CN1203006A - 建立无线电信连接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建立从产生无线用户连接的无线系统的用户站(1,9)到公共交换电话网(PSTN)的电信连接的方法,方法中接收来自用户站的呼叫请求。为了获得比以前更快速和更简单的连接建立,从通向PSTN交换机(7)的数据转发通道(12)中预留一个业务信道供发出呼叫请求的用户站(1)使用,建立与PSTN交换机(7)的连接,向用户站(1)发送确认消息,在PSTN交换机(7)和用户站的用户接口(2)之间连接一个话路,由此,PSTN交换机(7)送出的声音信号直接沿话路发送到用户站(1)的用户接口(2),用户站的用户接口(2)供给的拨号送到PSTN交换机(7)。

Description

建立无线电信连接的方法

本发明涉及在无线系统中建立电信连接以形成从无线用户到公共交换电话网的连接的方法，该方法中：接收来自用户站的呼叫请求，建立与PSTN交换机的连接，向用户站发送确认消息，在PSTN交换机和用户站的用户接口之间连接一个话路，由此，由PSTN交换机送出的声音信号沿话路向前到达用户站的用户接口，由用户站的用户接口输出的拨号前向送到PSTN交换机。本发明进一步涉及构成无线用户连接的无线系统，该系统包括：用户站中至少有一个包含利用射频信号将呼叫请求发送到用户网络单元的装置，用户网络单元包含将确认消息发送到用户站、用于建立与PSTN交换机通信连接和在PSTN交换机和用户站的用户接口之间连接一个话路的装置。由此，用户网络单元在话路上将PSTN交换机送出的声音信号向前送到用户站的用户接口并且把由用户站的用户接口输出的拨号送到PSTN交换机。

本发明涉及WLL系统(无线本地环路)，也就是涉及提供一个无线本地环路的无线系统。在这个系统中，用户站经基站和WLL用户网络单元通过无线连接连到PSTN交换机上。有可能将任何常规类型的用户接口，即电话设备，连接到WLL系统上。这样，无线路径对用户就是透明的。

用户站在这里是指用户可获得的用于发送和接收数据信号的设备，比如在WLL用户站的情况下，用户站包括由一射频部分和电信适配器组成的终端设备，还有连到终端设备上的用户接口，象电话设备、远程传真、计算机调制解调器组合装置或类似设备。

现有技术的WLL系统通常基于某种蜂窝无线系统。由此，蜂窝无线系统的交换机除了从交换中去掉不必要的特征外，象WLL的用户网络单元一样，被用作系统功能的基础。这样，WLL系统的信令与作为WLL系统基础的蜂窝无线系统的信令就尽可能地对应了，并且所讨论的蜂窝无线系统的移动台也将被用到。

前面已知的WLL系统中，将一个信号发生器集成到WLL用户站中以在呼叫建立时产生输送到用户接口的声音信号。换句话说，当用户接口进入“摘机”状态，WLL终端设备的信号发生器向用户接口输出一个忙音(如果无线连接较差)或拨号音。在现有技术系统中，一旦用户通过用户接口输出了希望的拨号，用户站在最后一个数字拨完后持续六秒时间后开始呼叫建立。换言之，由于用户站不能分析由用户接口输出的串行数字，上面提到的六秒的时间监测对于用户站用于判断拨号何时完成是必要的。当六秒的时间监测终止时，也就是说，用户站在最后六秒期间未收到任何拨号，用户站将缓存的拨号以数字帧格式送到用户网络单元。用户网络单元通过MFT转换器(多频单音)将收到的帧转换为单音拨号并向前送到交换机。一旦用户网络单元将拨号送到交换机，它就向用户站送一个确认信号，并在交换机和用户站间连接一个话路。

上述系统最显著的弱点在于用户站的用户不能听到交换机送出的声音信号。例如，在用户站的用户起初通过用户站的用户接口编程了一个呼叫转移并且无意中忘记取消呼叫转移的情况下，当建立一个新呼叫时，通常由PSTN交换机发送一个不同于正常拨号音的声音信号。所述声音信号的目的是为了向用户表明呼叫转移在继续。由于在上述的WLL系统中，由交换机输出的声音信号在呼叫建立期间不是向前到达用户，所以讨论中的用户站的用户听不到任何阶段为它提供的声音信号。

本发明的目的是解决上述问题并提供呼叫建立的改进方法，它比以前的方法要快并且其中由PSTN交换机发送的声音信号在呼叫建立期间也送给用户。根据本发明，该目的用一种方法获得，该方法的特征在于在无线系统的呼叫信道上传送无线系统的至少一个空闲业务信道的标识符，并且用户站用于接收空闲业务信道的所述标识符和在所述的空闲业务信道上传送所述呼叫请求。

本发明进一步涉及应用本发明的方法的无线系统。本发明的无线系统的特征在于：无线系统包含在无线系统的呼叫信道上传送无线系统的至少一个空闲业务信道的标识符的装置，并且用户站包含接收在呼叫信道上传送的空闲业务信道的标识符并且利用呼叫信道上的所提到的业务信道来将所述的呼叫请求传送到用户网络单元的装置。

本发明是基于下面的想法：即由于用户网络单元直接在其呼叫信道上通报在那个特定时刻哪一个业务信道空闲，用户站能够立即在空闲信道上与用户网络单元取得联系。这样，在呼叫建立期间，与现有技术方案相比，节省了大量时间。在现有技术方案中用户网络单元通过它的呼叫信道通报它已获得的所有业务信道，而不管在相关信道上是否有业务，由此，用户站必须轮流访问业务信道，进行测试测量以便找到一个空闲业务信道。这样，当用户网络单元进一步准备与PSTN交换机建立连接和在收到呼叫请求后能尽可能快地确认来自用户站的呼叫请求，以便在收到呼叫请求后，几乎马上就(实际上在几秒之内)在PSTN网络和用户网络单元之间连接一个话路，这样能够确保PSTN交换机送出的所有声音信号能被用户站的用户听到。除此而外，在声音信号/声音信号组之后的由用户送出的拨号也能足够远地向前到达PSTN交换机，去作分析。

本发明的方法和系统最明显的优点在于：用户肯定可以听到给他的声音信号，用户送出的拨号不必在用户网络单元中以某种方式被分析，这样它可能获得比以前更简单的用户网络单元结构，并且呼叫建立所需时间缩短，原因是不必用任何类型的有时间要求的时间监测功能，并且几乎在用户拨完最后一个数字的那个时刻，呼叫就被交换了。而且，由于用户听到由PSTN交换机送出的所有声音信号，并且用户实现的拨号被传送到PSTN交换机，在正常固定电话网中可获得的所有服务和功能将以在固定电话网中同样的方式提供给用户。

在建立与PSTN网络的交换机的连接时，用户网络单元首先从数据传输通道中分配一个业务信道给发出呼叫请求的用户站使用。如果用户网络单元和PSTN交换机之间的连接是开放的运用2Mbit/s PCM系统的V2-或V1.5-型复用器连接，通常从该连接中为每个用户确定一个独立的时隙，由此，用户网络单元为来自用户站的出局呼叫预留该时隙，以避免与PSTN交换机可能同时切换的终接呼叫引起冲突情形。

如果，反过来所讨论的是V5.2-型连接，由于多个用户站轮流使用相同的时隙，就不必从PCM连接中为每个用户站确定一个独立的时隙。这使得下面的事实成立，即用户站的数目会明显大于用户网络单元和PSTN交换机之间数据转发连接上的业务信道的数目。然而，在那种情况下，就不可能将一个呼叫同时发送给所有的用户。当涉及到V5.2-型连接，用户网络单元预留空闲业务信道中的一个，即时隙，供发出呼叫请求的用户站使用。假定找不到空闲业务信道，呼叫建立就失败了。

本发明的优选实施例出现在所附从属权利要求2和4-9中。

下面，参考附图，用一些本发明的优选实施例来对本发明进行更详尽的描述。附图中：

图1为本发明的系统的第一优选实施例的方框图；

图2为本发明方法的第一优选实施例的图解说明；

图3A和3B为本发明方法的第二优选实施例的图解说明。

图1为本发明无线系统的第一优选实施例的方框图。图1表明应用本发明方法的WLL系统的一部分。图1所示的WLL系统是基于通过去掉不必要的特征得以简化的NMT-450i系统。基站5对应NMT-450i(Nordisk Mobil Telefon)蜂窝无线系统的部分。从信令的观点看，用户站1实现的功能与NMT-450i系统通常的用户站相同。通过基站和用户网络单元6，假定网络操作者以发送该电话的呼叫为目的，对用户网络单元6进行了编程，也可能发送常规NMT-450i系统的移动台9的呼叫。

图1所示的用户站1包括一个电话机2和终端设备3.如图1所示的电话机2为连接到固定电话网上并且使用单音(tone)拨号的常规电话。电话机2和终端设备3在图1中用一双导线4连接，通过导线可以在电话机2和终端设备3之间传送信号。终端设备包含使话路适应于无线信道的信号处理装置。此类信号处理装置包括一个无线部分11，该无线部分包括天线8、无线发射机和无线接收机和使无线部分适应常规电话2的电信适配器10。

用户站1经天线8靠射频信号与基站5(在图中所示3个基站BS)连接，发出的呼叫经所述的基站送到用户网络单元6并进一步到PSTN网络(公共交换电话网)的交换机7，即到固定电话网的交换机7。图1的情况中，依靠应用2Mbit/s PCM(脉冲编码调制)系统的开放(open)CCITTQ.512 V2-型复用器接口，用户网络单元6被连接到本地交换机上。

图1所示的用户网络单元6除了WLL系统操作不必要的特征(例如分析从用户站1或9发出的数字数据的能力)被去掉外，在很大程度上对应了NMT-450i系统的MTX交换机。遵照本发明，该拨号可以直接在从用户站的用户接口到PSTN交换机7的话路上直接传送。

用户网络单元6包含从连接PSTN交换机7的数据转发通道12中预留一空闲业务信道的装置，由此，PSTN交换机不能再试图在同一业务信道上向用户发送一终接呼叫。在图1的情况中，数据发送通道12包含一个PCM连接，该连接分成32个时隙，例如，其中一个时隙用作同步，一个用作信令，30个用作业务信道。

图2为本发明方法的第一优选实施例的图解说明。图2图示说明了在WLL系统的用户站、用户网络单元和PSTN网络之间，当用户站的用户建立了一个从用户站到PSTN网络的呼叫情况下的信令。图2中，适配器指电信适配器10，TRX指终端设备的无线部分11，AN指用户网络单元6，BXCHANGE指PSTN网络的本地交换机7。

一旦适配器10检测到在用户接口2中有一50秒的中断，它就向无线部分11发送一个SEND_KEY消息。无线部分11然后检查在WLL系统的呼叫信道上发送的是哪些信道。换言之，遵照本发明，呼叫信道的标识符帧已经改变了，以致它在那个方面不同于NMT-450i规范，代替了信道数据带，在一个帧里至少有一个空闲信道。由此，无线部分11可直接移到无线系统的空闲业务信道上。

一旦无线部分11移到无线系统的空闲业务信道上，它通过使用优先用户的语音起始帧ENTER_PMS，即NMT-450i规范的帧11B，向用户网络单元6发送一个呼叫请求。该帧向用户网络单元表明：遵照本发明，这是运用透明呼叫建立的用户站的问题。这样，遵照本发明，用户网络单元能够区分不允许应用透明呼叫建立的旧的NMT-450i用户站和允许使用所述呼叫建立的WLL用户站。

当用户网络单元6接收不包含优先用户的语音起始帧的呼叫请求时，它以已知的下述方式建立呼叫，例如，通过时间监测，使得由用户接口供给的拨号缓存在终端设备中。由此，终端设备假定只有在最后六秒期间没有拨号输入了，才认为拨号结束了。当时间监测终了时，它将用户完成的拨号以遵照NMT-450i规范的拨号帧的形式送到用户网络单元；在那里，通过MFT转换器将收到的帧转换为拨号音，之后向前送到PSTN交换机。只有在这以后，当拨号已经送到PSTN交换机，用户网络单元才向用户网络单元发回一个确认消息。由此，在PSTN网络和用户站间连接了一个话路。

当用户网络单元6依次接收了遵照本发明并包含优先用户的语音起始帧ENTER_PMS的呼叫时，它从导向PSTN交换机的数据转移信道中分配一个业务信道供发出呼叫的用户站使用，之后它向用户网络单元送一个ID_REQUEST消息3并等待直到它接收到来自用户站的IDENTITY消息4和IDLE消息5，之后它发给PSTN交换机一个OFF_HOOK消息6，发给用户站1一个ADDRESS_COMPLETE消息7，这是一个确认消息，导致无线部分11输送一个SYSTEM_STATE_RESPONSE消息8给电信适配器10，结果，终端设备3移动到话音状态，于是在用户接口2和PSTN交换机7之间连接了一个话路，用户站1的用户在OFF_HOOK_ACK消息后将听到PSTN交换机7送出的所有声音信号。

在那以后，当用户听到声音信号，他可以通过他的用户接口2在话路上输入他的拨号，直接经用户网络单元6送到PSTN网络的本地交换机7。

图3A和3B为本发明方法的第二优选实施例的图解说明。图3A和3B所示的实施例与前面描述的实施例的不同之处在于：图3A和3B所示的信令应用于数字WLL系统，也就是说，例如，基于GSM移动通信系统(GroupeSpecial Mobile)和DCS 1800移动通信系统(1800MHz的数字蜂窝系统)的系统或类似的系统。

在基于GSM的WLL系统中，来自用户站的呼叫的建立优选是通过FACCH(快速相关控制信道)步骤来建立。所述呼叫建立技术使得WLL用户站能够实现非常迅速的呼叫建立。关于FACCH呼叫建立，用户站从一个CCCH移动到TCH信道(业务信道)，而不是移到SDCCH信道(单独专用控制信道)。

图3A和3B图解说明在用户从用户站3’发出呼叫的情况下，用户站(WLL)3’、基站(BTS)5’、用户网络单元(AN)6’和本地交换机(LE)7之间的信令。图中出现的消息及其意义，在GSM规范中作了详尽描述。

图3A和3B所示的基站5’有利地对应GSM系统的基站。用户网络单元6’除了遵照本发明去掉了WLL系统操作中不必要的特征，如分析用户输出的拨号和正在进行的呼叫的移交(handover)等，在很大程度上对应于GSM系统的移动服务切换中心。相应地，联系图1和2，也可能在这个实施例中使用作为WLL系统基础的移动通信系统的移动台。

当GSM系统中的用户站的用户接口转入摘机状态，终端设备使用RACH信道(随机接入信道)通过CHNNEL REQUEST消息向基站5’发送一个呼叫请求。基站5’用CHNNEL REQUIRED消息2向用户网络单元6’发送信道请求，由此，用户网络单元开始为用户站分配一个业务信道。一旦业务信道TCH已被分配给用户站，用户网络单元通过向基站送一个CHNNEL_ACTIVATION消息3来起动信道。基站用CHNNEL_ACTIVATION_ACK消息4向用户网络单元确认信道的起动。

当业务信道被起动时，用户网络单元向基站发出一个IMMEDIATE_ASSIGNMENT_COMMAND消息5，基站接着将包含在所述消息中的IMMEDIATE_ASSIGNMENT消息6沿无线路径进一步向前送给用户站3’。在收到所述消息后，用户站移到为它预留的业务信道TCH上，之后将服务请求消息SABM(7)送给基站5’。根据本发明，业务信道的分配可以变更到如图2的优选例所述。

基站用ESTABLISH_INDICATION消息8将服务请求消息前向送给用户网络单元6’，该消息8包含了用户站的标识符，即TMSI(临时移动用户标识)。用户网络单元6’通过向用户站3’发一个UA消息9来确认服务请求消息。

如果用户网络单元的VLR(访问位置寄存器)不能辨别用户站3’的标识符TMSI，它就向用户站送一个IDENTIFICATION_REQUEST消息10，由此，请求用户站报告它的IMSI标识符(国际移动用户标识)，用户站3’用IDENTIFICATION_RESPONSE消息11来响应。

一旦用户站已被确定，用户网络单元6’通过向用户站发送AUTHENTIFICATION_REQUEST消息12来开始证实。用户站3’用AUTHENTIFICATION_RESPONSE消息13响应所述消息。在收到所述消息和检查其内容后，用户网络单元通过ESTABLISH消息14向本地交换机7送一个摘机消息，开始建立与PSTN网络的本地交换机7的连接，并向基站送一个ENCRYPTION_COMMAND消息15。基站5’分析该消息，假定需要一个密码功能，它起动它的解调器，向用户站送一个CIPHERING_MODE_COMMAND消息16。该消息在所有情况下都送给用户站，但只有在某些情况下，它包含了用户站3’用来起动密码功能的命令。

PSTN交换机7发给用户网络单元6’一个ALLOCATION消息17，它包含了从PSTN交换机和用户网络单元之间的PCM连接中分配给所述用户使用的时隙。用户网络单元通过送给PSTN交换机一个ALLOCATION_COMPLETE消息18来确认该消息。

当用户站3’起动密码功能(如果必要的话)，它送给用户网络单元一个CIPHERING_MODE_COMPLETE消息19。当用户网络单元之后收到来自PSTN交换机的ESTABLISH_ACK消息20时，它在用户站和交换机之间连接一个话路，之后，从交换机送出的声音信号都发送到用户站。

用户站用SETUP消息21发起呼叫建立。如果考虑一个遵照本发明运用透明呼叫建立的WLL用户站，SETUP消息中包含一个预定的号码。该号码实际上不存在(虚设的号码)，但它向用户网络单元指明这是一个能够进行透明呼叫建立的用户站的问题。用户网络单元6’于是送给基站一个MODE_MODIFY消息22，以便调整基站的状态为透明呼叫建立。基站用MODE_MODIFY_ACK消息23确认该消息。之后，用户网络单元送给用户站一个CHANNEL_MODE_MODIFY消息24，它导致用户站从信令状态转移到话音状态。用户站通过送给用户网络单元一个CHANNEL_MODE_MODIFY_ACK消息25来确认。

通过CONNECT消息26，用户网络单元6’请求用户站连接一个到用户接口的话路，之后，用户在话路上能听到由PSTN交换机发送的所有声音信号。用户站用CONNECT_ACK消息27确认CONNECT消息。之后，用户可以开始送出拨号。所有拨号一个接一个从用户站3’发送到PSTN交换机7，在那里对拨号进行分析。

通过信令，拨号可以发送到用户网络单元，例如，用单个消息，比如遵照GSM系统的START_DTMF消息发送供给用户网络单元6’的每个数字，由此，用户网络单元辨别包含在每个消息中的数字并经PCM连接，以拨号音的形式向前送到本地交换机7。在这种情况下，用户网络单元6’包含一个产生拨号音的DTMF转换器(双音多频)是有利的。

如果必要，固定电话交换机的数字分析系统可以在从WLL用户站发出的原先不包含地区码的拨号前面加入在WLL系统覆盖的地域内使用的地区码。

可选地，如果用户有一使用单音拨号的常规固定电话，那就可能沿话路把拨号直接发送到交换机，而不必在各阶段转换它们。然而，这需要WLL终端设备3’包含编码译码器，通过它可能将拨号传送到PSTN交换机，从而其质量仍能保持足够好。为此目的的一种恰当的编码译码器是NOKIA生产的EFR编码译码器(增强型全速)。

必须理解上述的解释和与之相联系的图形只是为了对本发明作示意性说明。在不偏离附上的权利要求书中提出的本发明的范围和精神的前提下，熟练的技术人员，很显然，可以作不同的变化和更改。本发明的方法和系统因而不仅限于以移动通信系统为基础的WLL系统，它也可以应用于其它的WLL系统。

Claims (9)

1.一种在无线系统中建立电信连接以形成从无线用户到公共交换电话网(PSTN)的连接的方法，方法中：

接收来自用户站(1)的呼叫请求，

建立到PSTN交换机(7)的连接，

确认消息被送回用户站(1)，并且

在PSTN交换机(7)和用户站的用户接口(2)之间连接一个话路，由此，由PSTN交换机(7)送出的声音信号向前沿话路送到用户站的用户接口(2)，并且用户站的用户接口(2)送出的拨号向前送到PSTN交换机(7)，其特征在于：

在无线系统的呼叫信道上传送无线系统的至少一个空闲业务信道的标识符，并且

用户站(1)用于接收空闲业务信道的所述标识符，并且在所述空闲业务信道上发送所述的呼叫请求。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于：用户站的用户接口(2)输出的拨号沿话路向前送到PSTN交换机(7)。

3.产生无线用户连接的无线系统，包括：

多个用户站(1，9)，其中至少一个用户站(1)包含通过射频信号将呼叫请求发送到用户网络单元的装置(8，11)，和

一个用户网络单元(6)，包含向用户站(1)发送确认消息，建立与PSTN交换机(7)的通信联系，在PSTN交换机和用户站(1)间连接一个话路的装置，由此，用户网络单元(6)在话路上将PSTN交换机(7)送出的声音信号向前送到用户站的用户接口(2)，并将用户接口(2)送出的拨号音送到PSTN交换机(7)，其特征在于

无线系统包括在无线系统的呼叫信道上传送无线系统的至少一个空闲业务信道的标识符的装置(5，6)，

用户站(1)包含接收从呼叫信道传来的一个空闲业务信道的标识符，并且利用呼叫信道上提到的业务信道将所述呼叫请求送到用户网络单元(8)的装置。

4.权利要求3所述的无线系统，其特征在于：用户站(1)通过接收在呼叫信道上传送的空闲业务信道的所述标识符来响应所述用户接口(2)，并且在该空闲业务信道上发送该呼叫请求作为对进入摘机状态的用户接口的响应。

5.权利要求3所述的无线系统，其特征在于：用户站(1)包含在收到预定消息后，将在话路上接收的来自用户网络单元(6)的电信信号向前送到用户接口(2)的装置，由此，由PSTN交换机供给的声音信号前向送到用户站的用户接口。

6.权利要求3所述的无线系统，其特征在于：用户网络单元(6)通过运用2Mbit/sPCM系统的V2-、V5.1-或V5.2-型开放(open)复用器接口连到PSTN网络的交换机(7)上。

7.权利要求3所述的无线系统，其特征在于：用户站(1，9)和用户网络单元(6)之间的信令大部分对应于NMT-450i规范中定义的信令，由此，至少一个用户站(1)中被安排使用在NMT-450i规范中定义的ENTER PMS帧作为呼叫请求，并且用户网络单元(6)被安排使用ADDRESS COMPLETE帧作为确认消息。

8.权利要求3所述的无线系统，其特征在于：用户站(1，9)和用户网络单元(6)之间的信令基本上对应于GSM规范中定义的信令，从而至少一个用户站(1)被安排使用GSM规范中定义的SETUP消息作为呼叫请求，该消息包含一个预定的电话号码，用户网络单元(6)被安排使用CONNECT消息作为送到用户站(1)的确认消息。

9.在前面权利要求3-8中的任何一个所述的无线系统，其特征在于由用户接口供给的拨号为可沿话路直接向前到达PSTN交换机(7)的单音拨号数字。

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