專利名稱：移動電話呼叫的替換路由選擇系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩電話系統(tǒng)，具體說是提供移動電話和蜂窩電話呼叫交換系統(tǒng)間的通信通路。蜂窩電話系統(tǒng)是一個“蜂窩”的系統(tǒng)，蜂窩是指地理區(qū)域，每一個都與一個無線基站相關(guān)聯(lián)。隨著移動單元從一個蜂窩移動到另一個蜂窩，無線連接從一個無線基站被轉(zhuǎn)交給另一個無線基站。
隨著移動電話應(yīng)用的增長，由于對無線頻道的需求超過分配給網(wǎng)絡(luò)操作者的頻道容量，向用戶提供可接受質(zhì)量的服務(wù)變得越來越困難。不同服務(wù)的無線頻率(r.f.)頻譜的分配由國家政府根據(jù)WARC(世界無線電管理會議)設(shè)定的框架執(zhí)行。而且，對已分配波段的擴展超過一定范圍時將產(chǎn)生移動電話設(shè)計中的技術(shù)難題。特別是提供高效寬帶頻率合成器、r.f.放大器和天線上的困難。
本發(fā)明的目的是通過提供獨立于蜂窩電話系統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)的附加通信通路來克服上面提及的問題。眾所周知，可向附近的專用于用戶或用戶群的無線基站提供也可根據(jù)無繩無線標(biāo)準(zhǔn)(例如DECT)操作的蜂窩電話。然而，這類系統(tǒng)也要求為其分配無線頻譜，而且它們也不能克服限制無線頻譜的基本問題。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種蜂窩電話系統(tǒng)，包括在移動電話和移動電話呼叫交換系統(tǒng)之間的一個獨立于蜂窩電話系統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)的附加通信通路，此通信通路包含一個在移動電話和呼叫交換系統(tǒng)間提供通信連接的接口裝置以旁路電話的無線天線。
另一方面，本發(fā)明包含在移動電話和蜂窩電話呼叫交換系統(tǒng)間提供通信連接的接口裝置以旁路電話的無線天線，此裝置包含第一連接器，用來和蜂窩移動電話交換語音和數(shù)據(jù)信號，第二連接器，用來將此裝置連接到傳送線路上，和通過第二連接器交換上述語音和數(shù)據(jù)信號的裝置。
另外一方面，本發(fā)明包含用于蜂窩電話系統(tǒng)的電話，它包括處理電路和外部可訪問的連接器，此連接器被耦合到處理電路以與其交換基帶語音和數(shù)據(jù)信號，并具有耦合到處理電路以交換基帶語音和數(shù)據(jù)信號的無線頻率收發(fā)電路，此處理電路包括檢測外部可訪問連接器是否與輔助連接器通信的裝置，和當(dāng)外部可訪問連接器被如此連接時在處理電路的控制下將處理電路從收發(fā)電路上斷開的開關(guān)裝置。
最好，這樣的電話包括用于發(fā)送和接收語音和數(shù)據(jù)信號的r.f.電路，和另一個外部可訪問的連接器和開關(guān)裝置，其中開關(guān)裝置響應(yīng)施加到另一連接器上的信號以使r.f.電路失效。
另外一方面，本發(fā)明包含連接移動電話到蜂窩無線系統(tǒng)的呼叫交換系統(tǒng)上的方法，它包括在移動電話和蜂窩無線系統(tǒng)的固定部分之間建立一個獨立于蜂窩電話系統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)的附加通信通路的步驟。
接口裝置可以向移動電話提供一通信連接以用于基帶語音和控制數(shù)據(jù)信號。在此情況下，接口裝置可以包含一個用于遠(yuǎn)程發(fā)送語音和控制數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器。此調(diào)制解調(diào)器可包括撥號裝置，這樣，交換網(wǎng)絡(luò)如PSTN(公共交換電話網(wǎng)絡(luò))或ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))可被用作通信通路?；蛘?，通信通路可以包含一固定的點對點信號通路。這可以是租用線路，永久ISDN連接，有線電視(CATV)傳送線路或微波鏈路。
有益的是，接口裝置被安排來連接多個移動電話到呼叫交換系統(tǒng)上且通信通路的帶寬對于多個同時發(fā)生的呼叫是足夠的。
為使本發(fā)明可用已存在的移動電話裝置實現(xiàn)，接口裝置可以對連接提供移動電話的r.f.電路，以運載r.f.語音和數(shù)據(jù)信號。某些手提電話已經(jīng)設(shè)置了一個r.f.連接器以使它們和適配器一起用于車載操作中。
最好，通信通路包括一傳輸線路且接口裝置包括將電話的r.f.電路連接到傳輸線路上的裝置。更優(yōu)的是，通信通路包括點對點的微波鏈路和在傳輸線路上將信號傳輸?shù)轿⒉ㄦ溌返墓ぷ鞑ǘ沃喜奈⒉ㄦ溌飞辖邮盏降男盘杺鬏數(shù)揭苿与娫挼墓ぷ鞑ǘ紊锨覍⑺鼈兗拥絺鬏斁€路上的中繼裝置。這樣，提供連接到移動電話呼叫交換系統(tǒng)的電話和BTS(基本收發(fā)站點)的替代者兩者均可以實質(zhì)上未改變的軟件工作。實際上，只是BTS軟件需要改動且主要是關(guān)于其頻率合成器的控制。然而，如果一個中繼裝置被用于BTS中，甚至連這個改變也可被避免。如果這個"BTS"被直接連接到傳輸線路上，中繼裝置可被省略。
有益的是，接口裝置從多個移動電話的r.f.電路向傳輸線路提供一通信連接。
最好，接口裝置設(shè)置有用戶輸入裝置以使一個BTS的電話或ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))號碼能被輸入。在最簡單的情況中，這可以僅僅是一個數(shù)字鍵盤。然而，服務(wù)提供者可能希望使它的BTS的電話或ISDN號碼保密。在此情況下，接口裝置可用一加密數(shù)碼表編程。正確的號碼可根據(jù)用戶輸入的郵政編碼或郵區(qū)代碼被檢索并解密。另一種選擇是指導(dǎo)用戶利用他的移動電話呼叫中央站。此蜂窩系統(tǒng)可以識別出移動電話在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的位置且能下載正確的BTS電話號碼或ISDN號碼給移動電話。第一次將移動電話連接到接口裝置上可能會導(dǎo)致移動電話將下載的號碼傳輸?shù)浇涌谘b置上。
在多用戶實施例中，接口裝置可以包括一個或多個從一個或多個蜂窩移動電話接收基帶語音和數(shù)據(jù)信號的其他的通信連接器，和一個復(fù)用來自第一和其他連接器的信號的多路復(fù)用器，調(diào)制解調(diào)器被安排來傳輸多路復(fù)用器的輸出。
最好，接口裝置包括控制裝置和撥號裝置，其中控制裝置響應(yīng)來自第一連接器(和其他連接器，如果提供的話)的蜂窩電話數(shù)據(jù)信號，以使撥號裝置通過第二連接器輸出電話或ISDN撥號信號。
在下面描述的大多數(shù)實施例中，機械/電氣插頭和插座連接被用于提供電話和接口單元間的通信連接。然而，也可借助光(例如紅外)或超聲束提供連接，所述光或超聲束運載一數(shù)字信號(例如根據(jù)IrDA(紅外數(shù)據(jù)訪問)標(biāo)準(zhǔn)，最初開發(fā)用于連接便攜計算機與打印機等)或一模擬信號。
下面將結(jié)合附圖通過實例來描述本發(fā)明的實施例，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的蜂窩電話的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明對圖1中的蜂窩電話補充的接口單元的框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的蜂窩電話系統(tǒng)的固定元件的框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的基本收發(fā)站的呼叫處理裝置的框圖。
圖5描述了來自圖2中的接口單元的輸出的幀結(jié)構(gòu)。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的用戶裝置的另一個實施例的框圖。
圖7是圖6的接口系統(tǒng)的一個遠(yuǎn)程部分的框圖。
圖8是圖6的接口系統(tǒng)的中心部分的框圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個蜂窩電話的框圖；且圖10是根據(jù)本發(fā)明對圖9中的蜂窩電話補充的接口單元的框圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一個蜂窩電話的框圖。
圖12是和圖11中的電話一起使用的接口系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分的框圖。
圖13是和圖11中的電話與圖12和14中的接口系統(tǒng)一起使用的用戶裝置的框圖。
圖14是圖13中用戶裝置的接口系統(tǒng)的中心部分的框圖。
圖15是使用圖11中電話的蜂窩電話系統(tǒng)的框圖。
參考圖1，一個GSM(全球移動通訊系統(tǒng))蜂窩電話1包括耦合到天線3上的r.f.收發(fā)電路2，基帶信號處理和控制電路4，一個可充電的電池組5，一個開關(guān)6和一個插座7。處理和控制電路4有一個耦到r.f.收發(fā)電路2和插座7的第一個觸點7a上的數(shù)據(jù)輸出端子。處理和控制電路4的數(shù)據(jù)輸入端子4b被耦合到r.f.電路2和插座7的第二個觸點7b上。插座7的第三個觸點7c被耦合到處理和控制電路4的控制輸入上。電池組5被連接到插座7的第4和第5個觸點7d,7e上，它們分別是0V和+V電源線，以給電話1供電和給電池充電。電池組5的+V端子也被連接到處理和控制電路4和開關(guān)6的一個輸入端子上。開關(guān)6的輸出端子被耦合到r.f.電路2的+V輸入端子上。開關(guān)6的控制端子被耦合到處理和控制電路4的一個輸出上。
參考圖2，一個接口單元11包括一個控制電路12，一個包含鍵盤和顯示的用戶輸入單元13，一個V.24 9.6kbit/s的調(diào)制解制器14，一個電源單元15和一個插頭16。插頭16有5個與蜂窩電話1中插座7的觸點7a-7e相對應(yīng)的觸點16a-16e。插頭16的第一個觸點16a被耦合到控制電路12的一個數(shù)據(jù)輸入端子上且插頭16的第二個觸點16b被耦合到控制電路12的一個數(shù)據(jù)輸出端子上。在控制電路12和調(diào)制解調(diào)器14之間設(shè)置一個雙向串行連接18以用于調(diào)制解調(diào)器的控制和數(shù)據(jù)信號。插頭16的第三個觸點16c和第五個觸點16e被耦合到電源單元15的+V輸出上。插頭16的第四個觸點16d被耦合到接口單元的0V電源線上。用戶輸入單元13被耦合到控制電路12上以用于用戶命令的輸入和從控制單元12向用戶輸入單元13的顯示控制信號的輸出。電源單元15的+V輸出也被耦合到控制電路12、用戶輸入單元13和調(diào)制解調(diào)器14的+V輸入端子12a,13a,14a上。調(diào)制解調(diào)器14被耦合到電話線17上且電源單元15被安排從主電源19接收能量。
參考圖3,GSM蜂窩電話系統(tǒng)的一個BTS(基本收發(fā)站點)包括一個支架22，支持一個或多個天線23，和一個呼叫處理裝置24。呼收處理裝置24被連接到每個天線23，電話線25并以常規(guī)方式連接到BSC(基站控制器)26上。BSC26也以常規(guī)方式被連接到將GSM蜂窩電話系統(tǒng)連接到PSTN上的MSC(移動交換中心)27上。
參考圖4，呼叫處理裝置24包括一個控制器30，耦合到天線23上的r.f.收發(fā)電路31，和一個V.24 9.6Kbit/s的調(diào)制解調(diào)器32。調(diào)制解調(diào)器32被連接到電話線25上。呼叫處理裝置24的操作本質(zhì)上是常規(guī)的。這里可能有多個電話線和相關(guān)的調(diào)制解調(diào)器。然而，只有一個被清楚地表示出來。
參考圖5，接口單元11和BTS21之間的通訊使用了TDM(時分多路)方案，其中8個時間槽中的一個用于BCCH(廣播控制信道)，其他槽用于TCH(話務(wù)信道)。
從對圖1至圖5中示出的系統(tǒng)的操作的下列描述可以明顯看出與GSM BTS的常規(guī)操作的不同之處。如圖1所示，接口單元11位于用戶的家或辦公室中。為使接口單元11處于準(zhǔn)備使用狀態(tài)，必須用其電話號碼及BTS21的電話號碼將其編程。通常，BTS21在附近，以減少電話費。然而，如果本地BTS都被超負(fù)荷使用，例如在城市的中心，則較少使用的BTS(例如郊區(qū)的BTS)的電話號碼可被編程到接口單元11中。使用用戶輸入單元13輸入電話號碼。用于電話號碼自動撥號的裝置的編程在本領(lǐng)域廣為人知。不同的BTS，和因此不同的電話號碼，可根據(jù)一天中的時間被使用，以利用不同BTS的不同時間的空閑能力。
當(dāng)用戶移動時，他的移動電話1以通常方式與GSM網(wǎng)絡(luò)交互。然而，當(dāng)他到達(dá)一個具有接口單元11的地點時，他可通過一電纜(沒有示出)將接口單元11的插頭16連接到他的電話1的插座7上。假設(shè)此接口單元11已通電，處理和控制電路4檢測到插座7的第三個觸點7c上的電壓，由此來確定電話1已被連接到接口單元11上。借助連接7d/16d和7e/16e將電池5與電源15連接也使得電池被充電。
一旦處理和控制電路4確定電話1已經(jīng)被連接到接口單元11上，它發(fā)送控制信號到開關(guān)6，以使其打開，將r.f.電路2與接口單元11中的電池組5和電源15隔離開。處理和控制電路4也通過選擇另一控制程序或恒定數(shù)據(jù)來響應(yīng)插座7的第三個觸點7c上的電壓，以供從電話1到控制器30的信號通路中由PSTN和調(diào)制解調(diào)器14,32的使用引起的延遲所用。
如果電話1在連接到接口單元11上時被關(guān)機，它必須向蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)注冊。為實現(xiàn)此目的，處理和控制電路4產(chǎn)生常規(guī)的GSM注冊信號。此注冊信號不從天線3被傳送因為r.f.電路2不起作用。替代的是，它通過插座7和插頭16的第一個觸點7a,16a被輸出到接口單元11中。
控制電路12檢測到此注冊信號并識別它。響應(yīng)于此注冊信號，控制電路12指示調(diào)制解調(diào)器14去撥BTS21的電話號碼。
控制器30被調(diào)制解調(diào)器32告之電話線25上的呼叫信號并發(fā)送一個"應(yīng)答"命令到調(diào)制解調(diào)器32上。在進一步處理前，BTS21執(zhí)行一呼叫限制(screen)處理以檢測呼叫方確實是一接口單元。這可以通過"握手"過程包括接口單元11傳送它自己的電話號碼或一些其他的識別代碼到BTS21來方便地實現(xiàn)。接下來接口單元11利用BCCH槽將注冊信號轉(zhuǎn)給BTS21?？刂破?0以常規(guī)的方式響應(yīng)此注冊信號且電話1接著被注冊到蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)注冊信號完成以后，接口單元調(diào)制解調(diào)器14發(fā)送接口單元的電話號碼到BTS21，在那里控制器30將它和電話1的網(wǎng)絡(luò)ID一起存儲。當(dāng)接口單元的電話號碼被接收后，控制器30向調(diào)制解調(diào)器32發(fā)送一個"掛機"命令?？刂齐娐?2從調(diào)制解調(diào)器14接收一個"非載波"信號并返回一個"掛機"命令。
如果電話1在連接到接口單元11上時被開機，它不需要注冊。然而，它必須執(zhí)行一個位置更新。此位置更新以和注冊類似的方式被執(zhí)行。相似地，如果電話1在開機時從接口單元11被斷開連接，一旦當(dāng)它的r.f.電路2再次變成活動狀態(tài)時它必須執(zhí)行一位置更新。位置更新是GSM系統(tǒng)的常規(guī)方面。
來自電話1的呼叫現(xiàn)在將被描述。
當(dāng)用戶希望進行一次呼叫時，他以正常方式輸入被呼叫方的電話號碼到電話1中并按下SEND鍵。如果電話被連接到接口單元11上，控制電路12檢測來自電話1的呼叫建立信號(通過連接7a,16a接收)并使得調(diào)制解調(diào)器14向BTS21撥號。BTS的控制器30應(yīng)答此呼叫，如上所述。一旦在接口單元11和BTS21間的連接被建立起來，控制電路12將呼叫建立信號轉(zhuǎn)給BTS21。
當(dāng)控制器30從接口單元11接收到呼叫建立信號時，它從BSC26取得為此次呼叫分配的一個信道。BSC26將注意到電話1有一個專用信道且將因此分配此專用信道而不是進行常規(guī)的無線信道分配處理。此呼叫建立請求通過BSC26被傳送給MSC27。MSC27接著操作以在被呼叫方和BTS21之間以PSTN方式建立一連接。
控制器30連接此分配的信道到接口單元11上。盡管這是預(yù)先被設(shè)定的，它用來指示此呼叫已被建立。使用一個空的已分配信號是很方便的，因為當(dāng)電話1移動時它模仿了系統(tǒng)的操作。一旦此呼叫被建立起來，控制電路12將語音和控制數(shù)據(jù)從電話1轉(zhuǎn)給BTS21或相反。
當(dāng)呼叫完成時，控制器30和控制電路12拆除接口單元11和BTS21之間的連接。
對電話1的呼叫現(xiàn)在將被描述。
當(dāng)電話1被呼叫時，MSC識別出此被叫號碼與當(dāng)前注冊到BTS21上的一個電話相關(guān)，并通過BSC26發(fā)送此呼叫到BTS21上。BSC26首先通過專用信道將電話1的ID與它的移動單元列表進行核準(zhǔn)。BSC26在此表中找到電話的ID并相應(yīng)地修改其操作。發(fā)現(xiàn)此電話的ID在表中后，BSC26指示控制器30檢索此接口單元的電話號碼并使調(diào)制解調(diào)器32撥號。
接口單元11使調(diào)制解調(diào)器14應(yīng)答此呼叫，且一旦此連接被建立起來，控制器30發(fā)送一呼叫信號到接口單元11上。接口單元11識別此呼叫信號并通過插頭16和插座7的第二個插針16b,7b轉(zhuǎn)給電話1。接下來電話1進行響應(yīng)，就象正在從天線3接收該信號一樣，并開始振鈴。
用戶聽到電話1振鈴并按電話1上的應(yīng)答按鈕。電話1和控制器30則利用BCCH槽通過接口單元11交換信號以建立此呼叫。此信道的分配當(dāng)然是預(yù)定的。一旦在呼叫方和電話1之間的連接被建立起來，控制器12在電話1和BTS21之間轉(zhuǎn)送語音信號，或以相反方向，直到此次呼叫終止。
可以理解在接口單元和BTS21之間的PSTN連接25可以被一ISDN連接(52，圖6)替代。ISDN連接比PSTN連接提供更大的帶寬。所以，一個單一的ISDN連接可以被用來連接多個移動電話到BTS上。這樣的系統(tǒng)現(xiàn)在將被描述，參考圖1,3,6,7和8。為正確理解下面的實施例，電話1的信道編譯碼器應(yīng)當(dāng)被視為r.f.電路2(圖1)的組成部分。
參考圖6，一接口系統(tǒng)40包括一中央部分41和8個遠(yuǎn)程部分42a-42h。這些遠(yuǎn)程部分42a-42h的每一個都被相應(yīng)的傳送線路43a-43h連接到中央部分41上。
參考圖7，一個遠(yuǎn)程部分42a包括一個基帶數(shù)據(jù)收發(fā)器44，一個連接到主電源19上的電源單元45，和一個插頭46。插頭46有5個觸點46a-e，它們與蜂窩電話1的插座7的觸點7a-7e(圖1)相對應(yīng)并且與前面結(jié)合圖2描述的接口單元中插座16的觸點16a-16e具有相類似的功能。插頭46的第一個觸點46a被耦合到收發(fā)器44的數(shù)據(jù)輸入端子上且插頭46的第二個觸點被耦合到收發(fā)器44的數(shù)據(jù)輸出端子上。插頭46的第3個觸點46c和第5個觸點46e被耦合到電源單元45的+V輸出上。插頭46的第4個觸點46d被耦合到遠(yuǎn)程部分的0V電源線上。電源單元45的+V輸出也被耦合到收發(fā)器44的+V輸入端子上。收發(fā)器44也被耦合到遠(yuǎn)程部分42a和中央部分41間的傳送線路43a上。遠(yuǎn)程部分42b-42h與遠(yuǎn)程部分42a具有同樣的結(jié)構(gòu)。
參考圖8，中央部分41包括一個控制電路47，一個用戶輸入單元48，一個9-1的多路復(fù)用器49和一調(diào)制解調(diào)器50。用戶輸入單元48被耦合到控制電路47上且能使用戶用BTS21的ISDN號碼對接口系統(tǒng)編程。用戶輸入單元48包括一個顯示器，在其上為接口系統(tǒng)顯示狀態(tài)信息。
控制電路47被耦合到每一條傳送線路43a-43h上以和遠(yuǎn)程部分42a-42h的電話進行通訊。9條并行數(shù)據(jù)線51將控制單元47連接到多路復(fù)用器49上。多路復(fù)用器49的公共端子連接到為ISDN線路52提供一連接的調(diào)制解調(diào)器50上，以向BTS21提供連接，來替代圖3所示的PSTN連接25?？刂凭€53,54連接控制電路47到多路復(fù)用器49和調(diào)制解調(diào)器50上。
一個ISDN2連接(即有2個64kbit/s的"B"(承載)信道和一個16kbit/s的"D"(信令)信道)在此處被描述，且有足夠的能力支持8個遠(yuǎn)程部分42a-42h。如果需要更高的容量，一個ISDN30連接(30個B信道，1個D信道和1個同步信道，全部64kbit/s)可被使用。
控制電路47和多路復(fù)用器49之間的9條數(shù)據(jù)線51中，8條與相應(yīng)的遠(yuǎn)程部分42a-42h對應(yīng)而第9條被用于BCCH信號。連接到BTS上的ISDN2連接的2個B信道可以運載全部8個TCH,BCCH信號在D信道被運載。在ISDN2連接中不同的信道是時分多路復(fù)用的。
在圖8描繪的實施例中，中央部分41的信號通路和多路復(fù)用器49是雙向的。然而可以理解，分離的通路和多路復(fù)用器可被用于來自或到達(dá)BTS的信號。
參考圖1,3,6,7和8，此實施例的操作將被描述。
當(dāng)電話1被首先連接到，例如，接口系統(tǒng)40的遠(yuǎn)程部分42a上時，它必須向蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)注冊或執(zhí)行一位置更新。為做到這點，處理和控制電路4產(chǎn)生常規(guī)的GSM注冊或位置更新信號。此信號不從天線3被傳送因為r.f.電路是不可用的。然而，通過插座7的第一個觸點7a它被輸出到遠(yuǎn)程部分42a上。
接下來此信號被數(shù)據(jù)收發(fā)器44沿著傳送線路43a轉(zhuǎn)給接口系統(tǒng)的中央部分41?？刂齐娐?7檢測此信號并將它識別為此情況下的注冊或位置更新信號。響應(yīng)于此信號，控制電路47首先確定是否此接口系統(tǒng)已經(jīng)被連接到BTS21上。如果一連接已經(jīng)存在，控制電路47傳送此信號到多路復(fù)用器49。當(dāng)多路復(fù)用器49選擇合適的輸入線路51時，此信號被供應(yīng)給調(diào)制解調(diào)器，后者通過ISDN2連接52將它傳送給BTS21。
然而，如果控制電路47確定一ISDN連接需要被建立，它指示調(diào)制解調(diào)器50撥BTS21的ISDN號碼。在BTS21上，控制器30被調(diào)制解調(diào)器32通知有ISDN線路25上的呼叫并發(fā)送一"應(yīng)答"命令到調(diào)制解調(diào)器32。接口系統(tǒng)的中央部分41接下來利用ISDN2的D信道將注冊或位置更新信號轉(zhuǎn)給BTS21?？刂破?0以常規(guī)方式響應(yīng)注冊或位置更新信號，且如果需要，此電話接著被注冊到蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)注冊或位置更新信號被完成以后，控制電路47發(fā)送接口系統(tǒng)的ISDN號碼和用于遠(yuǎn)程部分42a的信道到BTS21上，在那里控制器30將它們與電話1的網(wǎng)絡(luò)ID存儲到一起。接口系統(tǒng)40的指示，用于遠(yuǎn)程部分42a的信道和電話1的網(wǎng)絡(luò)ID被傳送到BSC26上。如果不再被請求，接口系統(tǒng)40和BTS21之間的連接52將被斷開。
因為電話1不在常規(guī)方式下操作，且實際上有一分配給它的專用信道，當(dāng)電話1正在被呼叫時，BSC26必須識別并從常規(guī)的信道分配處理中離開。
來自例如在遠(yuǎn)程部分42a處的電話1的呼叫現(xiàn)在將被描述。
當(dāng)用戶希望進行呼叫時，他以常規(guī)方式輸入被呼叫方的電話號碼到電話1中并按SEND鍵。如果電話1被連接到一個遠(yuǎn)程部分例如42a上，呼叫建立信號借助連接7a,46a和遠(yuǎn)程部分42a被發(fā)送到中央部分41處，在那里它們被控制電路47檢測。如果接口系統(tǒng)已經(jīng)被連接到BTS21上，呼叫建立信號馬上被提供到準(zhǔn)備在合適的TDM槽中傳送的多路復(fù)用器49上。
然而，如果一連接需要被建立，控制電路47使得調(diào)制解調(diào)器50撥號BTS21。BTS的控制器30象上面描述的那樣應(yīng)答此呼叫。一旦接口系統(tǒng)和BTS21之間的連接已經(jīng)被建立，控制電路47利用D信道將呼叫建立信號轉(zhuǎn)給BTS21。
當(dāng)控制器30從接口系統(tǒng)接收到呼叫建立信號時，BSC26為此呼叫分配一信道。然而，BSC26將注意到電話1有一專用信道并因此分配此專用信道而不是象常規(guī)無線信道分配處理那樣處理。建立呼叫的請求從BSC26被傳送到MSC27中。MSC27接著操作以借助PSTN在被呼叫方和BTS21之間建立一連接。
控制器30連接此分配信道到接口系統(tǒng)上。盡管這是預(yù)定的，它用來指示此呼叫已被建立。使用一個空的已分配信號是很方便的，因為當(dāng)電話1移動時它模仿了系統(tǒng)的操作。一旦此呼叫被建立起來，控制電路47利用為語音數(shù)據(jù)分配的TCH和為控制信號分配的D信道將語音和控制數(shù)據(jù)從電話1轉(zhuǎn)給BTS21或相反。
當(dāng)呼叫被完成且任意一方掛機后，控制器30和控制電路47釋放接口系統(tǒng)40和BTS21之間的ISDN信道。如果僅有此信道被使用，接口系統(tǒng)40與BTS21之間的ISDN連接也可以被釋放。在此釋放發(fā)生前可能有一延遲，以使用戶當(dāng)?shù)谝淮吻宄篑R上想再次進行呼叫成為可能。
對電話1的呼叫現(xiàn)在將被描述。
當(dāng)電話1被呼叫時，MSC識別出此被叫號碼與當(dāng)前注冊到BTS21上的一個電話相關(guān)，并通過BSC26發(fā)送此呼叫到BTS21上。BSC26首先通過專用信道將電話1的ID與它的移動單元列表進行核準(zhǔn)。BSC26在此表中找到電話的ID并相應(yīng)地修改其操作。發(fā)現(xiàn)此電話的ID在表中后，BSC26指示控制器30檢索此接口單元40的ISDN號碼。如果此ISDN連接沒有打開，它接下來使調(diào)制解調(diào)器32對其撥號，且接口系統(tǒng)40接著使調(diào)制解調(diào)器14應(yīng)答此呼叫。一旦此ISDN連接被打開，或者如果它已經(jīng)被打開，控制器30被告知被BSC26分配給電話1的ISDN連接信道。這指示哪個TDM槽必須用于此被呼叫電話。
最好，這樣的一個電話包括傳送和接收語音和數(shù)據(jù)信號的r.f.電路，另一個外部可訪問的連接器和交換裝置，其中此交換裝置響應(yīng)施加到該另一個連接器上的信號以使r.f.電路無效。
一旦連接被建立起來，控制器30發(fā)送一空的信道分配信號到接口系統(tǒng)。此接口單元11識別此空的信道分配信號并通過傳送線路43a將其轉(zhuǎn)給電話1。電話1如同它正在從天線3接收此信號一樣進行響應(yīng)并開始振鈴。
用戶聽到電話1振鈴并按電話1上的應(yīng)答按鈕。電話1和控制器30則通過接口系統(tǒng)交換信號以建立此呼叫。一旦在呼叫方和電話1之間的連接被建立起來，控制器47在已分配的TCH中在電話1和BTS21之間轉(zhuǎn)送語音信號，或以相反方向，直到此次呼叫終止。
可以理解，上面描述的撥號連接可以被從另一操作者處租用的線路或蜂窩網(wǎng)絡(luò)操作者擁有的專用線路替代，以在接口單元或系統(tǒng)與BTS之間提供一永久的連接。
替代圖1,2和7中描述的電氣/機械的插頭和插座連接7/16和7/46，移動電話和接口單元之間的連接可以通過超聲和光(例如紅外線)進行連接，現(xiàn)在將參考圖9和10描述如下，其中與圖1和2中具有同樣特征的部分被賦以相同的參考數(shù)字。
參考圖9，蜂窩電話1a類似于已結(jié)合圖1描述的電話，除了插座7被一超聲或光天線(傳感器/發(fā)射機)96所替換，并通過一合適的收發(fā)器97連接到處理和控制電路4和r.f.電路2上。
參考圖10，接口單元11a類似于結(jié)合圖2描述的接口單元，除了插頭16被一超聲或光天線(傳感器/發(fā)射機)98所替換，以配合電話1a中的天線96，并通過一合適的收發(fā)器99連接到控制電路12上。
收發(fā)器97,99將從控制單元4,12接收的基帶信號(常規(guī)的模擬信號，或數(shù)字信號，正常地從天線3發(fā)射和接收)分別轉(zhuǎn)換成適合于由天線96,98發(fā)送的信號。這些信號可能僅僅是光或超聲載波的調(diào)制，或它們可能被收發(fā)器97,99轉(zhuǎn)換成一數(shù)字格式如上面引用的IrDA協(xié)議。這些信號接下來被天線96,98發(fā)送。被天線96,98接收的信號被相應(yīng)的收發(fā)器97,99再次轉(zhuǎn)換成基帶模擬或數(shù)字信號，以被控制單元4,12相應(yīng)地進行進一步的處理和繼續(xù)向前傳送。
本系統(tǒng)的操作與圖1和2的很類似。然而，因為移動電話1a和接口單元11a之間沒有電氣連接，對電話1a沒有外部能源供應(yīng)，因此與電源連接7c/16c；7d/16d；7e/16e不等同。這有兩種結(jié)果。第一，電池5不能通過接口單元11a被充電(獨立的電池充電裝置是必須的)。如圖9示出的電池正輸出能量到不同部分4,97等。而且，對連接的出現(xiàn)的檢測不能象圖1(連接7c)中的實施例那樣通過檢測電壓的出現(xiàn)來進行。代之以，控制裝置4被安排來響應(yīng)輸入4b上的信號的出現(xiàn)(被天線96接收)以控制開關(guān)6?；蛘唛_關(guān)可以手動控制。
圖7中的設(shè)置可能如圖10所示適于一光或超聲連接以類似于圖2的方式利用。
在上述實施例中，"陸線"被用于連接接口單元或系統(tǒng)到BTS上。參考圖11,12,13,14和15，另一個實施例現(xiàn)在將被描述，它在接口系統(tǒng)和BTS之間使用了無線連接。
參考圖11，一基本上是常規(guī)結(jié)構(gòu)的蜂窩電話61，包括一電池組62，信號處理和控制電路63和r.f.電路64。然而，電話61進一步包括一有三個簡單觸點65a,65b,65c的連接器65，一同軸插座65d，和一r.f.開關(guān)電路66。連接器65的第一個觸點65a被耦合到處理和控制電路63的一控制輸入上。第二個和第三個觸點65b,65c被分別連接到電池組62的負(fù)和正端子上。r.f.開關(guān)電路66根據(jù)來自處理和控制電路63的控制信號被安排來連接r.f.電路64到天線67或同軸插座65d上。連接器65的第一個觸點65a被連接到處理和控制電路63的控制輸入上。當(dāng)處理和控制電路63檢測到連接器65的第一個觸點65a上的電壓時，它發(fā)送一控制信號到r.f.開關(guān)電路66以連接r.f.電路64到同軸插座65d而不是天線67上。連接65b/73b和65c/73c允許電池5從電源單元72充電。
參考圖12，接口系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分71包括一連接到主電源19的主電源單元72，和適合與電話61的連接器65合作的連接器73。連接器73的第一個和第三個觸點73a,73c被連接到電源單元72的+V輸出上而連接器73的第二個觸點73b被連接到電源單元72的0V輸出上。連接器73包括一同軸插頭74。傳送線路75通過遠(yuǎn)程部分71擴展并通過抽頭76和傳送線75的分支77被耦合到同軸插頭74上。
參考圖13，多個接口系統(tǒng)遠(yuǎn)程部分71a-71c沿著傳送線路75例如同軸電纜被間隔開。接口系統(tǒng)的中央部分79被連接到傳送線路75的一個端點上。一終端阻抗78被連接到傳送線路75的另一個端點上。
參考圖14，接口系統(tǒng)的中央部分79包括一將來自傳送線路75的信號變換到微波波段且將微波信號變換到適于電話61所用波段的頻率變換器80，一微波功率放大器81以放大來自變換器80的微波信號，一微波預(yù)放大器82用來在施加到變換器80之前放大接收到的微波信號和一個耦合到功率放大器81的輸出、預(yù)放大器82的輸入和盤狀天線84波導(dǎo)上的雙工器83。
參考圖15，盤狀天線84被安裝到建筑物85上，例如一辦公室，與BTS87上的另一個盤狀天線86對準(zhǔn)。傳送線路75貫穿建筑物85擴展。BTS87包括一用于常規(guī)GSM通訊的UHF天線88和一呼叫處理裝置87a。呼叫處理裝置87a被連接到BSC90，其依次被連接到MSC92上，以提供對PSTN的連接。
因為接口系統(tǒng)僅僅變換電話61工作所處的頻段，BTS87實際上可以是2個BTS，一個使用UHF天線88在常規(guī)UHF GSM頻段工作，另一個使用盤狀天線86在微波頻段中工作。
在上述實施例中，接口單元或系統(tǒng)對具有天線以在其蜂窩中與移動裝置進行通訊的常規(guī)的BTS站點提供通訊。然而，接口單元或系統(tǒng)與之通訊的那個“BTS”，根據(jù)本發(fā)明可被單獨設(shè)置以和接口單元或系統(tǒng)進行通訊。這樣，在大的辦公設(shè)備上，可能期望在設(shè)備上裝有"BTS"并避免對電話，ISDN，租用線路或微波連接的需求。
已知適配器允許手提移動電話被用于車載裝置中。這些系統(tǒng)經(jīng)常提供一麥克風(fēng)和擴音器以允許電話的免提操作?？梢岳斫獯嗽O(shè)置可和本發(fā)明一起使用?；蛘?，根據(jù)本發(fā)明，接口單元或接口系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分設(shè)置一聽筒以替代移動電話(當(dāng)它與接口單元或接口系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分對接時)的麥克風(fēng)和擴音器。如果用戶不需要使用移動電話自身的麥克風(fēng)和擴音器，不需要連接電纜它可被直接插入到接口單元或接口系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分。
GSM術(shù)語在上述描述中被使用。然而，本發(fā)明不局限于GSM系統(tǒng)且也適用于其他系統(tǒng)，包括DAMPS(數(shù)字高級移動電話系統(tǒng))，DCS1800(數(shù)字通訊系統(tǒng)1800MHz)，PCS1900(個人通訊系統(tǒng)1900MHz)，日本PDC(個人數(shù)字蜂窩)，美國IS-96CDMA,UMTS(通用移動電話系統(tǒng))和FPLMTS(未來公共陸地移動電話系統(tǒng))。另外，本發(fā)明可被應(yīng)用到與固定智能系統(tǒng)交互的DECT(數(shù)字歐洲無繩電話)CT2和日本個人手提電話系統(tǒng)。本發(fā)明進一步適用于模擬蜂窩電話系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1．一種蜂窩電話系統(tǒng)，包括一個獨立于蜂窩電話系統(tǒng)中的蜂窩系統(tǒng)的附加通信通路(17,75,84)，它處在移動電話(1,61)和移動電話呼叫交換系統(tǒng)(21,26,27,87,90,92)之間，該通信通路包括一接口裝置(11,41,42a…42h；71；79)，用于在移動電話和呼叫交換系統(tǒng)之間提供通訊連接，以旁路電話的無線天線(3,67)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩電話系統(tǒng)，其中接口裝置通過一光或超聲通訊連接(96,98)與移動電話通訊。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩電話系統(tǒng)，其中接口裝置通過一電氣連接(7,16；7,46；65,73)與移動電話通訊。
4．根據(jù)權(quán)利要求1,2或3的蜂窩電話系統(tǒng)，其中接口裝置向移動電話提供一通訊連接(16,45,98)用于基帶語音和控制數(shù)據(jù)信號。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的蜂窩電話系統(tǒng)，其中接口裝置包括一調(diào)制解調(diào)器(14,50)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的蜂窩電話系統(tǒng)，其中通信通路包括一交換網(wǎng)絡(luò)。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的蜂窩電話系統(tǒng)，其中通信通路包括一固定的點對點信號通道。
8．根據(jù)權(quán)利要求6或7的蜂窩電話系統(tǒng)，其中設(shè)置了接口裝置(41,42a…42h；71；79)以向多個移動電話提供對呼叫交換系統(tǒng)的通訊連接，且通信通路的帶寬對于多個并發(fā)的呼叫是足夠的。
9．根據(jù)權(quán)利要求1或3的蜂窩電話系統(tǒng)，其中接口裝置向通訊連接(74)提供移動電話的r.f.電路(64)用于r.f.語音和數(shù)據(jù)信號。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的蜂窩電話系統(tǒng)，其中通信通路包括一傳送線路(75)且接口裝置包括用于連接上述r.f.電路到傳送線路上的裝置(74,76,77)。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的蜂窩電話系統(tǒng)，其中通信通路包括一點對點微波連接(84,86)和用于將傳送線路(75)上的信號轉(zhuǎn)換成微波連接的工作頻段，并將從微波連接上接收的信號轉(zhuǎn)換成移動電話的工作頻段并把它們施加到傳送線路(75)上的變換裝置(80)。
12．根據(jù)權(quán)利要求9,10或11的蜂窩電話系統(tǒng)，其中接口裝置(71a…71c；78)從多個移動電話的r.f.電路向傳送線路(75)提供一連接。
13．在移動電話(1)和蜂窩電話呼叫交換系統(tǒng)(21,26,27)之間提供通訊連接以旁路電話的無線天線(3)的接口裝置，此裝置包括用于和蜂窩移動電話交換語音和數(shù)據(jù)信號的第一連接器(16,46,73,98)，用于將此裝置連接到傳送線路(17,52,75)上的第二連接器和用于通過第二連接器交換上述語音和數(shù)據(jù)信號的裝置。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的接口裝置，其中第一連接器(16,46,73)通過一電氣連接(7,16；7,46；65,73)與移動電話進行通訊。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的接口裝置，進一步包括電源裝置(15,45,72)以通過第一連接器(16,46,73)向移動電話提供電能。
16．根據(jù)權(quán)利要求13的接口裝置，其中第一連接器(98)被設(shè)置用來通過一光或超聲載波來交換語音和數(shù)據(jù)信號。
17．根據(jù)權(quán)利要求13,14,15或16中任何一個的接口裝置，其中第一連接器(16,46,98)被設(shè)置來和移動電話交換基帶信號，且通過第二連接器交換上述信號的裝置是一調(diào)制解調(diào)器(14,50)。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的接口裝置，包括控制裝置(12,47)和撥號裝置(14,50)，其中控制裝置響應(yīng)來自第一連接器的蜂窩電話數(shù)據(jù)信號以使撥號裝置通過第二連接器輸出電話或ISDN撥號信號。
19．根據(jù)權(quán)利要求17或18的接口裝置，包括一個或多個其他連接器(46)以和其他蜂窩移動電話交換語音和數(shù)據(jù)信號，和一個用于復(fù)用來自第一或其他連接器的信號的多路復(fù)用器(49)，其中調(diào)制解調(diào)器(50)被設(shè)置來傳送多路復(fù)用器(49)的輸出。
20．一種用于蜂窩電話系統(tǒng)的電話，包括處理電路(4)和一外部可訪問的連接器(7,96)，連接器被耦合到處理電路以與其交換基帶語音和數(shù)據(jù)信號，并具有無線頻率收發(fā)電路(2)用來耦合到處理電路以與其交換基帶語音和數(shù)據(jù)信號，處理電路包括用于檢測外部可訪問的連接器(7,96)是否與附加連接器通訊的裝置，和當(dāng)外部可訪問的連接器被如此連接時在處理電路控制下從收發(fā)電路上斷開此處理電路的開關(guān)裝置(6)。
21．根據(jù)權(quán)利要求20的電話，包括用于傳送和接收語音和數(shù)據(jù)信號的r.f.電路(2)，和開關(guān)裝置(6)，以響應(yīng)施加到連接器(7,96)上的信號以使r.f.電路無效。
22．根據(jù)權(quán)利要求20或21的電話，其中第一連接器(16,46,73)通過一電氣連接(7；65)與移動電話通訊。
23．根據(jù)權(quán)利要求22的電話，進一步包括一電源連接以通過電氣連接(7,65)向移動電話提供電源。
24．根據(jù)權(quán)利要求20或21的電話，其中外部可訪問的連接器(96)被設(shè)置用來通過一光或超聲載波來交換語音和數(shù)據(jù)信號。
25．一種用于將一移動電話連接到蜂窩無線系統(tǒng)的呼叫交換系統(tǒng)上的方法，包括通過使移動電話與接口裝置通訊而在移動電話和蜂窩無線系統(tǒng)的固定部分之間建立一獨立于蜂窩電話系統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)的附加通信通路的步驟，此接口裝置通過一通信通路被連接到蜂窩無線系統(tǒng)上。
26．根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中移動電話和接口裝置之間的通訊使移動電話的收發(fā)器功能無效。
27．根據(jù)權(quán)利要求25或26的方法，其中通信通路包括一交換網(wǎng)絡(luò)，且此方法包括在移動電話和蜂窩無線系統(tǒng)的固定部分之間分配交換網(wǎng)絡(luò)上的通道的步驟。
28．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中通信通路是在已存在的高帶寬交換連接上的信道。
29．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中一呼叫通過設(shè)置一交換連接被設(shè)置。
30．根據(jù)權(quán)利要求28或29的方法，其中當(dāng)一呼叫終止時，交換連接僅在下列兩種情況均滿足時被釋放當(dāng)前交換連接中沒有其他信道被使用，且在呼叫結(jié)束的預(yù)定期間內(nèi)，沒有發(fā)向或來自移動電話的其他呼叫或呼叫企圖出現(xiàn)。
31．根據(jù)權(quán)利要求25或26的方法，其中通信通路包括一固定的點對點信號通道。
32．根據(jù)權(quán)利要求25到31中任何一個的方法，其中固定部分是一個蜂窩無線基本收發(fā)站點，此基本收發(fā)站點具有信道分配裝置用于分配移動電話到信道上以建立發(fā)向和來自上述移動電話的呼叫，其中當(dāng)一個發(fā)向移動電話的呼叫通過蜂窩系統(tǒng)被建立時，一個從多個被分配到此蜂窩的信道中選擇出來的具有相關(guān)無線頻率信道的信道被分配，而當(dāng)一個發(fā)向移動電話的呼叫通過附加通信通路被建立時，此呼叫被分配給一個與此無線頻率信道不相關(guān)的專用信道。
33．根據(jù)權(quán)利要求25到32中任何一個的方法，其中移動電話和接口裝置之間的通訊借助于光或超聲載波。
34．根據(jù)權(quán)利要求25到32中任何一個的方法，其中移動電話和接口裝置之間的通訊借助于電氣連接。
35．一種蜂窩電話系統(tǒng)，基本上如參考附圖所述。
36．一接口裝置，基本上如參考附圖所述。
37．一種連接移動電話到蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)的呼叫交換系統(tǒng)上的方法，基本上如參考附圖所述。
全文摘要
蜂窩電話(1)被提供以一個連接器(7)來連接它到接口單元(11)上。此接口單元(11)可以和電話(1)交換語音和數(shù)據(jù)信號并提供電源。當(dāng)電話(1)被連接到接口單元(11)上時,它的天線(3)實際上是無效的。此接口單元(11)通過一通信通路而不是蜂窩電話系統(tǒng)的常規(guī)蜂窩設(shè)置在電話(1)和BTS之間提供一連接。此通信通路可以包括電話或ISDN連接,租用線路,點對點微波鏈路或同軸電纜。在電話和ISDN線路和租用線路的情況下,基帶語音和數(shù)據(jù)信號在電話(1)和接口單元(11)之間傳送,且調(diào)制解調(diào)器(14)被用于通過此通信通路傳送和接收這些信號。如果一微波鏈路或同軸電纜被使用,r.f.語音和數(shù)據(jù)信號可以在電話和接口單元(11)之間傳送。一單一接口單元可以被用于為多個電話提供連接。
文檔編號H04M3/00GK1214180SQ97193198
公開日1999年4月14日 申請日期1997年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月26日
發(fā)明者伊恩·戈茨 申請人:英國電訊有限公司