隨后的SCCP信令鏈路釋放。
當(dāng)智能基站404和移動交換中心415之間的信令鏈路的SCCP連接建立發(fā)生時，智能基站404將初始“層3”消息(例如“MM或CM業(yè)務(wù)請求”、“位置更新請求”、“IMSI分離”或“RR尋呼響應(yīng)”)作為“BSSMAP完成層3信息”消息的一部分進(jìn)行傳遞。初始“層3”消息作為相關(guān)SCCP連接請求(CR)消息的一部分捎帶到移動交換中心415。
智能基站404使用BSSMAP阻塞程序來通知移動交換中心415有關(guān)在智能基站404被阻塞的陸地電路的情況，移動交換中心則禁止為呼叫分配這類陸地電路(但陸地電路上正在進(jìn)行的呼叫不會受到該阻塞的影響)。作為呼叫建立的一部分，如果智能基站404接收了表示承載陸地資源在智能基站404受阻塞的“BSSMAP分配命令”，則智能基站404將“BSSMAP分配失敗”消息返回給移動交換中心415，同時還包含表示該資源受阻塞的事件代碼，并與移動交換中心415一起對該電路重復(fù)阻塞程序。陸地電路可以由于多種原因而受到阻塞，包括例如使該電路不可用的操作和維護(hù)干預(yù)；使電路不可用的設(shè)備故障；或者不能夠從陸地資源接入無線電資源。阻塞作用通過解阻程序來逆轉(zhuǎn)。
在一個實(shí)施例中，通過從智能基站404向移動交換中心415傳送標(biāo)識受影響電路的“BSSMAP阻塞消息”，發(fā)起阻塞。在“BSSMAP阻塞消息”傳送之后，智能基站404將不允許移動交換中心415選用所標(biāo)識的電路，盡管如所指出的，該電路上正在進(jìn)行的呼叫不會受到阻塞程序的影響。移動交換中心415用“BSSMAP阻塞確認(rèn)消息”作出響應(yīng)。如果在預(yù)定超時階段內(nèi)沒有收到“BSSMAP阻塞確認(rèn)消息”，智能基站404則可以重發(fā)該“BSSMAP阻塞消息”。如果第二個“BSSMAP阻塞消息”發(fā)送之后在預(yù)定超時階段內(nèi)若未接收到任何確認(rèn)，智能基站404則將受影響的電路標(biāo)為“已阻塞”，并向操作管理與維護(hù)(OA&M)中心發(fā)送告警。
通過從智能基站404向移動交換中心415發(fā)送標(biāo)識受影響電路的“BSSMAP解除阻塞消息”，發(fā)起解除阻塞。在“BSSMAP解除阻塞消息”的傳送之后，智能基站404釋放該阻塞的電路，并使其可以由移動交換中心415使用。移動交換中心415用“BSSMAP解除阻塞確認(rèn)消息”進(jìn)行響應(yīng)。如果在預(yù)定超時階段內(nèi)沒有接收到“BSSMAP解除阻塞確認(rèn)消息”，智能基站404則可以重發(fā)該“BSSMAP解除阻塞消息”。如果第二次“BSSMAP解除阻塞消息”傳送之后在預(yù)定超時階段內(nèi)若未收到任何確認(rèn)，智能基站404則將受影響的電路標(biāo)記為“已解除阻塞”。
在呼叫建立的過程中，如果智能基站404從移動交換中心接收到標(biāo)識承載陸地資源在智能基站404受到阻塞的信道分配命令(即“BSSMAP分配命令消息”)，則智能基站404將“BSSMAP分配失敗消息”返回給移動交換中心415，同時還包含表示該資源受到阻塞的參數(shù)。然后，智能基站404與移動交換中心415一起對所標(biāo)識的電路執(zhí)行阻塞程序。
由BSSMAP實(shí)體325實(shí)現(xiàn)的另一個功能是全局復(fù)位程序，用于在故障時對智能基站404和移動交換中心415進(jìn)行初始化。在智能基站404因事務(wù)參考信息的丟失而產(chǎn)生故障時，由智能基站404向移動交換中心415發(fā)送“BSSMAP復(fù)位消息”。移動交換中心415釋放受影響的呼叫，刪除受影響的參考，并將所有電路置于空閑狀態(tài)。在預(yù)定的保護(hù)時段之后，移動交換中心415將“BSSMAP復(fù)位確認(rèn)消息”發(fā)送給智能基站404。另一方面，在移動交換中心415產(chǎn)生故障時，向智能基站404發(fā)送“BSSMAP復(fù)位消息”。智能基站404釋放受影響的呼叫，并刪除受影響的參考。然后，智能基站404與移動交換中心415一起對所有已阻塞的電路執(zhí)行上述BSSMAP阻塞程序。在預(yù)定的保護(hù)時段之后，智能基站404將“BSSMAP復(fù)位確認(rèn)消息”返回給移動交換中心415。
還提供了一種復(fù)位程序。如果在某個電路因異常的SCCP連接釋放而必需在移動交換中心415中被置于空閑狀態(tài)，移動交換中心415則向智能基站404發(fā)送“BSSMAP復(fù)位電路消息”。智能基站404將該電路置于空閑狀態(tài)，并將“BSSMAP復(fù)位電路確認(rèn)消息”返回給移動交換中心415。如果該電路在智能基站404被標(biāo)記為“已阻塞”，則智能基站404還對該電路執(zhí)行BSSMAP阻塞程序。
在BSSMAP層還實(shí)現(xiàn)尋呼和切換功能性。來自移動交換中心415的尋呼消息經(jīng)BSSMAP層作為無連接消息發(fā)送。智能基站404將所接收的“尋呼請求消息”轉(zhuǎn)換為內(nèi)部尋呼“Note”，以便通過智能基站404內(nèi)的內(nèi)部Notes接口傳送，隨后由智能基站404的OTA協(xié)議層311進(jìn)行處理。
切換功能可以但不必在無線本地環(huán)路體系結(jié)構(gòu)401中實(shí)現(xiàn)。如果所有用戶臺(即CPRU 402)均為非移動的，則不需要提供切換。然而，在某些實(shí)施例中，切換可以作為一種擴(kuò)展來添加，以便處理固定無線本地系統(tǒng)中可能產(chǎn)生的干擾，或者在需要時適應(yīng)移動用戶臺以及固定用戶臺。如果提供了切換，則在BSSMAP層(如圖4所示)進(jìn)行用于切換的GSM“A-接口”信令程序。在BSSMAP層接收的信令消息在智能基站404中被映射到用于內(nèi)部Notes接口的相應(yīng)內(nèi)部信令消息。有關(guān)切換的詳細(xì)情況稍后結(jié)合圖5進(jìn)行說明。如下所述，切換可以是透明的也可以是非透明的。如果實(shí)現(xiàn)透明切換，則在兩個智能基站404之間的切換會要求移動交換中心415的最小干預(yù)，并且智能基站404會向移動交換中心415發(fā)送“BSSMAP切換已執(zhí)行消息”以指明切換的完成。另一方面，如果實(shí)現(xiàn)非透明切換，則對于移動交換中心415來說，智能基站404之間的每個切換都會類似于基站控制器(如圖11中的1109或圖12中的1209)之間的切換。在這種情況下，A-接口基站控制器間切換信令程序?qū)糜谶@種非透明切換。
在無線本地環(huán)路體系結(jié)構(gòu)401中還提供了移動性管理功能。位置更新程序在CPRU 402首次上電時由登記請求來觸發(fā)，或者由智能基站404和/或移動交換中心415定期觸發(fā)。對于登記請求，“位置更新請求消息”由DTAP-MM實(shí)體324制定，并采用GSM A-接口信令程序發(fā)送給移動交換中心415。移動交換中心415根據(jù)它接受還是拒絕該登記請求，用“位置更新接受消息”或“位置更新拒絕消息”作出響應(yīng)。移動交換中心415可以選擇在位置更新程序內(nèi)發(fā)起鑒權(quán)程序。當(dāng)用戶撤消登記時(例如CPRU 402斷電時)，智能基站404通過A-接口進(jìn)行IMSI分離程序。在“IMSI分離”狀態(tài)中，移動交換中心415不會將尋呼消息轉(zhuǎn)發(fā)給智能基站404，從而保存了尋呼資源。
移動性管理層(包括圖4所示的DTAP-MM實(shí)體324)還為疊加在上面的連接管理(CM)實(shí)體提供了一組連接管理功能，包括比如呼叫控制、補(bǔ)充業(yè)務(wù)以及短消息業(yè)務(wù)這類功能。這組移動性管理功能通過移動性管理(MM)連接在GSM中建立模型。
在連接管理(CM)實(shí)體發(fā)出呼叫發(fā)起消息時，智能基站404啟動用于該CM實(shí)體的MM連接程序。對于連接管理呼叫控制(CM-CC)呼叫，當(dāng)通過智能基站404中的內(nèi)部接口從OTA側(cè)的內(nèi)部Notes協(xié)議層3 12接收到內(nèi)部“建立鏈路”消息(Note)時，啟動MM連接程序。對“建立鏈路”消息作出響應(yīng)，移動性管理(MM)層將控制管理(CM)“業(yè)務(wù)請求消息”發(fā)送給移動交換中心415，以便開始該呼叫發(fā)起。對于連接管理補(bǔ)充業(yè)務(wù)(CM-SS)呼叫，當(dāng)智能基站404從CPRU 402接收到連接管理補(bǔ)充業(yè)務(wù)(CM-SS)“登記消息”時，啟動移動性管理(MM)連接程序。作為響應(yīng)，移動性管理(MM)層將“CM業(yè)務(wù)請求消息”發(fā)送給移動交換中心415。在移動性管理事務(wù)(即與CPRU 402信號交換)完成時，DTAP-CM實(shí)體323被告知該移動性管理連接程序的順利完成，并將“登記消息”轉(zhuǎn)發(fā)給移動交換中心415。如果移動交換中心415決定調(diào)用特殊操作、如鑒權(quán)和加密信令，作為呼叫建立的一部分，這類操作可以在移動性管理連接信號交換過程中進(jìn)行。在一個實(shí)施例中，對于特定用戶的所有連接管理事務(wù)均使用相同的與移動交換中心415的基礎(chǔ)SCCP連接。
鑒權(quán)程序可以作為呼叫建立或位置更新的一部分來調(diào)用，或者由移動交換中心415獨(dú)立調(diào)用。在鑒權(quán)程序是獨(dú)立于呼叫建立或位置更新程序而發(fā)起的情況下，首先在智能基站404和移動交換中心415之間建立SCCP連接，以便承載鑒權(quán)信令消息。對于作為位置更新程序的呼叫建立的一部分而進(jìn)行的鑒權(quán)，移動交換中心415可以在每次使用時以“N選1嘗試”為基礎(chǔ)來選擇調(diào)用鑒權(quán)程序—換言之，并不是對每個呼叫建立或位置更新程序的情況都調(diào)用鑒權(quán)程序。
MM層所提供的其它連接管理功能包括標(biāo)識程序和異常終止程序。標(biāo)識程序由移動交換中心415發(fā)起，以便請求CPRU 402向網(wǎng)絡(luò)提供特定的標(biāo)識參數(shù)。異常終止程序由移動交換中心415調(diào)用，以便終止任何正在進(jìn)行的移動性管理連接建立以及特定用戶所有已經(jīng)建立的移動性管理連接。移動交換中心415通過向智能基站404發(fā)送“異常終止消息”來開始異常終止程序。智能基站404接收到“異常終止消息”時，終止任何正在進(jìn)行的移動性管理(MM)連接建立程序，并釋放該用戶所有現(xiàn)有的移動性管理連接。它還觸發(fā)內(nèi)部Notes接口和OTA接口上的信令，以便請求CPRU 402上的連接管理(CM)層釋放該用戶所有正在進(jìn)行的連接管理事務(wù)。
智能基站404的DTAP-CM實(shí)體323(參見圖3)提供了各種連接管理功能。但是，DTAP-CM實(shí)體323主要執(zhí)行中繼功能，因?yàn)樗贑PRU 402和移動交換中心415之間傳遞連接管理(CM)協(xié)議消息，而實(shí)際上沒有處理該消息。在DTAP-CM實(shí)體323所提供的連接管理功能中，包括呼叫建立的用戶終止。在智能基站404從移動交換中心415接收到連接管理呼叫控制(CM-CC)層“建立消息”時，智能基站404的DTAP-CM實(shí)體323存儲該建立請求并發(fā)起空中接口403上的信令鏈路建立。當(dāng)鏈路建立完成時，DTAP-CM實(shí)體323檢索“建立消息”并將其轉(zhuǎn)發(fā)給CPRU 402。DTAP-CM實(shí)體323所提供的另一個連接管理功能是補(bǔ)充業(yè)務(wù)登記程序。當(dāng)從CPRU 402接收到連接管理補(bǔ)充業(yè)務(wù)(CM-SS)“登記消息”以便登記補(bǔ)充業(yè)務(wù)時，DTAP-CM實(shí)體323儲存該請求，并在移動性管理(MM)層發(fā)起移動性管理(MM)連接程序。當(dāng)移動性管理連接程序完成時，“登記消息”由智能基站404檢索并轉(zhuǎn)發(fā)給移動交換中心415。
無線本地環(huán)路體系結(jié)構(gòu)402中CPRU 402的尋址可以類似于全移動性系統(tǒng)中的尋址—也就是說，使用唯一的個人標(biāo)識號(PID)或國際移動用戶標(biāo)識符(IMSI)來標(biāo)識CPRU 402和/或作為CPRU 402的設(shè)備標(biāo)識符的設(shè)備用戶號(ESN)或國際移動設(shè)備標(biāo)識符(IMEI)的用戶。共同未決的序列號為08/532466的美國專利申請中描述了可以與無線本地環(huán)路體系結(jié)構(gòu)402結(jié)合使用的其它尋址技術(shù)和原理，該專利于1995年9月22日提交，前面通過引用合并于此，如完全陳述的一樣。
最好是為無線本地環(huán)路系統(tǒng)中的每個智能基站404提供基站標(biāo)識符。同樣，最好為每個小區(qū)(假定無線本地環(huán)路布署為蜂窩系統(tǒng)的一部分)提供小區(qū)標(biāo)識符。小區(qū)標(biāo)識信息最好能足以使智能基站404fuild全GSM小區(qū)標(biāo)識值，這些標(biāo)識值可以通過A-接口419在消息中進(jìn)行傳送。此外，最好是提供小區(qū)-基站映射，以便指示特定的智能基站404控制哪個(些)小區(qū)。
位置區(qū)域最好是經(jīng)該系統(tǒng)的操作管理維護(hù)(OA&M)實(shí)體進(jìn)行配置。在GSM用語中，位置區(qū)域是一組小區(qū)。每個移動交換中心415一般控制一個或多個位置區(qū)域。與位置區(qū)域有關(guān)的信息可以在空中廣播中以及在智能基站404和移動交換中心415之間的事務(wù)中傳送。
智能基站協(xié)議體系結(jié)構(gòu)301中的互配功能310、320(參見圖3)提供內(nèi)部基站消息(稱作Notes)與通過A接口419發(fā)送的消息之間的轉(zhuǎn)換功能?；ヅ涔δ?10、320適用于通過內(nèi)部和外部基站接口傳遞的程序、消息以及信息單元。具體地說，這些功能包括包含在內(nèi)部(Notes)基站協(xié)議中的無線電資源管理信令與A-接口419上的BSSMAP信令之間的互配；內(nèi)部(Notes)基站協(xié)議中的移動性管理信令與A-接口419上的移動性管理(MM)層信令之間的互配；以及CPRU 402與移動交換中心415之間通過智能基站404進(jìn)行的連接管理(CM)消息的中繼。這些CM消息作為“傳輸消息”(又稱作“傳輸Notes”)通過內(nèi)部(Notes)基站接口進(jìn)行傳輸，以及作為DTAP消息通過A接口419進(jìn)行傳輸。
某些操作管理與維護(hù)(OA&M)功能由智能基站協(xié)議體系結(jié)構(gòu)301中的線路處理器303來提供。由于最好是沒有基站控制器控制智能基站404，因此線路處理器303一方面作為由操作維護(hù)中心(OMC)(未示出)管理的OA&M代理。另一方面，線路處理器303為智能基站404的OTA處理器302(參見圖3)協(xié)調(diào)OA&M功能。在一般水平，線路處理器303包含兩類OA&M功能(1)與智能基站404中線路處理器303本身的物理和邏輯實(shí)體有關(guān)的OA&M；以及(2)為智能基站404的OTA處理器302協(xié)調(diào)OA&M。與線路處理器303的管理-代理關(guān)系中，OTA處理器302作為代理，并實(shí)現(xiàn)其本身的OA&M功能。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的無線本地環(huán)路系統(tǒng)的另一個實(shí)施例的示意圖。如圖6所示，無線本地環(huán)路系統(tǒng)601包括一個或多個智能基站604(如圖1所示的智能基站104或圖4所示的智能基站404)，與各種CPRU 602(如圖1所示的CPRU 102或圖4所示的CPRU 402)進(jìn)行通信。每個智能基站604均經(jīng)碼變換和速率適配單元(TRAU)612和信令傳送點(diǎn)(STP)單元620與移動交換中心615進(jìn)行通信。智能基站604可以通過回程線路614(例如可包括T1或部分T1線)與碼變換和速率適配單元612連接，碼變換和速率適配單元612同樣可以通過附加的回程線路616(也可包括T1或部分T1線)與移動交換中心615連接。移動交換中心615還可以連接歸屬位置寄存器(HLR)631以及電話網(wǎng)(PSTN)625。
在工作中，智能基站604向碼變換和速率適配單元612發(fā)送信息以及從其接收信息。碼變換和速率適配單元612包括在一個或多個智能基站604的控制下彼此獨(dú)立地工作的多個碼變換單元架。例如，每個碼變換單元架可以支持多達(dá)92個承載信道。
碼變換和速率適配單元612一般提供承載通路上某些功能的網(wǎng)絡(luò)側(cè)處理。例如，這些功能可包括話音碼變換、網(wǎng)絡(luò)側(cè)前向糾錯(FEC)以及承載語音的網(wǎng)絡(luò)側(cè)加密和解密。
對于話音碼變換功能，碼變換和速率適配單元612可提供從用戶側(cè)接收的編碼語音數(shù)據(jù)與從網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收的“μ律”編碼的脈沖編碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)之間的雙向轉(zhuǎn)換。CPRU 602中的聲碼器(如圖2中示例CPRU 201的簡圖中所示的聲碼器221)對從電話235(參見圖2)接收的話音進(jìn)行壓縮，以便向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行空中傳輸。在相反方向，CPRU602中的聲碼器在空中話音傳送給CPRU 602之前對其進(jìn)行解壓縮。
其中，碼變換和速率適配單元612最好包括話音編碼器和話音解碼器。碼變換和速率適配單元612中的話音編碼器從網(wǎng)絡(luò)接收PCM話音數(shù)據(jù)(例如以64千比特/秒傳送)，并將該數(shù)據(jù)壓縮到子速率空中信道，以便向CPRU 602傳送。由FEC功能在碼變換和速率適配單元612中單獨(dú)增加前向糾錯(FEC)信息。碼變換和速率適配單元612中的話音解碼器處理來自CPRU 602的壓縮話音數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)進(jìn)行碼變換，從而生成64千比特/秒的PCM話音數(shù)據(jù)，以便向移動交換中心615傳送。碼變換和速率適配單元612中的話音解碼器另外還提供內(nèi)插功能，以便在智能基站604檢測到含有前向糾錯功能無法糾正的錯誤的幀時，輸出預(yù)測的話音形式。碼變換和速率適配單元612中的話音解碼器還提供靜音功能，以便在必要時，比如在控制業(yè)務(wù)量傳輸期間，對到A接口的輸出進(jìn)行消音。
對于前向糾錯(FEC)，在用戶-網(wǎng)絡(luò)方向上，由CPRU 602將FEC信息加到消息中。碼變換和速率適配單元612中的信道解碼功能使用FEC信息來檢測是否存在錯誤，以及給定所接收的估算最大可能的傳送比特。在網(wǎng)絡(luò)-用戶方向上，碼變換和速率適配單元612將前向糾錯運(yùn)用于從聲碼功能接收的幀。網(wǎng)絡(luò)-用戶方向上的FEC解碼由CPRU 602來執(zhí)行。
對于加密和解密功能，系統(tǒng)中采用的承載加密機(jī)制最好是以GSMA5/1算法為基礎(chǔ)，這是一種本領(lǐng)域中眾所周知的算法。對于承載話音，系統(tǒng)中加密和解密的兩個端點(diǎn)是CPRU 602及碼變換和速率適配單元612。在通信分為時幀和時隙的情況下(例如在某些類型的時分多址或TDMA系統(tǒng)中，其實(shí)例在圖9和10中給出并稍后說明)，加密和解密可以以每幀為基礎(chǔ)來進(jìn)行。
CPRU 602用來對幀進(jìn)行加密的幀號與碼變換和速率適配單元612用來解密的幀號是相同的，反之亦然，在這個意義上，CPRU 602與碼變換和速率適配單元612可以說是“同步加密”。GSM A5/1算法涉及到根據(jù)幀號產(chǎn)生基于每幀的加密/解密掩碼。通常，當(dāng)從由于錯誤條件引起的加密同步丟失(無論是在空中鏈路還是在回程鏈路中出現(xiàn))進(jìn)行恢復(fù)時，在呼叫建立中發(fā)生加密同步的建立或重建。一旦建立(或重建，視情況而定)了加密同步，CPRU 602及碼變換和速率適配單元612就加大空中和回程接口上的各幀周期的幀號。最好是對空中和回程時幀使用相同的幀長(如20毫秒)，使各幀周期幀號的遞增通常在加密/解密功能的兩個端點(diǎn)之間保持幀號同步。
專用接口通過STP單元620和移動交換中心615之間的SS7鏈路672承載集中的A-接口信令。為此，碼變換和速率適配單元612可以通過STP單元620對送往或來自智能基站604的信令消息選擇路由，以便通過SS7鏈路672傳送。碼變換和速率適配單元612最好提供通過SS7鏈路672在智能基站604與移動交換中心615之間信令的透明傳遞。其它回程線路616可以承載用于碼變換和速率適配單元612的OAM&P控制的信令。帶內(nèi)信令可以在碼變換和速率適配單元612及基站控制器112之間執(zhí)行，用于碼變換單元功能的動態(tài)按呼叫控制。在碼變換和速率適配單元612及智能基站604之間交換的信令可以被集中在特定的T1時隙中(例如時幀的第一時隙)，并通過層-2的D信道鏈路接入程序(LAPD)協(xié)議進(jìn)行控制。
圖7是無線本地環(huán)路系統(tǒng)701的另一實(shí)施例的示意圖。圖7中的無線本地環(huán)路系統(tǒng)701類似于圖6所示的無線本地環(huán)路系統(tǒng)601，只是圖7的系統(tǒng)701采用基站704，這些基站基本上沒有結(jié)合基站控制器功能；而是在基站704和移動交換中心715之間設(shè)置單獨(dú)的基站控制器780。碼變換和速率適配單元781是作為基站控制器780的一部分而結(jié)合的。在工作中，將圖6的實(shí)施例中所述的碼變換和速率適配單元612的功能性結(jié)合到圖7的實(shí)施例的基站控制器780中。碼變換和速率適配單元781和它在圖6中的對等單元一樣，提供承載通路上功能的網(wǎng)絡(luò)側(cè)處理，例如話音碼變換、網(wǎng)絡(luò)側(cè)前向糾錯(FEC)以及承載語音的網(wǎng)絡(luò)側(cè)加密和解密，如上面結(jié)合圖6的實(shí)施例所述。在圖7的實(shí)施例中，A-接口上的信令功能被結(jié)合到基站控制器780中，從而刪除了圖6的實(shí)施例中所采用的STP單元620。
圖5說明具有無線本地環(huán)路功能性和全移動功能性的通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一個實(shí)施例。如圖5所示，通信網(wǎng)絡(luò)501包括無線本地環(huán)路子系統(tǒng)540和無線移動子系統(tǒng)545，其中每個子系統(tǒng)均與移動交換中心515連接。在一個實(shí)施例中，無線移動子系統(tǒng)545包括支持全移動性的GSM基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，并且可以采用與無線本地環(huán)路子系統(tǒng)540相同的移動交換中心515。
再次參照圖5，在一個最佳實(shí)施例中，無線本地環(huán)路子系統(tǒng)540包括一個或多個智能基站504，智能基站504可以按照與圖1所示的智能基站104和CPRU 102相似的方式，與一個或多個CPRU 502進(jìn)行通信?；爻叹€路514(例如可以是T1線路)將智能基站504與碼變換和速率適配單元(TRAU)512連接，其用途與圖1中所述相似。碼變換和速率適配單元512經(jīng)另一個回程線路516與移動交換中心515連接，回程線路516也可以包括類似于回程線路514的T1線路。
無線移動系統(tǒng)545包括一個或多個基站524，該基站524與固定或移動用戶臺522進(jìn)行通信?；?24最好是按照GSM通信協(xié)議工作，但基站524也可以按照其它通信協(xié)議工作?；?24經(jīng)回程線路538與基站控制器527連接，回程線路538可以包括例如T1線路?；究刂破?27與移動系統(tǒng)操作維護(hù)中心(OMC)528連接?；究刂破?27還經(jīng)回程線路539與移動交換中心515連接，回程線路539也可以類似于回程線路538、包括T1線路。
移動交換中心515本身最好鏈接到多個其它系統(tǒng)組件，這有助于無線通信系統(tǒng)501的操作和機(jī)能。因此，圖5所示的移動交換中心515連接到全局系統(tǒng)操作維護(hù)中心(OMC)530，以及連接到短消息業(yè)務(wù)(SMS)系統(tǒng)532和歸屬位置寄存器/設(shè)備標(biāo)識寄存器531。
在一個實(shí)施例中，無線本地環(huán)路子系統(tǒng)540處理某些移動性管理功能(比如登記、鑒權(quán)等等)，并進(jìn)行配置以支持智能基站504之間的移動切換。圖8A-8C說明兩種不同類型的切換程序的實(shí)例。在圖8A中，用戶802(如移動臺)處在通過空中(OTA)通信鏈路823與智能基站804a通信的過程中。要支持通過OTA通信鏈路823進(jìn)行的呼叫，智能基站804a通過信令信道824和承載信道825與移動交換中心815通信。這時，圖8A所示的用戶802和第二智能基站804b之間沒有進(jìn)行通信。
在必須或想要進(jìn)行用戶臺802的切換時，與目標(biāo)智能基站804b建立新的空中(OTA)通信鏈路。新的OTA通信鏈路可以在用戶臺802初始化時或者在智能基站804b初始化時建立。在最佳實(shí)施例中，新的OTA通信鏈路是在用戶臺802初始化時、根據(jù)例如共同未決的序列號為08/284053的美國專利申請中所述的技術(shù)來建立的，該申請于1994年8月31日提交，通過引用結(jié)合于此，就如完全陳述的一樣。在這種實(shí)施例中，智能基站804b在可用于通信的一個或多個時隙中發(fā)送一般輪詢信號，用戶臺802則通過發(fā)送標(biāo)識用戶臺802的一般響應(yīng)消息，在表示為可用于通信的時隙中對一般輪詢消息作出響應(yīng)。
在一個實(shí)施例中，智能基站804a和804b之間的每次切換對于移動交換中心815均為可見的(非透明的)。在這種實(shí)施例的最佳方案中，用戶臺802建立與目標(biāo)智能基站804b的新OTA通信鏈路843，如圖8B所示。目標(biāo)智能基站804b通知移動交換中心815和/或源智能基站804a已經(jīng)請求了切換，然后，該呼叫再傳送到目標(biāo)智能基站804b。因此，在移動交換中心814和目標(biāo)智能基站804b之間建立了信令信道844和承載信道845，以便支持正在進(jìn)行的呼叫。在一個方面，移動交換中心815將該切換看作是BSC(基站控制器)間切換，因?yàn)閷λ?，兩個智能基站804a和804b中的每一個均是可見的，表現(xiàn)出基站控制器的容量與圖5的基站控制器527相似。因此，該切換程序引起B(yǎng)SC間切換的A接口信令的開銷。然而，很少需要硬件改變以支持這種類型的切換程序。
圖8C說明這樣一種切換程序，其中，發(fā)生所定義群集內(nèi)的智能基站之間的切換，而不會為移動交換中心815所見——也就是說，沒有必需在A-接口上發(fā)生的、通常是BSC相關(guān)切換所需的切換信令。要支持圖8C的切換程序，智能基站804a和804b最好具有彼此之間的物理連接性，以便可以直接產(chǎn)生智能基站804a和804b之間的切換信令。在圖8C所示的切換程序中，切換信令消息在兩個智能基站804a和804b之間利用其間的物理連接來交換，并且源智能基站804a使A-接口信令信道864和承載信道865經(jīng)由圖8C中通過連接兩個智能基站804a和804b的物理鏈路承載的信令信道867和承載信道866，通向目標(biāo)智能基站804b。通過其發(fā)起呼叫的第一智能基站804a成為該呼叫的固定基站，第二智能基站804b則成為中繼基站。對于其余的呼叫持續(xù)時間，用戶臺802和移動交換中心815之間的信令和業(yè)務(wù)量的通路穿過兩個智能基站804a和804b，并且固定智能基站804a不停止對該呼叫的控制。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于在智能基站804的所定義群集中，智能基站804之間的切換可以在沒有A-接口上所需的有效信令的情況下進(jìn)行，從而減少了移動交換中心815上的切換負(fù)載。可以采用較為簡單的協(xié)議來處理智能基站804之間的所需信令，以便處理切換情況。
圖9和10是兩個示例幀結(jié)構(gòu)的時序圖，該結(jié)構(gòu)可以用于基站104(或404)與包括CPRU 102(或402)在內(nèi)的各種用戶臺之間的通信。在圖9所示的幀結(jié)構(gòu)中，采用了時分多址(TDMA)和擴(kuò)頻通信的多個方面。如圖9所示，輪詢環(huán)980(又稱作“主幀”)包括多個時隙981(又稱作“次幀”)。每個次幀981提供用于基站(如蜂窩基站)和用戶臺(如固定或移動用戶)之間的時分雙工(TDD)通信的信道—也就是說，基站104(或404)向用戶臺(如CPRU 102或402)進(jìn)行傳送，并且用戶臺在相同的次幀981中向基站104(或404)進(jìn)行回傳。具體地說，如圖9中輪詢環(huán)980部分的分解圖所示，次幀981包括位于基站發(fā)送983之前的移動或用戶發(fā)送982。次幀981還包括位于用戶發(fā)送982之前的可變無線電延遲間隙984，用戶發(fā)送982之后接著是轉(zhuǎn)向間隙988和保護(hù)時間間隙989。在間隙989之后是基站發(fā)送983，其后接著是另一個轉(zhuǎn)向間隙993。用戶發(fā)送982包括前置碼985、前置碼音響間隙986以及用戶消息間隔987?；景l(fā)送包括前置碼990、前置碼音響間隙991以及基站消息間隔992。
在圖10所示的另一種幀結(jié)構(gòu)中，采用了頻分多址(FDMA)和TDMA的多個方面。如圖10所示，第一頻帶1060分配給基站109，用于基站到用戶傳送，另一個頻帶1061分配給用戶臺(如CPRU、手機(jī)或其它無線裝置)，用于用戶到基站傳送。為每個頻帶1060、1061上的通信定義重復(fù)的主時幀(或“輪詢環(huán)”)1051。多個(如十六個)雙工時隙可用于通信?；緯r隙1052和用戶時隙1053都在重復(fù)的主時幀1051中定義，同時，用戶時隙1053最好滯后于基站時隙1052一段指定的時間(如主時幀1051的持續(xù)時間的一半)。時間滯后或時隙偏移1055使用戶臺時間可以接收在基站頻帶1060上的指定基站時隙1052中的傳輸，處理基站到用戶傳送，執(zhí)行發(fā)送/接收頻率切換，以及在相應(yīng)用戶時隙1053中發(fā)送反向鏈路傳輸，而不需要等待整個時幀持續(xù)時間來發(fā)送反向鏈路傳輸。
雖然圖9和10中說明了基站104(或404)和CPRU 102(或402)之間無線通信的示例幀結(jié)構(gòu)，并且概括地說明了與其有關(guān)的詳細(xì)情況和協(xié)議，但也可以采用其它幀結(jié)構(gòu)和相關(guān)協(xié)議。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，各種各樣的幀結(jié)構(gòu)和協(xié)議可以用于本文所述的各種無線通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中。
在一個最佳實(shí)施例中，基站104(或404)是將FDMA、TDMA和/或CDMA的多個方面用于小區(qū)隔離的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一部分。在示例實(shí)施例中，通過TDMA來隔離用戶以及實(shí)現(xiàn)多址。采用頻分雙工(FDD)使多個全雙工用戶共享公共RF射頻。對蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的相鄰小區(qū)分配預(yù)定一組頻道之一，并使用七的代碼再用模式，以便實(shí)現(xiàn)小區(qū)間的隔離。直接序列擴(kuò)頻傳輸由基站104和包括CPRU 102(或402)在內(nèi)的小區(qū)內(nèi)用戶來使用。擴(kuò)頻通信減少了小區(qū)之間以及與工作在鄰近的其它系統(tǒng)(如PCS系統(tǒng))之間的干擾。相鄰群集中的小區(qū)采用多種抗干擾技術(shù)，包括正交或近似正交擴(kuò)頻碼、發(fā)射功率控制、定向天線以及時隙交換(TSI)。
通信信道最好是根據(jù)需求分配給CPRU 102(或402)，雖然在某些實(shí)施例中它們也可以是預(yù)先分配的?？罩型ㄐ判诺赖膭討B(tài)分配的優(yōu)點(diǎn)在于可以支持更多的用戶。對于圖10所示的協(xié)議，空中通信信道最好是根據(jù)從CPRU 102(或402)發(fā)到基站104(或404)的請求來分配。對于還與基站102進(jìn)行通信的移動用戶，空中通信信道的分配以同樣的方式進(jìn)行—也就是說，根據(jù)該基站102所屬網(wǎng)絡(luò)的蜂窩通信協(xié)議來進(jìn)行。例如，空中通信信道可以在專用控制信道的協(xié)助下進(jìn)行分配。空中通信信道還可以根據(jù)類似于例如序列號為08/463220的美國專利申請中所述的技術(shù)來進(jìn)行分配，該申請于1995年6月5日提交，將其通過引用結(jié)合于此，正如全面陳述的一樣。也可以采用分配或指定空中通信信道的其它任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)制。
與要求從PBX或KTS到網(wǎng)絡(luò)的陸線連接的系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明某些方面的局部區(qū)域通信系統(tǒng)(即無線本地環(huán)路系統(tǒng))可能更易于布署在邊遠(yuǎn)地區(qū)和/或鄉(xiāng)村。采用了將無線接入通信裝置連接到PBX或KTS的方法，邊遠(yuǎn)局部區(qū)域通信系統(tǒng)能夠以極少的額外布署花費(fèi)，來獲得無線網(wǎng)絡(luò)(包括遠(yuǎn)程接入)的利益。
雖然本文已經(jīng)說明了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但許多變更是可行的，它們?nèi)匀辉诒景l(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)。通過仔細(xì)閱讀說明書和附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會清楚這些改變。因此，本發(fā)明僅受到所附權(quán)利要求書的精神和范圍的限定。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，它包括基站，所述基站包括第一發(fā)射機(jī)和第一接收機(jī)；無線裝置，所述無線裝置包括第二發(fā)射機(jī)和第二接收機(jī)，通過所述第二發(fā)射機(jī)和所述第二接收機(jī)，所述無線裝置通過無線通信信道與所述基站進(jìn)行通信；與所述無線裝置連接的非無線裝置，所述非無線裝置利用所述無線裝置與所述基站交換信息；以及移動交換中心，其中所述基站通過接口連接到所述移動交換站。
2.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，它還包括插在所述智能基站與所述移動交換中心之間的碼變換和速率適配單元。
3.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述非無線裝置和所述無線裝置通過RJ-11接口進(jìn)行通信。
4.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述無線裝置包括RJ-11接口和數(shù)據(jù)接口，所述數(shù)據(jù)接口用于發(fā)送和接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述第一發(fā)射機(jī)和所述第二發(fā)射機(jī)均包括擴(kuò)頻發(fā)射機(jī)，以及所述第一接收機(jī)和所述第二接收機(jī)均包括擴(kuò)頻接收機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述基站產(chǎn)生包含多個時隙的重復(fù)時幀，以及所述無線通信信道由至少一個所述時隙來定義。
7.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，連接所述基站和所述移動交換中心的所述接口包括GSM A-接口。
8.如權(quán)利要求7所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述基站采用非GSM空中協(xié)議，通過所述無線通信信道與所述無線裝置進(jìn)行通信。
9.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述移動交換中心和所述無線裝置是GSM連接管理的對等端點(diǎn)，以及所述移動交換中心通過包括至少一個GSM信令連接控制部分(SCCP)的GSM信令接口與所述基站進(jìn)行通信。
10.如權(quán)利要求9所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述移動交換中心和所述基站之間的所述GSM信令接口還包括GSM基站子系統(tǒng)移動應(yīng)用部分(BSSMAP)和GSM移動傳遞部分(MTP)。
11.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于還包括第二基站，所述第二基站通過第二接口連接到所述移動交換中心。
12.如權(quán)利要求11所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，它還包括至少一個移動用戶臺，該用戶臺通過第二無線通信信道與所述第一基站或所述第二基站進(jìn)行通信；所述第一基站和所述第二基站通過物理鏈路來連接；連接所述第一基站和所述移動交換中心的所述接口包括第一信令信道和第一承載信道，用于支持來自所述至少一個移動臺的呼叫；以及所述第一基站通過連接所述第一基站和所述第二基站的所述物理鏈路建立所述第一基站和所述第二基站之間的第二信令信道和第二承載信道，以便在所述呼叫從第一基站向第二基站切換時、支持所述至少一個移動臺與所述第二基站之間建立的第三無線通信信道。
13.如權(quán)利要求11所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，它還包括至少一個移動用戶臺，該用戶臺通過第二無線通信信道與所述第一基站或所述第二基站進(jìn)行通信；連接所述第一基站和所述第二基站的所述接口包括第一信令信道和第一承載信道，用于支持來自所述至少一個移動臺的呼叫；以及在所述第二基站和所述移動交換中心之間建立第二信令信道和第二承載信道，以便在所述呼叫從所述第一基站向所述第二基站切換時，支持在所述至少一個移動臺和所述第二基站之間建立的第三無線通信信道，在所述呼叫轉(zhuǎn)移到所述第二基站之后，斷開所述第一信令信道和所述第一承載信道。
14.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述非無線裝置包括電話。
15.一種用于本地環(huán)路中的無線通信的方法，它包括以下步驟在多個無線裝置和基站之間建立多個無線通信信道，并且在所述無線裝置和所述基站之間進(jìn)行通信；將多個非無線裝置與所述無線裝置連接，將至少一個非無線裝置與每個無線裝置連接；利用相應(yīng)的無線裝置作為中介，在所述非無線裝置和所述基站之間交換信息；以及將所述基站與GSM移動交換中心連接。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，將所述基站與所述GSM移動交換中心連接的所述步驟包括以下步驟將所述基站與碼變換和速率適配單元連接；以及將所述碼變換和速率適配單元與所述GSM移動交換中心連接。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，將所述多個非無線裝置與所述無線裝置連接的所述步驟包括以下步驟通過RJ-11接口將至少一個所述非無線裝置與無線裝置連接。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括以下步驟通過對所述基站與所述無線裝置中的每一個之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻編碼，在所述基站和所述無線裝置之間進(jìn)行通信；以及在所述基站或所述無線裝置接收到數(shù)據(jù)時，對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻解碼。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于還包括以下步驟在所述基站產(chǎn)生包含多個時隙的重復(fù)時幀，所述無線通信信道中的每一個由至少一個所述時隙來定義。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，將所述基站與所述GSM移動交換中心連接的所述步驟包括通過GSM A-接口將所述基站與所述GSM移動交換中心連接的步驟。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述移動交換中心和所述無線裝置是GSM連接管理的對等端點(diǎn)，以及將所述基站與所述GSM移動交換中心連接的所述步驟包括通過GSM信令接口在所述移動交換中心與所述基站之間通信的步驟，所述GSM信令接口包括至少一個GSM信令連接控制部分(SCCP)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，GSM信令接口還包括GSM基站子系統(tǒng)移動應(yīng)用部分(BSSMAP)和GSM移動傳遞部分(MTP)，以及在所述無線裝置和所述基站之間通信的所述步驟包括采用非GSM空中協(xié)議、在所述基站與每個無線裝置之間通信的步驟。
23.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括以下步驟通過第一無線通信信道在移動用戶臺與所述基站之間建立呼叫，當(dāng)所述移動臺切換到另一個基站時，所述基站包括固定基站；在所述基站和所述移動交換中心之間建立第一信令信道和第一承載信道，用于支持所述呼叫；為了將所述呼叫切換到目標(biāo)基站，在所述移動用戶臺與所述目標(biāo)基站之間建立第二無線通信信道；在所述固定基站和所述目標(biāo)基站之間建立第二信令信道和第二承載信道，以便支持所述第二無線通信信道；以及通過所述第一無線通信信道終止所述固定基站和所述移動臺之間的通信。
24.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括以下步驟通過第一無線通信信道在移動用戶臺和所述基站之間建立呼叫；在所述基站和所述移動交換中心之間建立第一信令信道和第一承載信道，用于支持所述呼叫；為了將所述呼叫切換到目標(biāo)基站，在所述移動用戶臺和所述目標(biāo)基站之間建立第二無線通信信道；在所述目標(biāo)基站和所述移動交換中心之間建立第二信令信道和第二承載信道，以便支持所述第二無線通信信道；對所述呼叫的支持從所述第一信令信道和所述第一承載信道轉(zhuǎn)移到所述第二信令信道和所述第二承載信道；以及通過所述第一無線通信信道終止與所述移動臺的通信。
25.一種通信系統(tǒng)，它包括基站，所述基站包括基站發(fā)射機(jī)和基站接收機(jī)，并且能夠使用多個無線通信信道進(jìn)行通信；多個無線裝置，所述無線裝置中的每一個包括本地發(fā)射機(jī)和本地接收機(jī)，通過所述本地發(fā)射機(jī)和所述本地接收機(jī)，所述無線裝置通過所述無線通信信道之一與所述基站進(jìn)行通信；多個非無線裝置，所述非無線裝置中的每一個連接到一個所述無線裝置，所述非無線裝置中的每一個利用與其連接的相應(yīng)無線裝置與所述基站交換信息；以及移動交換中心，通過接口與所述基站連接。
26.如權(quán)利要求25所述的通信系統(tǒng)，其特征在于還包括插在所述智能基站與所述移動交換中心之間的碼變換和速率適配單元。
27.如權(quán)利要求25所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，至少一個所述非無線裝置與所述無線裝置之一通過RJ-11接口進(jìn)行通信。
28.如權(quán)利要求25所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述基站發(fā)射機(jī)和所述無線裝置的每個所述本地發(fā)射機(jī)均包括擴(kuò)頻發(fā)射機(jī)，以及所述基站接收機(jī)和所述無線裝置的每個所述本地接收機(jī)均包括擴(kuò)頻接收機(jī)。
29.如權(quán)利要求28所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述基站產(chǎn)生包含多個時隙的重復(fù)時幀，以及所述無線通信信道各由一個或多個所述時隙來定義。
30.如權(quán)利要求25所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，連接所述基站和所述移動交換中心的所述接口包括GSM A-接口。
31.如權(quán)利要求30所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述基站采用非GSM空中協(xié)議，通過所述無線通信信道與所述無線裝置進(jìn)行通信。
32.如權(quán)利要求31所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述移動交換中心和所述無線裝置是GSM連接管理的對等端點(diǎn)，以及所述移動交換中心通過包括至少一個GSM信令連接控制部分(SCCP)的GSM信令接口與所述基站進(jìn)行通信。
33.如權(quán)利要求32所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述移動交換中心和所述基站之間的所述GSM信令接口還包括GSM基站子系統(tǒng)移動應(yīng)用部分(BSSMAP)和GSM移動傳遞部分(MTP)。
34.如權(quán)利要求25所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，一個或多個所述非無線裝置包括電話。
35.如權(quán)利要求25所述的通信系統(tǒng)，其特征在于還包括第二基站，所述第二基站通過第二接口與所述移動交換中心連接。
36.如權(quán)利要求35所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，它還包括至少一個移動用戶臺，所述移動用戶臺能夠通過所述無線通信信道之一與所述第一基站進(jìn)行通信；所述第一基站和所述第二基站通過物理鏈路進(jìn)行連接；連接所述第一基站和所述移動交換中心的所述接口包括第一信令信道和第一承載信道，用于支持來自所述至少一個移動臺的呼叫；以及所述第一基站通過連接所述第一基站和所述第二基站的所述物理鏈路，建立所述第一基站和所述第二基站之間的第二信令信道和第二承載信道，以便在所述呼叫從所述第一基站向所述第二基站切換時、支持所述至少一個移動臺與所述第二基站之間建立的新的無線通信信道。
37.如權(quán)利要求35所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，它還包括至少一個移動用戶臺，所述移動用戶臺能夠通過所述無線通信信道之一與所述第一基站進(jìn)行通信；連接所述第一基站和所述移動交換中心的所述接口包括第一信令信道和第一承載信道，用于支持來自所述至少一個移動臺的呼叫；以及在所述第二基站和所述移動交換中心之間建立第二信令信道和第二承載信道，以便在所述呼叫從所述第一基站向所述第二基站切換時，支持在所述至少一個移動臺和所述第二基站之間建立的新的無線通信信道，在所述呼叫轉(zhuǎn)到所述第二基站之后，斷開所述第一信令信道和所述第一承載信道。
全文摘要
一種用于提供無線本地環(huán)路業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng)包括用來與一個或多個用戶住宅遠(yuǎn)程裝置(CPRU)進(jìn)行通信的智能基站(604)，每個CPRU與非無線裝置(634)連接。每個CPRU具有用于與智能基站空中通信的無線收發(fā)信機(jī)(602)。智能基站不需要基站控制器的協(xié)助，通過GSMA－接口(672)或其專用變型與移動交換中心(MSC)連接，從而連接GSM功能性，使CPRU能夠利用各種先進(jìn)的電話功能?？梢栽诰哂幸苿佑脩艉凸潭o線本地環(huán)路用戶的智能基站之間增加碼變換和速率適配單元(TRAU)，采用時分多址(TDMA)與多個用戶通信。智能基站可以采用擴(kuò)頻編碼來發(fā)送和接收消息。如果系統(tǒng)內(nèi)提供了移動性，則群集內(nèi)的智能基站可以通過物理鏈路連接，使得支持來自移動用戶的呼叫的信令和承載信道穿過一個智能基站通向另一切換。
文檔編號H04M3/00GK1448008SQ01806301
公開日2003年10月8日 申請日期2001年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月13日
發(fā)明者N·P·梅農(nóng), R·內(nèi)爾哈姆斯, I·I·索拉 申請人:舍爾科姆公司