CN1025906C - 户内户外用户用的移动式电话系统 - Google Patents

Abstract

移动式电话系统包括一个内部部分系统(6)和一个外部部分系统(7)。内部部分系统具有内部基站(BSI)。该移动式电话系统被指定含有多个信道的频段。外部部分系统被分为单元(C1、C2、C3)并具有固定的信道分配，将几个信道分配给各外部基站(BS1、BS2)。内部部分系统是自适应的，且内部基站(BSI)，可以使用该系统的全部信道。为了判定一个移动站(MSI)，是属于内部还是外部部分系统，从内部基站发送一个内部识别字，从外部基站发出一个外部识别字。

Description

本发明涉及供户内和户外用户使用的一种移动式电话系统。该电话系统包括一个供户外使用的外部部分系统和一个供户内使用的内部部分系统。外部部分系统具有较高信号强度的多个基站，这些基站可与一个移动式交换中心直接连接。内部部分系统具有较低信号强度的多个基站，这些基站可与该移动式交换中心连接。

一种已知的移动式电话系统包括多个地区单元，每个地区单元都具有一个各自的基站并且与一个交换中心连接。每个基站都已接通给定个数的信道，这些信道既可频率共用也可时间共用。这些单元聚集在多个大的单元组内，在组内相邻单元被指定使用分隔的频率，亦即所谓的“固定信道分配”。该系统的所有频率在一个单元组内都可找到。几个单元组彼此相邻配置以覆盖广大的地理上的区域，并这些单元中的频率分配要选择得使这些相互分离的组相互不干扰。上述系统的详细描述可在“CMS    88，Cellular    Mobile    Telephone    System，Ericsson    Telecom    AB，1988”中得到。“自适应移动式电话系统”也是已知的，在该系统中，各基站都已接通所有的系统信道。在检测当前发生的干扰以后向一个移动式用户分配一个信道，亦即所谓的“动态信道分配”。这种系统试图供外部使用，通常由行车用户使用。基站和用户移动站两者都具有较高的传输功率。户内使用（例如在工厂里或在办公室里）的相应的移动式电话系统是已知的，例如在1989年5月1至3日第1卷的第39届IEEE（电气和电子工程师学会）车辆技术会议，Dag    Akerberg的 “Properties    of    a    TDMA    Pico    Cellular    Office    Communication    System”中所描述的。这个报告描述了一个自适应电话系统，该系统包括能够通过基站与一个用户交换机联系的、无塞绳便携式用户设备。对这种户内系统的一个要求是该系统要有很大的连接耦合能力。这样，这个系统具有相当多的小单元，每个单元都有一个自己的基站，而基站和便携式用户设备两者都具有相当低的信号强度。这就使得相同的信道在一幢大楼里重复使用而不发生令人讨厌的干扰。

在移动式电话学中碰到的一个问题是在一个有限的频率范围内向多个用户提供足够多的信道。这个频率范围由当局指定，不可以超出这个范围，否则将会干扰相邻的频率范围。频率时间共用能使一个频范围内的信道个数显著增加，尽管频道数仍是有限的。结果，在同一个地理区域内对于大容量的移动式电话而言，既具有一个户内系统又具有一个户外系统是困难的。在已经建立户外系统的地区内在引进户内系统时出现很多具体的困难。一个用户使用两个系统而这两个系统具有一个并且是同一个移动站也是困难的。

根据本发明解决上述问题，利用一个户外系统与一个户内系统的一种组合，这两个系统使用指定的频率范围几乎是全部。户内系统具有自适应的信道分配和较低的信号强度。用户移动站有能力区别户外系统基站和户内系统基站以在这两个基站中作出选择。移动站本身可以识别出选取的基站。

本发明的特征在于下面所述的一些特点：

一种供户内户外用户使用的移动式电话系统，该系统包括：一个供户外使用的外部部分系统，该外部部分系统包括信号强度较高的外部基站并直接与一个移动式交换中心相连接;和一个供户内使用的内部部分系统，该内部部分系统具有信号强度较低的内部基站并与该移动交换中心相连接，

这两个部分系统（6、7）都具有主要用于呼叫传输的通信信道和主要用于分配和变更通信信道的控制信道;

该内部部分系统的通信信道中至少有一条具有与该外部部分系统的通信信道相同的频率;

该内部部分系统（6）具有自适应的信道分配;

对于该内部部分系统独特的内部识别字（IDI）是在内部部分系统（6）内的控制信道上从内部基站（BSI）发送出来的;

对于外部部分系统独特的外部识别字（IDO）是在外部部分系统（7）内的控制信道上从外部基站（BS1、BS2）发送出来的;

一个移动站（MSI）检测其上能够发送内部识别字（IDI）的内部部分系统的控制信道的信号质量;

当已检测的信号质量超过一个希望的质量数值时，该移动站（MSI）向内部基站（BSI）发送一个内部识别信号（IDIR）;以及

当已检测的信号质量低于所希望的质量数值时，该移动站（MSI）向外部基站（BS1、BS2）发送一个外部识别信号（IDOR）。

内部基站（BSI）直接与该移动式交换中心（MSC）连接。

内部基站（BSI）通过有线电话网络（PX、10）与该移动式交换中心（MSC）连接。

被检测的信号质量是所述的内部部分系统（6）的控制信道的信号强度的数值。

外部部分系统具有固定的信道分配。

内部基站通过一个用户交换机（AX）与一个移动式交换中心（MSC）连接。

现在参照以下附图详细描述本发明的一个示例性的实施例：

图1示出位于外部移动式电话系统区域内的一个建筑物中具有的一个内部移动式电话系统;

图2示出供内部移动式电话系统使用的信号序列;

图3示出供外部移动式电话系统使用的信号序列;

图4示出含有内部和外部移动式电话系统的建筑物的另一个实施例。

图1示出一个建筑物1，该建筑物1包括办公室2、实验室3、走廊4和门厅5。该建筑物1装备一个无塞绳电话系统6，该系统形成一个移动式电话系统的一个内部部分系统。该移动式电话系统包括一个外部部分系统7，这是一个划分单元的移动式电话系统。内部部分系统包括走廊4的内部基站BSI，该内部基站BSI通过电缆8与内部交换中心MXI相连接。该内部交换中心与一个外部移动式交换中心MSC连接。外部移动式交换中心MSC与公共电话网络中的一个用户交换机PX相连接。每个内部基站覆盖该建筑物1内的一个区，该区通常称为“微单元”。外部部分系统7被划分为单元C1、C2、C3（如图所示），而基站BS1和BS2位于各单元内。这些基站与外部移动式交换中心MSC相连接，而该外部部分系统具有所谓的“固定信道分配”。整个外部部分系统可以使用移动电话频段，该频段被划分为多个双向信道。每个单元只能使用这些信道中的一部分。在这些单元之间分配信道应防止相邻单元的相互干扰。在各单元的诸多信道中有一个信道是控制信道，例如用来建立连接和变更信道，即所谓的“转换”。外部部分系统在前面提到的参考文件CMS88中已详细描述了。

内部部分系统6也可使用划分为多个双向信道的一个频段。在该系统的诸多信道中有一个信道也被选择为控制信道。办公室通常需要一个容量大的电话系统。建筑物1中为数有限的区内的诸多用户MSI必须能够同时都得到接通而相互不干扰，而当它与诸多基站BSI中的一个固定连接时，客户必须能够在该建筑物中自由的移动。因而，内部部分系统的所有基站BSI可以使用全部信道而且信道的分配是自适应的。除了希 望高容量以外，这个自适应系统还应在安装方面提供便利。一个供户内使用的自适应无塞绳电话系统已在前面提到的参考文件“IEEE车辆技术会议”中详细描述了。

为移动式电话分配频段例如由相应的主管部门给定。可得到的频率范围被划分为多个频段来分配给用户。重要的是用户不要相互侵犯频段，因而，一个移动式无线电系统不能干扰飞机着陆系统就是一个例子。因为可得到的频率范围是有限的，而用户的数目是很多的，所以每个用户必须有效地利用其有限的频段。为了能使频率得到有效地利用，内部部分系统6和外部部分系统7可以使用这同一频段。很明显，这会有内部部分系统6与外部部分系统7相互干扰的危险。内部部分系统中的移动式用户MSI根据已确定频率的信道与其基站BSI中的一个相联系。位于外部部分系统7内位置8的行车用户MS在同一信道上与其基站BS1建立联系。内部系统的传输功率与外部部分系统的传输功率相比，内部部分系统的要小得多，并且内部部分系统对于行车用户MS干扰的危险很小。而从另一方面来看，与内部移动站MSI的联系可能受到已建立的户外联系的干扰，并且在行车移动站MS开到该建筑物1附近的位置9时这种干扰的危险就相对高了。这种干扰可由内部部分系统检测，在内部部分系统6中被干扰的信道失效或失去联系，而未被干扰的信道仍然可联系。因为内部部分系统是自适应的而且所有内部基站BSI可以使用所有的信道，因此所有信道都被占有或都被干扰的可能性很小，无法阻止这种新信道的联络。

这个移动站MSI可以确定它是属于内部部分系统6还是属于外部部分系统7是重要的。当一个用户希望能够与另一用户通话或希望由某个别的用户给他打来电话时，移动站MSI必须能够确定它在这方面的状态。外部部分系统7的信号强得能使该信号经常进到该建筑物1内，能使户内会话经过外部部分系统的基站BS1来进行。从另一方面来看，内 部部分系统的信号很弱，不可能通过内部基站BSI来进行户外会话。为此，当用户是户外的时，必须通过外部基站BS1建立联络，而当用户是户内的时，由于信道的可用性和价格的原因在很多其它的情况下通过内部基站BSI建立呼叫通常是有利的。因而，当内部基站BSI中的每一个都可使用该系统中的所有信道时，又提供了一个优点，以使一个呼叫不被接通的危险性是很小的。

各个部分系统中的控制信道用来确定该移动站MSI是属于内部部分系统的还是属于外部部分系统的。控制信道包括一条从基站到移动站的信道（通常称为FOCC（正向控制信道））和一条从移动站到基站的信道（通常称为RECC（反向控制信道））。移动站MSI固定地在FOCC上收听，以待接收一个呼叫。当移动站在第一时刻听见FOCC时，它就发送一个带有显示其同一性意向的信号到基站，亦即所谓的“请求联络”（logging-in）。这就能使移动式交换中心MSC把这个呼叫接通到适当的基站。关于数字式移动电话系统的控制信道的更详细描述例如在前面提到的参考文件CMS    88第三章中可以看到。

移动站MSI能以下述的方式来判定它是属于内部部分系统还是属于外部部分系统。内部部分系统6的基站BSI在控制信道FOCC上发送信号序列SSI，该信号序列如图2所示包含按已知方式用于不同用途的数据字A和B以及一个内部识别字IDI。图2中的参考符T表示时间。内部识别字IDI对于内部部分系统是独特的。外部部分系统7的基站B1和B2在控制信道FOCC上发送信号序列SSO，该信号序列SSO如图3所示包含按已知方式用于不同用途的数据字C和E以及外部识别字IDO，外部识别字IDO对于外部部分系统是独特的。移动站MS固定检测这两个部分系统的控制信道。当内部系统的识别字IDI的信号强度一超过阈值时，移动站MSI就识别自己属于内部基站BSI，亦即上述的“请求联络”过程发生了。这通过控制信道RECC上的信号IDIR（如图2所示）来起作用。该 移动站寄存这个外部识别字IDO，而该内部识别字IDI的信号强度立即下降到阈值以下，该移动站MSI将识别它自己属于外部基站中的一个。这要通过如图3所示的外部识别信号IDOR起作用。如果该移动站MSI位于建筑物1之内并且内部识别字IDI的信号强度超过该阈值，这就能使该移动站MSI自己请求一个呼叫被接通，或通过户内的一个基站BSI接通一个主叫用户。如果该移动站MSI离开建筑物1并且内部识别字IDI的信号强度降低到低于阈值，则该移动站MSI立即识别它自己属于外部基站BS1。该移动站MSI能够以相应的方式请求被接通产生一个呼叫，或者通过外部基站BS1接通一个呼叫。

在上述说明性实施例的情况下，对于移动站请求联络的两个部分系统中的哪一个的决定要依据内部部分系统的控制信道上的识别字IDI的信号强度来决定。也能够使用内部控制信道的整个信号序列SSI的信号强度，或信号序列SSI中的一部分例如部分A和B的信号强度。还能够利用例如信道上的比特误差率作为信号质量的测量，而不使用信号强度阈值。

上面参照一个示例性实施例（其中内部基站BSI和外部基站BS1、BS2直接与移动式交换中心MSC连接）描述了本发明。这个实施例的优点是：当移动站在内部部分系统与外部部分系统之间移动时，与该移动站MSI正进行的呼叫连接可以以相当简单的方式来保持。

图4示出本发明的另一个实施例，它与图1所示实施例的区别是：两个部分系统通过有线（wire-bound）公共电话网络10相互连接的。内部部分系统6与一个用户交换机AX相连接，用户交换机AX用导线与公共电话网络10中的公共交换机PX相连接。移动式交换中心MSC也用导线与公共交换机PX相连接。有线电话机H可以与用户交换机AX相连接。

在上述实施例的情况下，外部部分系统7对单元C1、C2、C3具有固定的信道分配。然而，根据本发明，外部部分系统也是自适应的， 并且基站BS1和BS2可以使用本系统的所有信道。虽然少数通信信道（traffic    channels）将自适应地（例如按瑞典专利8801555-7）被分配，但是将外部部分系统中的大部分通信信道根据预定的频率规划永久性地分配给外部基站也是可能的。在上述实施例中，内部部分系统6可以使用本系统的所有信道。应按照本发明的范围来限制这种信道的使用。

Claims (4)

1、一种在供户内户外用户使用的移动式电话系统中的通信方法，该系统包括：一个外部部分系统(7)，该外部部分系统至少包括一个信号强度较高的与一个移动式交换中心(MSC)相连接的外部基站(BS1、BS2)；和一个内部部分系统(6)，该内部部分系统包括信号强度较低的与该移动交换中心相连接的内部基站(BSI)，其中：

这两个部分系统(6、7)各具有主要用于呼叫传输的通信信道和主要用于分配和变更通信信道的控制信道；和

该内部部分系统(6)的通信信道中至少有一条具有与分配给单元的基站(BS1)的外部部分系统的通信信道相同的频率，内部部分系统(6)位于该单元中；

该方法包括在该内部部分系统(6)中自适应地分配通信信道的步骤，其特征在于该方法还包括下列步骤：

在内部部分系统(6)的内部控制信道上从内部基站(BSI)发送出一个对于该内部部分系统(6)独特的内部识别字(IDI)；

在外部部分系统(7)内的外部控制信道上从外部基站(BS1、BS2)发送出一个对于外部部分系统独特的外部识别字(IDO)；

在一个移动站(MSI)内检测内部控制信道的信号质量；

当已检测的内部控制信道的信号质量超过一个预定的质量数值时，从该移动站(MSI)向内部基站(BSI)发送一个内部识别信号(IDIR)；以及

当已检测的内部控制信道的信号质量低于预定的质量数值时，从该移动站(MSI)向外部基站(BS1、BS2)发送一个外部识别信号(IDOR)。

2、根据权利要求1所述的在移动式电话系统中的通信方法，其特征在于，该方法还包括测定内部控制信道的信号强度的步骤和将所述测定的信号强度与一个预定的阈值进行比较以判定所述信号质量是否超过所述预定的质量数值的步骤。

3、根据权利要求1所述的在移动式电话系统中的通信方法，其特征在于，该方法还包括测定内部控制信道的比特误差率的步骤和将所述测定的比特误差率与一个预定值进行比较以判定所述信号质量是否超过所述预定的质量数值的步骤。

4、根据权利要求1或2所述的在移动式电话系统中的通信方法，其特征在于，该方法还包括在外部部分系统（7）中固定地分配通信信道的步骤。

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