CN1096805C

CN1096805C - 用于在固定蜂窝通信系统中提供一种改进的主叫接口的方法和装置

Info

Publication number: CN1096805C
Application number: CN96198475A
Authority: CN
Inventors: P·V·金; D·杜霍; H·奥尔森
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Clastres LLC; WIRELESS PLANET LLC
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1996-09-23
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2016-09-23
Also published as: CN1203004A; US5724656A; WO1997013381A1; AU7150796A; CA2233668A1; RU2160974C2; BR9610797A; AU720085B2

Abstract

在固定蜂窝通信系统(10)中，提供了一种改进的主叫接口，其中对标准有线电话机(12)进行摘机将开始在话机(12)和蜂窝系统交换机(16)之间建立一条话路(62)。然后由蜂窝系统向话路提供(64)拨号音，主叫输入(66)所呼用户方的电话号码数字。主叫所拨数字通过话路传送(70)给蜂窝系统交换机(16)，在此经过处理(78)以完成到被叫用户的呼叫连接。所拨数字还被逐个分析，以确定主叫是否输入了错误或非法的数字或数字组合。因此，由本发明的固定蜂窝系统(10)提供的主叫接口以基本上与传统有线电话系统相同的方式工作，这种方式是对传统蜂窝系统所提供方式的一种改进。

Description

用于在固定蜂窝通信系统中提供一种改进的主叫接口的方法和装置

发明背景

发明的技术领域

本发明涉及一个蜂窝电话系统，具体地说，涉及一个固定蜂窝通信系统。

相关技术描述

已能使用电话业务的大多数人都将其视为理所当然的。他们没有意识到在很多地区电话业务是一种有限的资源，业务服务商经常面临着向所有需要的人提供这一业务的沉重压力。基于有线的电话业务的服务商简直无法满足迅猛增加的电话业务需求。尽管很大一部分这种需求可以归因于对传真机(其中每个都可能需要一个单独的电话号码)使用的增加，同等重要的一种需求来源可以归因于现在需要并且可以负担电话业务的人数增加了。许多时候，在某些地区会出现人口增长以及随之而来的电话业务需求的增长，在这些地区，现存有线电话系统基础设施不足以处理需求的增长或根本就不存在。这种情况下，人们必须等待业务服务商逐步建立所要求的电话系统和跟上需求。在人口密集的城市或偏远地区，为一个新的电话号码等待几个月以及为安装具有足够容量的有线电话系统等待几年并不是罕见的现象。

考虑到既需要获取道路用地权，又需要改造或建设提供业务的基础设施(例如，包括交换网络和电话电缆的填埋或敷设)，预计扩大现存或新建有线电话系统涉及的成本是极高的。不过，在付出这些巨额投资以前，有线电话的业务服务商必须精确地知道(或者能够准确地预计)他们的用户将位于什么地区，那里将会有多少用户，以及他们将在何时入住及需要这一业务。就用户需求而言，业务服务商的行动常常是相当保守，而不是超前的，因此不能及时地满足需求的增长。这一失败主要是由从同意提供一个有线电话系统到其实际安装和投入运营之间所经历的巨大延时造成的。这些延时已使得电话业务服务商在涉及到新建或扩大电话业务的未定需求时重新考虑是否使用传统有线电话系统。

蜂窝电话系统提供了一种极具吸引力的替代传统有线电话系统的方法，特别是涉及在需求正在或已经显著增长的人口密集或偏远地区新建或扩大电话业务的时候。安装和使用一个蜂窝电话系统避免和大大减小了获取道路用地权及建设提供电话业务的基本设施所需要的费用、麻烦和时间。不过，用户每月或基于每次呼叫的费用经常会大大超出在有线电话系统中进行类似活动的费用。而且，蜂窝电话系统的移动性这一优点，即导致用户业务费用增加的原因，常常是许多电话业务用户不希望为此付费或并不一定需要的一个特性。

因此，人们已经尝试把蜂窝系统与传统模拟电话组合在一起，提供一种混合的电话系统，其中话机象在有线系统中一样固定于某些地方，但是使用蜂窝环境中的射频通信接入电话网。这种系统通常被称作固定蜂窝系统，它把如用于有线电话系统的传统模拟话机和如用于在蜂窝电话系统中工作的移动电话的射频收发机连接在一起。固定蜂窝系统的主要优点是避免了获取道路用地权和填埋或敷设电话电缆的费用和麻烦，并且可以很容易而又迅速地安装和使用该系统。因此，固定蜂窝系统的存在为业务服务商提供了一个在合理的服务商和用户费用下迅速响应需求增长的工具。

尽管用户的通信设备(话机)看起来象传统的模拟有线话机，遗憾的是，固定蜂窝系统中的话机与蜂窝移动电话的工作方式相同，因此具有蜂窝业务中主叫接口的已知缺点和不便。例如，在固定蜂窝系统中开始一次呼叫时，必须首先通过键盘把电话号码全部输入话机内，再送往蜂窝系统进行处理。在与输入号码合法性有关的拨号操作期间，不能向主叫提供瞬时反馈。只有当主叫按下键盘上的发送键之后，所拨号码才能在蜂窝网中进行传输。然后，当系统的蜂窝网这一方选择进行交谈的话路并完成到被叫方的呼叫时，主叫必须等待。因此，固定蜂窝系统的主叫接口工作方式完全不同于传统有线电话系统中的工作方式，并且遗憾的是，它的速度比后者慢。

人们已在尝试使固定蜂窝系统在主叫接口的某些方面模拟有线电话系统的操作。例如，已知的功能包括在蜂窝系统接口处模拟主叫拨号之前及拨号期间在传统有线系统中听到的拨号音和重新拨号音。另外，固定蜂窝通信系统中已提供了在主叫完成电话号码输入之后蜂窝系统接口处自动生成发送命令的功能。具有了这些特点，与固定蜂窝系统连接的模拟话机的工作方式就更象一个传统的有线话机，而不是一个蜂窝移动站。不过，就与被叫方建立连接的速度而言，还需要对这个主叫接口进行改进。而且，假如主叫接口还能在拨号操作期间监视主叫所拨号码的合法性，这将会成为它的一个优点。

发明概述

符合本发明的固定蜂窝网络包括一个传统的标准电话机，它经由一个固定蜂窝终端通过射频空中接口与蜂窝电话网连接。该蜂窝电话网包括一个移动交换中心和至少一个与固定蜂窝终端进行射频通信的基站。当标准话机由主叫摘机以启动一次呼叫时，固定蜂窝终端检测到这一事件并通过蜂窝射频空中接口的信令信道向移动交换中心发送一个摘机状态指示信号。移动交换中心响应收到的摘机信号，选择射频空中接口的一条话音信道来传送呼叫，并通过固定蜂窝终端在移动交换中心和标准话机之间建立一条包括所选话音信道的话路。然后，向话路提供拨号音，与之相对应，主叫输入被叫方电话号码的数字。所拨的电话号码数字通过话路被逐个传送到移动交换中心进行分析，以完成到被叫方的呼叫连接。还要对所拨电话号码数字逐个分析，以确定主叫是否输入了错误或非法的数字或数字组合，或者在数字输入过程中是否有过长的延时。因此，固定蜂窝系统中的主叫接口以基本上与传统有线电话系统相同的方式工作。

附图简述

通过参考以下结合附图所作的详细描述，可以更完整地理解本发明的方法和装置，其中：

图1是固定蜂窝电话系统的方框图；

图2是说明本发明的固定蜂窝电话系统在呼叫建立过程中的操作方法的流程图；

图3是说明固定蜂窝系统各部分按照图2的方法采取的动作，彼此发送的信号以及所作连接的乒乓图；

图4是说明本发明固定蜂窝电话系统另一种操作方法的流程图；

图5是说明固定蜂窝系统各部分按照图4的方法采取的动作，彼此发送的信号以及所作连接的乒乓图。

附图的详细描述

下面参考图1，图中表示了一个符合本发明的固定蜂窝电话系统10的方框图，其中一个DTMF音频拨号方式的标准话机12与蜂窝电话网14连接，以进行工作。蜂窝电话网14包括一个通过通信链路18与若干基站(BS)20连接的移动交换中心(MSC)16。标准话机12与蜂窝电话网14之间的连接通过一个用于和距离最近的基站20’建立射频通信链路的固定蜂窝终端24进行。

在基站20和任意蜂窝移动站22之间，或基站20’和固定蜂窝终端24之间建立的射频通信链路通过空中接口26实现，该接口至少包括每个基站的一个控制信道(CC)28和若干话音信道(VC)30。控制信道28包括用于在基站20和移动站22之间以及基站20’和固定蜂窝终端24之间传送命令和控制信号的双向通信信道。另一方面，话音信道30包括用于在基站20和移动站22之间以及在基站20’和固定蜂窝终端24之间传送话音通信的双向通信信道。蜂窝电话网14可以使用分别提供控制和话音信道28和30的任何类型的蜂窝网空中接口26，包括在人们熟悉的AMPS，D-AMPS和GSM蜂窝电话系统中指定使用的那些空中接口。因此，空中接口26中的控制信道或话音信道可以同时或只包括模拟蜂窝电话系统中的某个射频载波和/或数字蜂窝电话系统中一个载波提供的某个时隙，相应地，固定蜂窝终端可以同时或只以模拟或数字方式工作。

固定蜂窝终端24用作一个或多个标准话机12和蜂窝网14之间的接口。当可作为一个多线路终端操作时，固定蜂窝终端24的功能类似于一个用户小交换机(PBX)，它为处于一个公共地点(例如，一个公司或小镇)的多个用户话机提供固定蜂窝电话业务。另一方面，作为一个单线路终端时，固定蜂窝终端24为处于某一特定地点(例如，一所房屋)的单个用户话机提供连接。因此，固定蜂窝终端24可以包括由Ericsson为CMS 8800 AMPS/D-AMPS固定蜂窝电话系统制造的单线路或多线路终端，它根据本发明配置以提供一个如下所述的改进主叫接口。

固定蜂窝终端24包括一个无线单元(RU)32，一个线路接口单元(LIU)34和一个控制单元(CU)36。无线单元32提供通常在用于蜂窝电话系统的移动站22中能够找到的所有射频通信功能。因此，无线单元32包括一个可调谐的射频收发机装置，用于在空中接口26中提供的控制信道28和话音信道30上接入射频载波(如果可行，还包括其中的数字蜂窝系统TDMA或CDMA时隙)。线路接口单元34提供连接一个或多个相连的标准话机12与无线单元32的功能。控制单元36管理无线单元32和线路接口单元34的操作，以提供通过蜂窝网14建立和终止到或来自线路接口单元34的呼叫所需的信号变换。控制单元36还管理建立通过蜂窝网14的呼叫和对其进行鉴权需要的所有信息。

下面参考图2，图中表示了一个说明本发明的固定蜂窝电话系统10的操作方法，以在呼叫建立期间提供一个改进的主叫接口的流程图。在步骤50，一个标准话机12由主叫摘机，以启动一次呼叫。在步骤52，固定蜂窝终端24的线路接口单元34检测到这一摘机事件。在步骤54，响应检测到摘机事件，固定蜂窝终端24生成一个专门指示话机12摘机状态的特征码。然后在步骤56，使用一个控制信道28通过空中接口26向移动交换中心16发送生成的特征码。

在移动交换中心16中，信道选择单元38在步骤58处理收到的特征码并选择空中接口26中的一条话音信道30传送呼叫。然后在步骤60，标识所选话音信道30的信号通过空中接口26的控制信道28回送，以传给固定蜂窝终端24。与之相应，在步骤62，固定蜂窝终端24在移动交换中心16所选的空中接口26的话音信道30和摘机话机12之间建立连接，从而在话机12和移动交换中心16之间建立一条话路连接(其中一部分包括所选话音信道30)。大致在建立话路的同时，移动交换中心16使用一个音频/消息发生器单元40产生并向话路提供一个拨号音(步骤64)。然后，响应向摘机话机12端的主叫提供的拨号音，主叫可以通过摘机话机的键盘输入被叫方的电话号码(步骤66)。之后，由主叫输入的电话号码数字的DTMF音频通过所选话音信道30在话路上发送给移动交换中心16(步骤70)，以便按键码接收单元42检测和进一步处理。

向话路提供拨号音(步骤64)之后，移动交换中心在步骤72等待接收话音信道30上与主叫所拨电话号码数字对应的DTMF音频。正如判决步骤74所确定的，如果在收到第一个DTMF音频以前或收到连续的DTMF音频之间已超时，移动交换中心16向话路送出一个重新拨号(或忙，或告警)音或合适的话音消息(步骤76)，以通过话机12提供给主叫。由话机12通过话路发送并被移动交换中心16接收的DTMF拨号音频在步骤78被逐个进行处理。这个处理操作识别所拨号码是否是错误或非法的号码(路径80)，如果是，移动交换中心16通过使用音频/消息发生单元40向话路提供一个重新拨号(或忙，或告警)音或合适的话音消息(步骤76)来通知主叫。移动交换中心16还要对所传送的拨号音作进一步处理(路径84)，以在步骤86译出所拨电话号码和完成到被叫方的呼叫。

下面参考图3，图中表示了一个说明固定蜂窝系统10各部分按照图2方法的交互式操作的乒乓图。当话机12摘机100以启动一次呼叫时，固定蜂窝终端24检测到摘机事件102。响应这一事件，固定蜂窝终端24生成一个特征码104，并通过空中接口26的控制信道28向蜂窝网14的基站20’发送106。所发送的特征码104经基站20’转发108给移动交换中心16。响应收到的特征码104，移动交换中心16选择110空中接口的一个话音信道30来传送呼叫并生成标识所选话音信道的信号112，以通过控制信道28并经由基站20’送回(114和116)到固定蜂窝终端24。这样，通过蜂窝网14的固定蜂窝终端24和基站20’就在移动交换中心16和摘机话机12之间建立了话路118，其中一部分包括所选话音信道30。然后移动交换中心16向话路118提供拨号音120，并等待主叫识别被叫方的电话号码。响应所提供的拨号音120，主叫使用摘机话机12的键盘输入电话号码的数字122。这一主叫动作产生与输入的电话号码的数字122对应的DTMF音频，生成的音频通过话路118(包括所选话音信道30)被送至移动交换中心16进行分析。在移动交换中心16中，对收到的音频逐个进行处理124，以识别错误或非法数字或数字组合，与之相对应，通过生成和使用到话路118的重新拨号音(或话音消息)向主叫通知这一情况。对收到的音频还要进行处理124，以译出所拨电话号码和完成到被叫方的呼叫。

有时可能出现图2的步骤58中移动交换中心对话音信道30的选择和步骤62中话路的建立被拖延的情况，从而妨碍了主叫用户接收移动交换中心的拨号音以及在话机12摘机之后立即拨号。在图4中表示了一个说明本发明固定蜂窝电话系统10另一种操作方法的流程图，该方法通过提供一个替换拨号音和允许主叫在从移动交换中心到话机的话路尚未建立时仍能立即进行拨号而解决了这一问题。拨号音不再是由移动交换中心16产生和提供给话路(如图2所示)，而是在临时的基础上由固定蜂窝终端24的线路接口单元34在步骤57产生并提供给到摘机话机12的连接。然后，主叫就可以通过摘机话机12的键盘输入被叫方的号码(步骤66’)。固定蜂窝终端24的线路接口单元34检测主叫所输入的电话号码数字的DTMF音频并把对应的数字存在存储器中(步骤68)。固定蜂窝终端24不对主叫所输入的电话号码数字进行任何逐个的数字合法性分析。当通过空中接口26的控制信道28从移动交换中心16收到指示所选话音信道30的信号(步骤58’和60’)并建立了话路(步骤62’)的时候，就有一个拨号音被提供给话路(步骤64’)。作为响应，固定蜂窝终端24产生与先前收到并存储的所拨电话号码的数字对应的DTMF音频并通过话路向移动交换中心16发送。如果话路在主叫完成拨号操作(步骤66’)之前建立(步骤62’)，先前存储的部分所输入的电话号码的数字立即由固定蜂窝终端24通过话路向移动交换中心发送(步骤70’)，任何后面所输入的数字通过话路发送(步骤70”)并根据图2的步骤74检查超时和根据图2的步骤78进行处理。

下面参考图5，图中表示了一个说明固定蜂窝系统10的各部分按照图4方法的交互式操作的乒乓图。当话机12摘机100以启动一次呼叫时，固定蜂窝终端24检测到摘机事件102。响应这一事件，固定蜂窝终端24生成一个特征码104，并通过空中接口26的控制信道28向蜂窝网14的基站20’发送106。所发的特征码104经基站20’转发108给移动交换中心16。响应收到的特征码104，移动交换中心16选择110空中接口的一个话音信道30来传送呼叫。当话音信道选择过程和话路的建立耗时过长，可能影响到立即输入被叫方电话号码数字时，固定蜂窝终端24用于提供一个拨号音120’，并接着接收主叫用于识别被叫方所拨的数字122的DTMF音频。线路接口单元检测并处理这些音频，以识别和存储对应的主叫所拨数字。一旦话音信道30被选择110，移动交换中心16生成一个信号112，以使用基站20’通过控制信道28送回(114和116)到固定蜂窝终端24。这样，通过固定蜂窝终端24和基站20’就在移动交换中心16和摘机话机12之间建立了话路118，其中一部分包括所选话音信道30。然后移动交换中心16向话路118提供拨号音120，并等待接收识别被叫方的DTMF音频。响应所提供的拨号音120，终端24产生与任何先前存储的所拨电话号码的数字对应的DTMF音频122’并通过话路118向移动交换中心发送。如果主叫还没有完成电话号码的拨打(如图5所示)，就使用摘机话机12的键盘完成对被叫方电话号码的数字122的输入，生成的音频通过话路118被送至移动交换中心16进行分析。在移动交换中心16中，对收到的音频逐个进行处理124，以识别错误或非法数字或数字组合，并译出电话号码和完成呼叫。

尽管在附图和上述详细描述中已对本发明方法和装置的优选实施例进行了说明，应当理解本发明并不限于所公开的实施例，只要不脱离由下述权利要求所陈述和定义的本发明的精神，可以对其进行各种调整，修改和替换。

Claims

1.在一个固定蜂窝系统中用于呼叫建立的方法，包括步骤：

通过一个线路接口单元检测一个标准话机的摘机事件；

通过一个固定蜂窝电话终端通过一个蜂窝空中接口的控制信道发送指示检测到摘机事件的信号；

通过所述线路接口单元向标准话机提供第一拨号音；

响应第一拨号音，在所述线路接口单元从标准话机接收指示被叫方电话号码的数字信号；

在所述线路接口单元存储电话号码；

响应蜂窝电话系统收到摘机事件信号，通过一个信道选择单元选择蜂窝空中接口的一个话音信道传送呼叫；

通过所述固定蜂窝电话终端在蜂窝电话系统和话机之间建立话路连接，话路的一部分包括所选话音信道；

通过一个移动交换中心向在标准电话机的接收机中的话路连接提供第二拨号音；

响应第二拨号音，通过所述固定蜂窝电话终端在所建立的话路上发送指示所存电话号码的数字信号；以及

蜂窝电话系统处理话路传送的数字信号，以完成到被叫方的呼叫。

2.权利要求1的方法，其特征在于，其中摘机事件信号包括一个请求选择一条话音信道的蜂窝电话业务特征码。

3.权利要求1的方法，其特征在于，其中数字信号包括DTMF音频。

4.权利要求1的方法，其特征在于，其中处理步骤包括对所发送的数字信号进行处理以确定电话号码中的错误或非法数字或数字组合的步骤。

5.权利要求1的方法，其特征在于，其中处理步骤包括对所发送的数字信号进行处理以译出被叫方的电话号码和完成呼叫的步骤。

6.一个固定蜂窝电话系统包括：

一个标准话机；

一个与话机保持电连接的固定蜂窝终端，它包括：

用于在呼叫开始时检测话机的摘机事件的装置；

用于响应检测的摘机事件，通过一个蜂窝射频空中接口的控制信道发送事件信号的装置；

用于产生传送给标准话机的第一拨号音的装置；

用于接收和存储输入标准话机的电话号码数字的装置；以及

用于响应收到第二拨号音，恢复所存的电话号码数字和在蜂窝射频空中接口的业务信道上发送恢复的电话号码数字的装置；以及

一个蜂窝电话系统，它包括用于响应收到所发送的事件信号，选择蜂窝射频空中接口的话音信道来传送呼叫的装置，所选话音信道包括通过固定蜂窝终端在蜂窝电话系统和摘机话机之间进行呼叫的话路连接的一部分，蜂窝电话系统还包括向在标准电话机的接收机中的话路连接提供第二拨号音和通过空中接口的话音信道接收由固定蜂窝终端发送的已恢复的电话号码数字的装置。

7.权利要求6的固定蜂窝系统其特征在于，其中蜂窝电话系统还包括用于响应收到所发送的电话号码数字，完成到被叫方的呼叫的装置。

8.权利要求7的固定蜂窝系统，其特征在于，其中蜂窝电话系统还包括用于分析所发送的电话号码数字，以识别错误或非法数字或数字组合的情况的装置。

9.权利要求6的固定蜂窝系统，其特征在于，其中事件信号包括一个请求选择一条话音信道的蜂窝电话业务特征码。

10.用于固定蜂窝通信系统并与一个标准话机进行电连接的一个固定蜂窝终端，包括：

用于在呼叫开始时检测关于该话机的摘机事件的装置；

用于响应检测的摘机事件，通过一个蜂窝射频空中接口的控制信道向一个蜂窝电话系统发送事件信号的装置；

用于向标准话机提供第一拨号音的装置；

用于响应第一拨号音，接收通过标准话机输入的电话号码数字的装置；

用于存储收到的电话号码数字的装置；以及

用于响应通过固定蜂窝终端在已摘机的模拟话机和蜂窝电话系统之间建立一条呼叫话路连接，话路连接的一部分包括蜂窝射频空中接口的一条话音信道，以及响应蜂窝电话系统向在标准电话机的接收机中的话路连接提供的第二拨号音，恢复所存电话号码数字以通过话路连接传送给蜂窝电话系统的装置。

11.在一个固定蜂窝电话系统中建立一次呼叫的方法，包括步骤：

通过一个固定蜂窝电话终端通过蜂窝电话系统射频空中接口的控制信道发送一个指示标准话机摘机事件的信号；

通过一个线路接口单元向标准话机提供第一拨号音；

通过所述线路接口单元接收输入到标准话机的电话号码数字；

在所述线路接口单元存储收到的电话号码数字；

通过一个信道选择单元选择蜂窝电话系统射频空中接口的一个话音信道来传送呼叫；

通过所述固定蜂窝电话终端为呼叫建立一条话路连接，话路连接在摘机话机和蜂窝系统之间延伸，其中一部分包括蜂窝电话系统射频空中接口的所选话音信道；

通过一个移动交换中心向所述摘机的电话机的接收机中的话路连接提供第二拨号音；以及

通过所述固定蜂窝电话终端，响应第二拨号音，恢复所存电话号码数字，以通过话路连接向蜂窝系统发送。

12.权利要求11的方法，其特征在于，还包括对所发送的电话号码数字进行处理以完成对电话号码的呼叫连接的步骤。

13.权利要求12的方法，其特征在于，还包括对所发送的电话号码数字进行处理以识别电话号码中的错误或非法数字或数字组合的情况的步骤。