專利名稱：用于提供全通信業(yè)務和部分通信業(yè)務的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明是申請人于1995年8月14日申請的、申請?zhí)枮?5115352.8、發(fā)明名稱為“綜合通信系統(tǒng)”的分案申請。
本發(fā)明涉及一個至少有兩種通信形式的通信系統(tǒng)。更具體地，它涉及一種蜂窩電話裝置，該蜂窩電話裝置適宜于在一個全業(yè)務雙向通信形式和一個具有確認應答的部分雙向通信形式之間進行轉(zhuǎn)換。
常規(guī)的有線電話系統(tǒng)和蜂窩電話一樣在技術上是眾所周知的。相似地，在移動尋呼機技術領域也是熟知的。雖然每種技術已經(jīng)發(fā)展到了一個高級的水平，可仍然有許多與它們相聯(lián)系的缺點。
蜂窩電話近年來已經(jīng)取得了廣泛的承認。蜂窩電話的發(fā)展趨勢仍然是積極的，特別是因為技術已經(jīng)發(fā)展到能使移動蜂窩電話的尺寸和重量都可減小。然而，兩個顯著的缺點仍然和移動蜂窩電話相關。
首先，雖然蜂窩通信系統(tǒng)天線覆蓋區(qū)域的數(shù)量近年來有很大的增長，但可用于移動蜂窩電話用戶的小區(qū)覆蓋比起常規(guī)的有線電話系統(tǒng)還是相當有限的。例如，通常當蜂窩電話用戶移動到蜂窩通信系統(tǒng)天線覆蓋的大市區(qū)或郊區(qū)之外時，用戶將落在蜂窩通信覆蓋范圍之外，使得移動蜂窩電話不工作，直到用戶再次移動到一個蜂窩覆蓋范圍之內(nèi)為止。另外，與移動蜂窩電話相關的運行成本比起常規(guī)的有線電話系統(tǒng)仍然是稍貴的。
與移動蜂窩電話相比較，尋呼系統(tǒng)是一個單向無線電通信系統(tǒng)。例如，希望和帶有尋呼機的某人聯(lián)系的個人通常呼叫一個中央電話號碼來接入中央尋呼控制。一旦接入，呼叫方能留下一個話音信息給被尋呼的個人，或者能鍵入一個所期望的電話號碼，或中文信息，接著將顯示在尋呼機的顯示屏上。
尋呼機解決了與移動蜂窩電話有關的上述某些問題。和移動蜂窩電話的有限的工作范圍相比，一個移動尋呼機單元有著更大的工作范圍。這是由于尋呼基站發(fā)射機的大功率。另外，相對于前述的與移動蜂窩電臺相關的高成本，尋呼機單元的工作只需很低廉的成本。一個尋呼機允許一個用戶接收呼叫方的號碼，從而使尋呼機用戶能看到輸入呼叫，以便確定要回哪個電話號碼，這樣，就免除了對于不需要的呼叫費用，而不需要呼叫通常是和移動蜂窩電話相聯(lián)系。
然而，與尋呼機單元有關的一個明顯的缺點就是他們不能建立雙向通從。所以，當尋呼機解決了與移動蜂窩電話有關的某些缺點是，和當蜂窩電話解決了與尋呼機有關的某些缺點時，為了獲得兩個裝置的優(yōu)點并減小與每個裝置有關的缺點，用戶還得承受攜帶和維修每個裝置的負擔。
一個明顯的避免攜帶一個移動蜂窩電話同時還須攜帶一個尋呼機單元的解決方法是，將蜂窩電話和尋呼機單元綜合為一個通信部件。這些例子可從以下美國專利中找到WohL等人的美國專利No3,247,700，Levanto等人的美國專利No5,175,758，Eastmond等人的No5,153,903和Metroka等人的No5，117，449。然而，一個綜合的蜂窩電話和尋呼機還存在一個缺點，即這樣一個裝置仍然只能通過蜂窩電話部分建立全雙向業(yè)務通信，或沒有返回業(yè)務，即由尋呼機提供的單向業(yè)務。例如，當這樣一個綜合的蜂窩電話和尋呼機移動到一個蜂窩通信系統(tǒng)天線覆蓋的區(qū)域之外，但還在尋呼機系統(tǒng)天線覆蓋的區(qū)域之內(nèi)時，該綜合裝置就不能通過尋呼機單元來應答一個接收的信息。此外，當這個綜合裝置是在蜂窩通訊系統(tǒng)天線覆蓋區(qū)域之內(nèi)時，綜合裝置只能提供用戶兩種選擇或是利用通過移動蜂窩電話建立全雙向業(yè)務通信的高成本的方法來應答一個接收的尋呼或電話信息，或者根本不應答。這樣，如果用戶想要應答一個接收的尋呼信息，則用戶必須用通過蜂窩電話建立雙向通信的高成本的方法。
本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)，更具體地涉及這樣的一個電話通信系統(tǒng)，它用來提供至少兩種通信形式，一種形式是部分通信形式，其中確認信號從一個通信裝置發(fā)送到另一個裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，該通信系統(tǒng)包括一個適合于互相通信的第一和第二通信裝置，和在第一和第二通信裝置之間提供全業(yè)務雙向通信(即是話音和/或數(shù)據(jù)通信)的裝置。通信系統(tǒng)還包括在第一和第二通信裝置之間提供部分雙向通信裝置，其中第一通信裝置能建立全業(yè)務通信(即與第二通信裝置的話音和數(shù)據(jù)通信)而第二通信裝置是被限制于部分響應第一通信裝置(數(shù)據(jù)通信)。部分響應最好包括一個從電話收機的鍵盤選擇的確認信號(即一個YES/NO型響應或是幾個預錄制的存儲的消息之一)。在第一第二通信裝置之間，還提供了能實現(xiàn)單向?qū)ず魳I(yè)務和話音郵件業(yè)務的裝置。
另一個優(yōu)選實施例是本發(fā)明在蜂窩電話網(wǎng)絡中實現(xiàn)的通信系統(tǒng)。該蜂窩電話網(wǎng)包括用于第一和第二電話裝置，其中至少一個電話裝置是一個蜂窩電話。蜂窩無線電網(wǎng)絡絡包括許多基站，每個基站有一個覆蓋區(qū)域，用來為位于那里的蜂窩電話服務。蜂窩無線電網(wǎng)絡絡還包括在第一和第二電話裝置之間提供全雙向話音業(yè)務的裝置和從蜂窩電話用戶向第二用戶提供部分數(shù)據(jù)業(yè)務的裝置。部分業(yè)務的傳輸率，小于全雙向話音業(yè)務的傳輸率。有限的業(yè)務可作為一個方便的特點被蜂窩電話用戶使用，并可擴展蜂窩電話的工作范圍。
另外的優(yōu)選實施例中的蜂窩無線電網(wǎng)絡的構成還包括許多宏小區(qū)和微小區(qū)，它們每個都有一個基站。每個微小區(qū)是用來對位于覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何蜂窩電話提供全雙向話音業(yè)務和部分雙向業(yè)務。每個宏小區(qū)是用來提供前述的全雙向話音業(yè)務和部分雙向業(yè)務，從而基站能向蜂窩電話提供全話音通信，而蜂窩電話能在基站之間實現(xiàn)上述部分業(yè)務，為的是增加它的工作范圍，因而每個利用部分業(yè)務的宏小區(qū)有比每個微小區(qū)更大的覆蓋區(qū)域。
在本發(fā)明的通信系統(tǒng)中所用的每個蜂窩電話最好裝備有高速調(diào)制解調(diào)器和低速調(diào)制解調(diào)器。高速調(diào)制解調(diào)器用來使蜂窩電話執(zhí)行全雙向話音或數(shù)據(jù)業(yè)務功能，而低速調(diào)制解調(diào)器用來使蜂窩電話執(zhí)行比全雙向業(yè)務具有較小傳輸率的部分雙向業(yè)務功能。
本發(fā)明的用于在消息發(fā)送裝置之間通信消息的系統(tǒng)，包括a)第一和第二消息發(fā)送裝置，每個所述的消息發(fā)送裝置具有一個用于接收和發(fā)送消息的收發(fā)信機，至少其中一個所述的消息發(fā)送裝置是一個尋呼機裝置；b)一個雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡，用于在消息發(fā)送裝置之間發(fā)送消息，所述雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡具有多個基站，每個基站具有一個覆蓋區(qū)，用于服務位于所述覆蓋區(qū)內(nèi)的所述尋呼機裝置，所述雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡包括i)用于在所述第一和第二消息發(fā)送裝置之間提供雙向業(yè)務的裝置，其中所述裝置根據(jù)在所述尋呼機裝置和所述基站之間發(fā)送的信號的信號強度，選擇一個用于尋呼機裝置的數(shù)據(jù)比特傳輸率，較低和較高信號強度電平分別選擇較低和較高比特傳輸率；ii)用于從所述基站向所述尋呼機裝置提供單向數(shù)據(jù)業(yè)務的裝置；iii)用于使所述尋呼機裝置可以在所述雙向業(yè)務和單向數(shù)據(jù)業(yè)務之間轉(zhuǎn)換的裝置。
因此，本發(fā)明的用于提供全通信業(yè)務和部分通信業(yè)務的系統(tǒng)和方法能夠在一個全業(yè)務雙向通信形式和一個具有確認應答的部分雙向通信形式之間進行轉(zhuǎn)換。
依照本發(fā)明的圖解實施例，參考以下詳細描述并參閱附圖，本發(fā)明的上述特點將變得更為明顯并容易理解。其中

圖1是一個現(xiàn)有技術蜂窩無線電網(wǎng)絡的簡要說明，該網(wǎng)含有許多小區(qū)；圖2是一個依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例設置的蜂窩無線電網(wǎng)絡的簡要說明；圖3是圖2蜂窩無線電網(wǎng)絡通信系統(tǒng)提供的業(yè)務框圖；圖4是圖2的蜂窩無線電網(wǎng)絡中使用的電話裝置的框圖；圖5是一個流程圖，它表示圖4電話裝置中的圖3所提供的業(yè)務編程的方法；圖6是一個流程圖，它表示本發(fā)明的通信系統(tǒng)的工作方法。
現(xiàn)在參考附圖，其中，相似的或相同的元件標以同樣的標號。圖1說明一個現(xiàn)有技術的蜂窩無線電網(wǎng)絡10，它包含許多小區(qū)12，每個小區(qū)12提供有一個基站14。可以理解僅是為了方便起見，本發(fā)明的通信系統(tǒng)將僅結合一個蜂窩無線電網(wǎng)絡來說明，因而該蜂窩無線電網(wǎng)絡僅是實現(xiàn)本發(fā)明的一個預定場所。如下所述，很顯然，本發(fā)明的通信系統(tǒng)可以在各種通信場所內(nèi)實現(xiàn)，例如尋呼系統(tǒng)常規(guī)的有線電話系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，以及專用于發(fā)送或帶有或不帶有電話互連的數(shù)據(jù)查詢的移動無線電系統(tǒng)。
示于圖1的現(xiàn)有技術的蜂窩無線電網(wǎng)絡中，邊界線16確定了覆蓋區(qū)域17，其中由一移動用戶19向基站14發(fā)送的最大功率足夠使兩者間的雙向無線電通信可靠地實現(xiàn)，并且在技術上眾所周知，由于發(fā)送功率增加，從蜂窩電話那里所能得到的數(shù)據(jù)速率也就增加。發(fā)送功率由蜂窩電話的電源所能得到的功率來確定。
仍然參考圖1當一個移動用戶21跨出覆蓋區(qū)域17之外，但沒有進入臨近小區(qū)的其他覆蓋區(qū)域時，則移動用戶21的移動蜂窩電話不能與蜂窩無線電網(wǎng)絡10中的任何基站建立無線電通信。
在現(xiàn)有技術的蜂窩無線電網(wǎng)絡10中，蜂窩無線電通信只是當移動用戶進入由與移動蜂窩電話的最大發(fā)送距離以及蜂窩無線電網(wǎng)絡10的基站有關的邊界線確定的覆蓋范圍內(nèi)時才能進行。此外，當一個移動用戶是在一個基站的覆蓋范圍之內(nèi)，例如覆蓋區(qū)17，移動用戶19才能建立高成本的全雙向業(yè)務通信。
參考圖2，是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例而設置的蜂窩無線電網(wǎng)絡100。明確地說，設置蜂窩無線電網(wǎng)絡100是為了實現(xiàn)圖3所說的本發(fā)明的個人通信系統(tǒng)150所提供的通信業(yè)務。正如下面將要充分說明的那樣，通信系統(tǒng)150能使移動蜂窩電話用戶建立全雙向業(yè)務170，或是與基站建立更多部分的和經(jīng)濟的雙向通信形式180。特別是，部分雙向通信形式180包含一個有限的確認數(shù)據(jù)響應信號的裝置，該信號是由一個移動蜂窩電話向一個基站發(fā)送的。
由覆蓋區(qū)域112所確定的許多宏小區(qū)110以及相似地由覆蓋區(qū)域122所確定的許多微小區(qū)120圖示于圖2。每個單獨的宏小區(qū)110和微小區(qū)120各自帶有一個基站130和132。按照慣例，每個基站和許多通信終端無線電連接。系統(tǒng)的基礎結構是連接基站和蜂窩交換機和相互連接蜂窩交換機的硬件和軟件的組合。在優(yōu)選的實施例中，每個宏小區(qū)基站每個信息的發(fā)送功率達20W，而每個微小區(qū)基站132每個信息的發(fā)送功率到達20mW，每個小區(qū)最好提供每秒20千比特(Kbps)的傳輸率用于話音傳輸。本領域中一個普遍技術人員可以意識到每個基站130，132不應理解為被限制在每個信道20W和20Kbps，而應理解為每個基站130，132的功率和傳輸率可以容易地改變以適應通信系統(tǒng)150所要求的參量。
現(xiàn)在一起參照圖2和圖3，當一個移動蜂窩電話134是在微小區(qū)120所確定的覆蓋范圍122之內(nèi)時，通信系統(tǒng)150能使移動用戶具有全業(yè)務雙向話音電話業(yè)務172或是全雙向數(shù)據(jù)業(yè)務174，兩者都是本領域熟知的。注意當小區(qū)尺寸減小時所得到的數(shù)據(jù)速率增加(由于在較小的小區(qū)中多徑延遲擴展減小)，所以較小的微小區(qū)覆蓋區(qū)域122與較大的宏小區(qū)覆蓋區(qū)域112相比較，在提供全雙向業(yè)務170方面，微小區(qū)120比宏小區(qū)110更有利。當移動蜂窩電話134位于微小區(qū)120的覆蓋區(qū)域122以內(nèi)時，本發(fā)明的通信系統(tǒng)150還提供上述的部分雙向業(yè)務180或單向?qū)ず魳I(yè)務190。部分雙向業(yè)務180和單項尋呼機190的通信形式還將在下面詳細描述。
當一個移動蜂窩電話136是在微小區(qū)120的覆蓋區(qū)域122之外，但在宏小區(qū)110的覆蓋區(qū)域112之內(nèi)時，則通信系統(tǒng)150仍然提供上述的部分雙向業(yè)務180或單向?qū)ず魳I(yè)務190的通信形式。注意在現(xiàn)有技術蜂窩無線電網(wǎng)絡10中(圖1)，當一個移動蜂窩電話21位于離一個基站14足夠遠的地方時，考慮到它有限的功率，移動蜂窩電話21不能夠以足以在基站和移動蜂窩電話21之間建立全雙向業(yè)務170的傳輸率來發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，在移動蜂窩電話21和基站14之間不會建立通信，即使基站14通常完全能夠和蜂窩電話21通信。(因為基站裝備有比移動蜂窩電話更大更強的功率。)如上所述，通過通過在移動蜂窩電話136和基站130之間提供部分雙向業(yè)務180，以及當用戶處在微小區(qū)120的覆蓋區(qū)域122之外但仍在宏小區(qū)110的覆蓋區(qū)域112之內(nèi)時，通過從基站130到移動蜂窩電話136提供單向?qū)ず魴C通信業(yè)務190，本發(fā)明的通信系統(tǒng)150就克服了上述現(xiàn)有技術的蜂窩無線電網(wǎng)絡10的缺點。注意當移動蜂窩電話136緊密靠近一個宏小區(qū)基站130時，在宏小區(qū)110中可得到全雙向業(yè)務170。此外，當移動蜂窩電話134處在微小區(qū)120的覆蓋區(qū)域122之內(nèi)時，除了上述的全雙向業(yè)務通信形式170之外，還提供上述的部分雙向業(yè)務180和單向?qū)ず魴C業(yè)務190。
現(xiàn)在參考圖3，當全雙向業(yè)務通信170可用時，本發(fā)明的通信系統(tǒng)150的構成能提供雙向話音電話業(yè)務172或全雙向數(shù)據(jù)業(yè)務174，例如蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)。對于移動蜂窩電話和基站上述雙向通信形式170的數(shù)據(jù)傳輸率最好都是20Kbps。
如上所述，當移動蜂窩電話或是處于宏小區(qū)110內(nèi)或是處于微小區(qū)120內(nèi)時，部分雙向業(yè)務180或單向?qū)ず魴C業(yè)務190由通信系統(tǒng)150供給。然而，當一個低功率的移動蜂窩電話136是在微小區(qū)120之外但在宏小區(qū)110之內(nèi)時(并不很靠近于宏小區(qū)基站130)，則部分雙向業(yè)務180和單向?qū)ず魳I(yè)務190是僅由通信系統(tǒng)150提供提供的通信形式。正如下面將詳細說明的那樣，當移動蜂窩電話138很接近于宏小區(qū)110的外部邊緣時，部分雙向業(yè)務180可能不能利用，而當移動蜂窩電話處在宏小區(qū)110的外面時，它是不能利用的。
當一個移動蜂窩電話可接收一個通常很長的話音消息(即長達1分鐘)或接收來自基站的全屏幕數(shù)據(jù)時，部分雙向業(yè)務180最好是用20Kbps的全傳輸率。但是當移動蜂窩電話可能僅發(fā)送一個有限量的信息(也就是一個YES/NO型的響應或幾個預先錄制的存儲信息中的一個)到基站時，則部分雙向業(yè)務180是用一個減小的傳輸率。這個減小的傳輸率最好約為20bps。這樣一個減小的傳輸率(20bps)從一個移動蜂窩電話的電源要求約20mW的功率，以便能和一個20W、20Kbps的基站通信，在現(xiàn)有技術條件下用別的方法是不可能做到這一點的。要注意要求約20mW的減小的傳輸率20bps已被選作為一個優(yōu)選實施例，這是考慮到如果功率和數(shù)據(jù)速據(jù)速度都按相同的因子減小(即在優(yōu)選實施例中這個固子約為1000)，則速率或由無線電通信系統(tǒng)覆蓋的距離基本上是不會改變的。例如，當一個移動蜂窩電話136是在宏小區(qū)110之內(nèi)但在微小區(qū)120之外，現(xiàn)有技術的蜂窩電話136由于它的有限電源，它就不能用足以建立和宏小區(qū)110的基站130的話音通信的全數(shù)據(jù)速率(20Kbps)來發(fā)送信息。然而，依據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)150，當蜂窩電話136減少它的傳輸率(20bps)時，通過與較高速率的語音信號相反的低速數(shù)據(jù)信號，就可以繼續(xù)建立和基站130的通信。只有當蜂窩電話138在宏小區(qū)110之外或接近于宏小區(qū)110的外圍邊界時，蜂窩電話138將不能(由于它的有限電源和距宏小區(qū)基站130的距離)以減小的傳輸率(20bps)繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)到一個宏小區(qū)基站130。因此，上述部分業(yè)務180就是非對稱業(yè)務的一個例子，其中，與移動蜂窩電話向基站發(fā)送的較小的通信頻帶速率相比較，基站(由于它有更大的電源)能夠以更大的頻帶速率和蜂窩電話進行通信。
可以意識到本發(fā)明的通信系統(tǒng)150適于為部分業(yè)務180提供一個可變的傳輸率。當蜂窩電話移出或移向宏小區(qū)基站130時，這樣一個可變傳輸率能使該系統(tǒng)響應地減小或增加蜂窩電話的傳輸率。因此，這樣一個可變的傳輸率將會使一個蜂窩電話或雙向?qū)ず魴C裝置具有更大的工作范圍，并且依照它和一個宏小區(qū)基站的距離，工作在一個最佳的傳輸率。例如，部分響應業(yè)務180根據(jù)在一個基站接收的信號強度可增加20bps以上。
部分雙向業(yè)務180的減小的傳輸率使一個蜂窩電話136能向一個基站130傳輸?shù)闹皇且粋€有限的信息量。通常，移動蜂窩電話136的用戶利用與蜂窩電話手機相連系的鍵盤235(圖4)來向一個基站發(fā)送有限量的數(shù)據(jù)。這樣一個有限的數(shù)據(jù)量最好是包括一個YES/NO型響應，或可能適宜地使蜂窩電話用戶使用蜂窩電話的鍵盤235來發(fā)送一個預置的信息，其中，鍵盤235的每個單獨的按紐(未示出)對應于一個不同的預設置的信息。每個預設備的響應被預編程并存儲在和通信系統(tǒng)150相連系的轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡的一個中央數(shù)據(jù)庫內(nèi)。一個預錄制的消息能夠?qū)崿F(xiàn)因為僅要求一個有限的比特數(shù)(即4比特用于16個可能的信息)來容納所需的信息，這個信息是相關并選擇存儲在一轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡的中央數(shù)據(jù)庫中預錄制的信息所需要的。因此，電話鍵盤上的每個按鍵都與特殊的數(shù)據(jù)相關，這個數(shù)據(jù)可以上述有限的速率發(fā)送，以便選擇存儲在中央數(shù)據(jù)庫內(nèi)的一個特殊的預錄制消息。
如果部分雙向業(yè)務180不能作到如上所述，或者如果用戶不希望使用它，則用戶可利用通信系統(tǒng)150提供的單向?qū)ず魳I(yè)務190。單向?qū)ず魴C業(yè)務190是通信形式中的尋呼型，其中，一個基站能向一個移動蜂窩電話(圖4)發(fā)送一個短的話音消息或一個短的數(shù)據(jù)消息或電話號碼，它們出現(xiàn)在移動蜂窩電話200的數(shù)據(jù)顯示器230(圖4)上，而移動蜂窩電話200不能返回與發(fā)送的基站通信。注意，基站可以較低的數(shù)據(jù)速率(與20Kbps相比)向蜂窩電話200發(fā)送它的尋呼機消息，同時保持它的高功率(20W)以便增加和蜂窩電話200建立通信的可能性。
當移動蜂窩電話138不能從基站130接收尋呼消息190時，或當用戶已經(jīng)通知通信系統(tǒng)150所有的呼叫應該轉(zhuǎn)交給語音郵件194時，通信系統(tǒng)100還可配置成提供一個語音郵件業(yè)務194。當移動蜂窩電話136的用戶是在基站130的范圍以內(nèi)時，則用戶可接入語音郵件194來接收任何存儲的消息。
通信系統(tǒng)150還可進一步包括一個篩選業(yè)務(圖3)，它是使用呼叫者ID來篩選入站呼叫，并決定要接收哪個呼叫(根據(jù)預編程的電話號碼)，和決定哪個呼叫被重新路由到語音郵件194，以及決定哪個呼叫要接收部分響應業(yè)務180。當然，只是當一個移動蜂窩電話134是在微小區(qū)120之內(nèi)或接近一個宏小區(qū)基站130的時候，篩選業(yè)務196才是可利用的，以便在用戶要求時，能和基站130，132建立全雙向業(yè)務通信170。只有在所希望的呼叫立即由用戶通過蜂窩電話響應的情況下，上述篩選業(yè)務才是有利的。這樣，不需要的電話呼叫可在稍后時間得到應答或完全不應答，這樣就減小了成本和不方便性。
在通信系統(tǒng)150的一個優(yōu)選實施例中，蜂窩電話200的框圖示于圖4，它適宜于和上述的通信系統(tǒng)150一起使用。這種可用于實現(xiàn)本發(fā)明特點的蜂窩電話的一個適合的例子，它是市場可得到的AT&T產(chǎn)品，型號為3610。蜂窩電話200包括一個天線202用于接收和發(fā)送話音和/或數(shù)據(jù)通信信號，和連接在帶有天線202的電路中的控制裝置204，如本領域所熟知的那樣，用來處理與上述接收的和發(fā)送的通信信號相關的信號。此外控制裝置204用于確定與蜂窩電話200按程序工作的通信業(yè)務的類型相關的發(fā)送信號的傳輸率。例如，如果蜂窩電話200依照程序工作于全雙向業(yè)務170，則發(fā)送信號的傳輸率會高于部分雙向業(yè)務180所要求的傳輸率。
蜂窩電話200還包括一個高速調(diào)制解調(diào)器210和一個低速調(diào)制解調(diào)器220，它們都連接到控制裝置204并受其控制。高速調(diào)制解調(diào)器210是用來傳輸全雙向話音業(yè)務172，或全雙向數(shù)據(jù)業(yè)務174，其中，話音和數(shù)據(jù)業(yè)務172和174各自以最佳速率20Kbps發(fā)送。低速調(diào)制解調(diào)器220是用來傳輸部分雙向業(yè)務180，其中，部分響應最好以20bps發(fā)送。注意前已提及，低速調(diào)制解調(diào)器220可以可變數(shù)據(jù)速率工作，其中，根據(jù)基站接收信號的強度，數(shù)據(jù)速率可增加到高于上述20bps。例如，如果低速調(diào)制解調(diào)器220工作在約1000bps，則與一個預錄制的信息相比，部分響應消息可恰好長幾個比特，使用戶能輸入(使用鍵盤235，圖4)一個較短內(nèi)容的消息。通信系統(tǒng)150中所提供的每個基站最好具有一個高速接收機和一個低速接收機。高速接收機是用來接收高速調(diào)制解調(diào)器210發(fā)送的信息，而低速接收機是用來接收低速調(diào)制解調(diào)器220發(fā)送的信息?？梢岳斫猓鲜龈咚俸偷退僬{(diào)制解調(diào)器210和220可由本領域的普通技術人員裝入蜂窩電話200。
低速調(diào)解制解器220的一個優(yōu)選實施例是一個擴展頻譜的調(diào)制解調(diào)器，通過把每比特1000碼片的20bps數(shù)據(jù)擴展為每秒20000碼片，低速調(diào)制解調(diào)器220將有和高速調(diào)制調(diào)解器210同樣的信道帶寬。這樣的擴展頻譜調(diào)制解調(diào)器220使許多通信裝置(即一個蜂窩電話200或?qū)ず魴C裝置)能同時和一個單獨的接收機通信。該接收機與宏小區(qū)或微小區(qū)基站130，132相連系。此外，低速調(diào)制解調(diào)器接收機將利用擴頻解調(diào)技術，這對于本領域的技術人員是熟知的。這樣，低速調(diào)制解調(diào)器220名義上將占有和高速調(diào)制解調(diào)器210同樣的信道帶寬。
蜂窩電話220還包括連接于天線202和控制裝置204的收發(fā)信機裝置225，它是用來接收和發(fā)送來自和送到天線202的話音和數(shù)據(jù)信號，為的是將話音和數(shù)據(jù)通信信號與天線202和控制裝置204相連接，正如常規(guī)情況那樣。蜂窩電話還包括連接到控制裝置204的顯示裝置230，它是用來從在控制裝置204所處理的接收信息中所包含的數(shù)據(jù)中顯示消息(例如電話號碼)，這也是常規(guī)情況。蜂窩電話200上還裝備一個鍵盤235，它是用來使一個用戶象撥電話號碼一樣對蜂窩電話200編程以啟動所需的特性和/或上述的業(yè)務。
另外，蜂窩電話200還包括滾動裝置240，它使用戶能有選擇地發(fā)送一個在顯示裝置235上分類的特殊的預錄制信息。如上述，實際預錄制的存貯的消息不是從蜂窩電話200發(fā)送的，由蜂窩電話200發(fā)送的是包含特殊數(shù)據(jù)的一個確認信號，該數(shù)據(jù)與基站中選出的預錄制消息相關。滾動裝置240最好包括常規(guī)的UP和DOWN滾動按鈕和SELECT按鈕(未示出)。
要理解，用于通信系統(tǒng)150的上述參量僅是為了說明的目的，而不限于任何上述的數(shù)值。正如可以理解的那樣，在部分雙向業(yè)務180時，蜂窩電話200可在每秒2-1000比特的范圍發(fā)送。此外，如上所述，可以理解對于通信系統(tǒng)150和蜂窩無線電網(wǎng)絡100的描述僅是為了說明的目的，因為蜂窩無線電網(wǎng)絡僅是作為本發(fā)明的通信系統(tǒng)150的一個可能的應用。如上所述，由于在蜂窩電話和基站之間沒有與蜂窩傳輸相關的缺點，所以上述的通信系統(tǒng)150可在常規(guī)的有線電話系統(tǒng)中容易地實現(xiàn)，其中，所有上述通信業(yè)務(即雙向話音，雙向數(shù)據(jù)，增強型，部分雙向，單向?qū)ず艉驼Z音郵件)對于用戶是始終可利用的，而對于蜂窩電話則不同。例如，如上所述，蜂窩無線電網(wǎng)絡中的一個蜂窩電話或許不能從一個基站來建立全雙向業(yè)務170和/或部分雙向業(yè)務180。可是，常規(guī)有線電話網(wǎng)中的電話裝置與基站和無線電話之間的發(fā)送距離無關，因此，在常規(guī)有線電話系統(tǒng)中，全雙向業(yè)務170和部分雙向業(yè)務180總是可利用的。
現(xiàn)在結合圖2-4參考圖5和圖6，討論本發(fā)明的通信系統(tǒng)150的使用方法。下面將再次結合蜂窩電話討論通信系統(tǒng)150。如上所述，這樣一種結合僅是為了說明的目的，用于通信系統(tǒng)150的方法不應理解為限制在一個蜂窩無線電網(wǎng)絡，而是可以應用于和任何通信系統(tǒng)相結合，例如一個常規(guī)有線電話系統(tǒng)，或一個雙向數(shù)字系統(tǒng)，其中，一個基站可用一個優(yōu)選的速率20kbps來發(fā)送數(shù)字信息。
圖5說明了一個編程蜂窩電話200，使之以本發(fā)明的通信系統(tǒng)150所提供的一個上述特殊業(yè)務類型工作的方法。首先，在步驟300通過按下鍵盤235上一個合適的按鈕，用戶啟動蜂窩電話200中的一個程序特征(最好在控制裝置204內(nèi)實現(xiàn))。然后在步驟310控制裝置204確定上述全雙向業(yè)務170是否已被選出。如果是，在步驟311，蜂窩電話200工作在全雙向業(yè)務170，直到在步驟312和313用戶改變業(yè)務類型。如果用戶在步驟310不選擇全雙向業(yè)務170，控制裝置204在步驟315確定上述部分雙向業(yè)務180是否已被選出。如是，蜂窩電話200在步驟316工作在部分雙向業(yè)務180，直到在步驟317和318用戶改變業(yè)務類型，要注意即使全雙向業(yè)務170也可利用時，也能選擇部分業(yè)務180。例如，當用戶是在或?qū)⒃诓荒苓M行口頭會話或是很不方便進行(即用戶是在會議中，戲院或飯店中)的環(huán)境下時，則越過全業(yè)務170，選擇部分業(yè)務180或許是有利的。
假如用戶在步驟315不選擇部分雙向業(yè)務180，則控制裝置204在步驟320確定上述單向?qū)ず魳I(yè)務190是否已被選出。如是，則蜂窩電話200在步驟321工作在單向?qū)ず魳I(yè)務190，直到在步驟322和323用戶改變業(yè)務類型。最后，如果用戶在步驟320不選擇單向?qū)ず魳I(yè)務190，則控制裝置204在步驟325確定上述語音郵件194是否已被選出，如是，蜂窩電話200在步驟326工作在語音郵件194，直到在步驟327和328用戶改變業(yè)務類型。如果在步驟325用戶不選擇語音郵件194，則上述程序過程重復。
圖5說明上述通信系統(tǒng)150結合蜂窩電話200一起的工作方法。該操作方法將根據(jù)試圖與蜂窩電話200的用戶建立全雙向業(yè)務170的外部呼叫者進行討論的。此外，注意下面說明的操作是參照一個已被編程到全雙向業(yè)務170作為其優(yōu)先業(yè)務的蜂窩電話200描述的，如上述參照圖4所描述的那樣。
首先，按照常規(guī)，呼叫方信號被中繼到一個基站，此后基站在步驟400呼叫移動蜂窩電話200，然后蜂窩電話200。在步驟405以一個完全數(shù)據(jù)速率應答基站，以便試圖建立全雙向業(yè)務170。在步驟410，在基站作出它是否已經(jīng)接收到來自蜂窩電話200的完全數(shù)據(jù)速率響應的判定。如果是，則在步驟415基站和蜂窩電話200之間建立全雙向業(yè)務170。
如果在步驟410基站沒有接收到蜂窩電話完全數(shù)據(jù)響應，則通信系統(tǒng)150不能和蜂窩電話200建立全雙向業(yè)務170。如上所述，這種情況可能發(fā)生是因為蜂窩電話200或許不能從一個基站建立全向業(yè)務170。經(jīng)過一段預定時間之后，在步驟420蜂窩電話200以一個有限的數(shù)據(jù)速率(一個小于完全數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)速率)再次應答該基站，以便試圖建立部分雙向業(yè)務180。在步驟425，在基站判斷它是否已經(jīng)接收到來自蜂窩電話200的部分數(shù)據(jù)響應，如是，則在步驟430在基站和蜂窩電話200之間建立部分雙向業(yè)務180。
如果在基站沒有接收到蜂窩電話200的部分數(shù)據(jù)響應(步驟425)，則通信系統(tǒng)150不能和蜂窩電話200建立部分雙向業(yè)務180。仍如前述，這種情況可能發(fā)生是因為蜂窩電話200不能從一個基站來建立蜂窩電話200和基站之間的部分雙向業(yè)務180。經(jīng)過另一段預定的時間后，基站進行到和單向通信尋呼業(yè)務190一起工作，并向蜂窩電話200發(fā)送一個尋呼信息(步驟435)，此后，如果蜂窩電話200在基站范圍內(nèi)，則蜂窩電話200接收到尋呼信息。注意如果蜂窩電話200不在范圍內(nèi)接收來自基站的單向?qū)ず粜畔?，則呼叫方信息可被存貯在語音郵件194內(nèi)，此后當蜂窩電話200在基站范圍內(nèi)時，蜂窩電話200可以接入它。
可以理解，如果蜂窩電話200被編程(如上述參考圖4)工作在部分雙向業(yè)務180，那么蜂窩電話200不會以完全數(shù)據(jù)響應應答(步驟405)，而寧愿首先以部分數(shù)據(jù)響應應答(步驟420)，以便如有可能試圖建立部分雙向業(yè)務180，如上所述。相擬地，如果蜂窩電話200被編程序工作在單向?qū)ず魳I(yè)務190，則蜂窩電話200完全不應答基站，而是如能完成的話接收來自基站的單向信息。本領域的技術人員將會理解另一種通信方案也可使用用于本發(fā)明的通信系統(tǒng)150中，用于在基站和蜂窩電話200之間建立一個上述通信業(yè)務的一個特殊類型。
本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明的用于在消息發(fā)送裝置之間通信消息的系統(tǒng)，包括a)第一和第二消息發(fā)送裝置，每個所述的消息發(fā)送裝置具有一個用于接收和發(fā)送消息的收發(fā)信機，至少其中一個所述的消息發(fā)送裝置是一個尋呼機裝置；b)一個雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡，用于在消息發(fā)送裝置之間發(fā)送消息，所述雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡具有多個基站，每個基站具有一個覆蓋區(qū)，用于服務位于所述覆蓋區(qū)內(nèi)的所述尋呼機裝置，所述雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡包括i)用于在所述第一和第二消息發(fā)送裝置之間提供雙向業(yè)務的裝置，其中所述裝置根據(jù)在所述尋呼機裝置和所述基站之間發(fā)送的信號的信號強度，選擇一個用于尋呼機裝置的數(shù)據(jù)比特傳輸率，較低和較高信號強度電平分別選擇較低和較高比特傳輸率；ii)用于從所述基站向所述尋呼機裝置提供單向數(shù)據(jù)業(yè)務的裝置；iii)用于使所述尋呼機裝置可以在所述雙向業(yè)務和單向數(shù)據(jù)業(yè)務之間轉(zhuǎn)換的裝置。
其中所述雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡還包括轉(zhuǎn)換裝置，用于確定何時所述的尋呼機裝置位于離所述基站足夠信號強度的所述基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，以建立與所述第二消息發(fā)送裝置的所述雙向業(yè)務，并且確定所述的雙向業(yè)務何時在所述第二消息發(fā)送裝置和所述尋呼機裝置之間不能利用。
其中，當已確定所述雙向業(yè)務不能利用時，所述轉(zhuǎn)換裝置自動地提供所述單向業(yè)務。
其中，所述尋呼機裝置的所述傳輸率是在每秒2-1000比特范圍之內(nèi)。
其中，所述尋呼機裝置包括一個高速調(diào)制解調(diào)器，用于以第一傳輸率發(fā)送數(shù)據(jù)消息，以及一個低速調(diào)制解調(diào)器，用于以小于所述第一傳輸率的第二傳輸率發(fā)送數(shù)據(jù)消息。
所述低速調(diào)制解調(diào)器利用一個擴展頻譜形式，使所述低速解調(diào)器標稱上占有與所述高速調(diào)制解調(diào)器相同的帶寬。
其中，提供雙向業(yè)務的所述裝置從所述基站到所述尋呼機裝置提供話音消息和數(shù)據(jù)消息。
其中，當所述尋呼機裝置對于所述基站有一個第一預定的信號強度時，所述轉(zhuǎn)換裝置提供話音消息到所述尋呼機裝置，當所述尋呼機裝置對于所述基站有一個第二預定的信號強度時，所述轉(zhuǎn)換裝置提供數(shù)據(jù)消息到所述尋呼機裝置，其中，所述第二預定的信號強度小于所述第一預定的信號強度。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例是一個雙向數(shù)字信息系統(tǒng)，用來在第一和第二消息發(fā)送裝置之間建立一個聯(lián)系。每個消息發(fā)送裝置包括一個無線電收發(fā)信機用于接收和發(fā)送消息，其中至少有一個消息發(fā)送裝置是雙向?qū)ず魴C。前述的系統(tǒng)還包括一個雙向?qū)ず魴C網(wǎng)，用于發(fā)送用戶的消息發(fā)送裝置之間的消息。
雙向?qū)ず魴C網(wǎng)包括許多基站，每個基站有一個覆蓋范圍，它為位于覆蓋區(qū)域內(nèi)的雙向?qū)ず魴C服務。網(wǎng)絡中還設置有在第一和第二消息發(fā)送裝置之間提供雙向數(shù)據(jù)業(yè)務的裝置和向一個尋呼裝置用戶提供單向業(yè)務的裝置。
雖然已參考優(yōu)選的實施例，詳細地圖示說明了本發(fā)明，但本領域的技術人員將會理解，可在形式上和細節(jié)上作出多種改進，而不會偏離本發(fā)明的范圍和精神。例如可以意識到本發(fā)明的通信系統(tǒng)150可以并入一個常規(guī)的PBX有線電話系統(tǒng)，而不應理解為限制在一個蜂窩電話網(wǎng)中。而且，有限的和單向?qū)ず魳I(yè)務可工作在不同的頻段，即是與電話頻段分離的頻段。因此，上述建議的這樣一些改進應認為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，但不局限于此。
權利要求
1.一種用于在消息發(fā)送裝置之間通信消息的系統(tǒng)，包括a)第一和第二消息發(fā)送裝置，每個所述的消息發(fā)送裝置具有一個用于接收和發(fā)送消息的收發(fā)信機，至少其中一個所述的消息發(fā)送裝置是一個尋呼機裝置；b)一個雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡，用于在消息發(fā)送裝置之間發(fā)送消息，所述雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡具有多個基站，每個基站具有一個覆蓋區(qū)，用于服務位于所述覆蓋區(qū)內(nèi)的所述尋呼機裝置，所述雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡包括i)用于在所述第一和第二消息發(fā)送裝置之間提供雙向業(yè)務的裝置，其中所述裝置根據(jù)在所述尋呼機裝置和所述基站之間發(fā)送的信號的信號強度，選擇一個用于尋呼機裝置的數(shù)據(jù)比特傳輸率，較低和較高信號強度電平分別選擇較低和較高比特傳輸率；ii)用于從所述基站向所述尋呼機裝置提供單向數(shù)據(jù)業(yè)務的裝置；iii)用于使所述尋呼機裝置可以在所述雙向業(yè)務和單向數(shù)據(jù)業(yè)務之間轉(zhuǎn)換的裝置。
2.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中所述雙向?qū)ず魴C網(wǎng)絡還包括轉(zhuǎn)換裝置，用于確定何時所述的尋呼機裝置位于離所述基站足夠信號強度的所述基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，以建立與所述第二消息發(fā)送裝置的所述雙向業(yè)務，并且確定所述的雙向業(yè)務何時在所述第二消息發(fā)送裝置和所述尋呼機裝置之間不能利用。
3.根據(jù)權利要求2的雙向數(shù)字系統(tǒng)，其中，當已確定所述雙向業(yè)務不能利用時，所述轉(zhuǎn)換裝置適宜于自動地提供所述單向業(yè)務。
4.根據(jù)權利要求1的雙向數(shù)字系統(tǒng)，其中，所述尋呼機裝置的所述傳輸率是在每秒2-1000比特范圍之內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求1的雙向數(shù)字系統(tǒng)，其中，所述尋呼機裝置包括一個高速調(diào)制解調(diào)器，用于以第一傳輸率發(fā)送數(shù)據(jù)消息，和一個低速調(diào)制解調(diào)器，用于以小于所述第一傳輸率的第二傳輸率發(fā)送數(shù)據(jù)消息。
6.根據(jù)權利要求2的雙向數(shù)字系統(tǒng)，其中，所述低速調(diào)制解調(diào)器利用一個擴展頻譜形式，使所述低速解調(diào)器標稱上占有與所述高速調(diào)制解調(diào)器相同的帶寬。
7.根據(jù)權利要求6的雙向數(shù)字系統(tǒng)，其中，提供雙向業(yè)務的所述裝置適宜于從所述基站到所述尋呼機裝置提供話音消息和數(shù)據(jù)消息。
8.根據(jù)權利要求7的雙向數(shù)字系統(tǒng)，其中，當所述尋呼機裝置對于所述基站有一個第一預定的信號強度時，所述轉(zhuǎn)換裝置適宜于提供話音消息到所述尋呼機裝置，當所述尋呼機裝置對于所述基站有一個第二預定的信號強度時，所述轉(zhuǎn)換裝置適宜于提供數(shù)據(jù)消息到所述尋呼機裝置，其中，所述第二預定的信號強度小于所述第一預定的信號強度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在消息發(fā)送裝置之間通信消息的裝置,每個消息發(fā)送裝置包括一個無線電收發(fā)信機用于接收和發(fā)送消息,其中至少有一個消息發(fā)送裝置是雙向?qū)ず魴C。該系統(tǒng)還包括一個雙向?qū)ず魴C網(wǎng),用于發(fā)送消息發(fā)送裝置之間的消息。雙向?qū)ず魴C網(wǎng)包括許多基站,每個基站有一個覆蓋范圍,它為位于覆蓋區(qū)域內(nèi)的雙向?qū)ず魴C服務。網(wǎng)絡中還設置有在第一和第二消息發(fā)送裝置之間提供雙向數(shù)據(jù)業(yè)務的裝置和向一個尋呼裝置提供單向業(yè)務的裝置。
文檔編號H04M3/42GK1379599SQ0112479
公開日2002年11月13日 申請日期2001年8月13日 優(yōu)先權日1994年8月15日
發(fā)明者彼得·F·德賴森, 勞倫斯·J·格林斯坦, 克里翰·K·薩布納尼 申請人:美國電報電話公司