CN1213629C - 具有智能呼叫路由选择的蜂窝基站 - Google Patents

Abstract

基站通过蜂窝网络与多个移动台通信。在一个实施例中，基站包括一个收发器，用于接收从移动台来的入站信息和发送出站信息给移动台。收发器对入站信息进行比较和解码，对出站信息进行编码。收发器与数据总线相连，使入站信息和出站信息能够与基站中的其它单元通信。同时收发器也与控制总线相连。中继单元与数据总线和移动交换中心相连。中继单元通过入站信息和出站信息与移动交换中心通信。中继单元也与控制总线相连。最后，一片中央处理器与控制总线相连，来控制收发器和中继单元。所选的协议是全球移动通信系统(GSM)。

Description

具有智能呼叫路由选择的蜂窝基站

相关申请：

本申请包含以下专利申请供参考：

《专用蜂窝用户交换机》，美国，序列号：08/435,709，提交日1995年5月4日，代理人摘要号WAVEP001；

《智能交换的方法和设备》，美国，序列号：08/435,838，提交日1995年5月4日，代理人摘要号WAVEP004；

《具有自适应频率变化的扩展频谱通信网络》，美国，序列号08/434,597，提交日1995年5月4日，代理人摘要号A-60820；及

《扩频通信网络信号处理器》，美国，序列号08/434,554，提交日1995年5月4日，代理人摘要号A-60910。

发明领域：

本发明涉及具有智能呼叫路由选择的蜂窝基站。特别地，本发明用于蜂窝网络与移动台的通信及控制路由选择信息以减少网络阻塞和改进网络性能。

发明背景：

蜂窝通信网络通常使用基站收发机与移动台通信。当移动台(MS)向收发基站(BTS)发起呼叫时，总是带有一个身份码。BTS将身份码发送给基站控制器(BSC)和移动交换中心(MSC)去作验证。MSC确定身份码是否与用户注册表中的一个有效值符合。一但通过验证，BTS得到授权与MS通信而网络完成呼叫。

在通常情况下，这个过程是有效的。当MS想通过陆线同在家中的人通信，则移动台发送的信息通过基站、BSC、MSC、公共交换电话网(PSTN)，然后通过陆线接到家中的人。

但是，当一部MS想同另一部MS通信时，通信过程仍然需要通过MSC进行路由选择。这种类型的路由选择的效率是不高的，因为对此呼叫要在BSC、MSC，有时还包括PSTN中预留一部分宝贵的资源。更进一步，当基站使用代码转换速率适配器(TRAU)、专用用户交换机(PBX)或其它子系统时，也需要为此呼叫预留出一部分资源。

因此，现存蜂窝通信网络的一个缺点是：为了将呼叫从一部MS传到另一部MS，BTS和BSC必须一直与MSC保持通信。而且，既使二部MS工作在相同的速率，这种路由选择还是需要进行速率适配。

现存蜂窝通信网络的另一个缺点是：它们使用专用的硬件，缺乏灵活性。例如，BTS和BSC对呼叫选择的路由必须经过MSC，而不管此路由选择是否有效率。另一个例子是：不管需不需要速率适配，这些网络都将所有的通信强制适配到一个标准的速率(如64kbps)

现存蜂窝通信网络还有一个缺点，即缺少灵活性来加入一些高级的特性，如在BTS和BSC中进行呼叫路由选择。这些网络缺少扩展和模块化的能力，也缺乏运行多任务的灵活性。而且，因为现存通信网络使用了大量的专用硬件，一个错误可能引起数据丢失，甚至使网络功能失调。当BTS或BSC遭受损坏时，网络如果还能工作的话，也只能工作在低能的状态。

发明概述：

本发明涉及具有智能呼叫路由选择的蜂窝基站。特别地，本发明用于蜂窝网络与移动台的通信及控制路由选择信息以减少网络阻塞和改进网络性能。所提供的示范实施例使用全球移动通信系统(GSM)协议。

基站通过蜂窝网络与多个移动台通信。在一个实施例中，基站包括一个收发器，用于接收从移动台来的入站信息和发送出站信息给移动台。收发器对入站信息进行均衡和解码，对出站信息进行编码。收发器与数据总线相连，使入站信息和出站信息能够与基站中的其它单元通信。同时收发器也与控制总线相连。中继单元与数据总线和移动交换中心相连。中继单元通过入站信息和出站信息与收发器和移动交换中心通信。中继单元也与控制总线相连。最后，一个蜂窝中央处理器与控制总线相连，来控制收发器和中继单元。

在另一个实施例中，基站包括了多个收发器、蜂窝中央处理器和中继单元。基站的结构是模块化的并且可扩展。结果，基站可改造成运行各种不同的任务，并进行扩展以适应各种不同的性能需求。例如，一个低性能的基站可能只包括一个收发器、一个蜂窝中央处理器和一个中继单元。而一个高性能的基站可能包括了几个收发器、蜂窝中央处理器和中继单元。

本发明的优点有：模块化、可扩展性、分布式处理、提高网络性能、减少网络阻塞、容错以及更加有效和低成本的基站。

附图的简要描述：

下面结合附图的详细描述将使本发明的其它优点更加明显，其中包括：图I描绘了一个蜂窝网络；

图2A-D是一组流程图，表示对入站信息和出站信息的处理过程；

图3描绘了本发明的一个实施例中的收发基站；

图4描绘了本发明的一个实施例中的无线频率(RF)分配模块；

图5描绘了本发明的一个实施例中的收发器(TRX)模块；

图6描绘了本发明的一个实施例中的蜂窝中央处理器；

图7描绘了本发明的一个实施例中的中继单元；

图8描绘了本发明的另一个实施例中的中继单元的细节图；

图9A-D描绘了次64kbps速率的交换信息的配置；

图10描绘了本发明的另一个实施例中的收发基站；

图11描绘了本发明的另一个实施例中的收发基站；

图12描绘了本发明的另一个实施例中的收发基站；

图13描绘了本发明中不同实施例中基站的配置表；

图14A-D是一组流程图，表示对入站信息和出站信息的处理过程；及

图15A-D是一组流程图，表示对入站信息和出站信息的处理过程；

发明的详细描述：

本发明涉及具有智能路由选择控制交换机的蜂窝基站。特别地，本发明用于蜂窝网络与移动台的通信及控制路由选择信息以减少网络阻塞和改进网络性能。所提供的示范实施例使用全球移动通信系统(GSM)协议。

这里描述的示范实施例参照特定的配置和协议。熟悉本行业的人员将理解到，在保持本发明的范围之内，可对示范的实施例作各种不同的变化和修改。

对于以下的描述，术语“基站”(BS)包括存在于任何BTS、BSC和MSC中的结构和特性。示范实施例根据以下将要解释的各自独立的配置，有能力运行这些功能中的任何一种。更进一步，术语“信息”包括RF信号和数字字，它们能表示语音、数据或两者。

第一个实施例参照图1至图3来描述。图1描述了蜂窝网络中的移动台(MS)20与收发基站(BTS)40之间的通信。当移动台MS向BTS40发起呼叫时，它总是带有国际移动用户身份码(IMSI)。BTS40将IMSI发送给基站控制器(BSC)50和移动业务交换中心(MSC)60去验证。MSC60决定IMSI是否与访问位置寄存器(VLR)70中的一个值相符合。如果没有在VLR70中找到匹配的IMSI，则MSC60查看归属位置寄存器(HLR)80，去匹配IMSI。如果在HLR80中也没有找到匹配的IMSI，则MSC60将通过公共交换电话网(PSTN)90，到其它网络的HLR中查找匹配的IMSI。一但验证通过，BTS40将授权与MS20通信而网络完成呼叫。

图2A-D显示了BS30与MS20的通信过程。这些流程图指示了独立的BTS40，BSC50和MSC60配置并表示在哪些位置执行哪些处理步骤。图2A的流程图显示了入站信息的处理过程，开始的一步为步骤102，从MS接收信息。步骤104将GSM TDMA字组成帧。步骤106通过均衡补偿信息由于多径效应而造成的损耗。步骤108对信息进行解码。步骤110对入站信息解交织。步骤112和114是信息在中继单元(TM)上的传送，为方便起见，这里的中继以示范的E1中继线为例。步骤116是TRAU功能，仅在需要时运行，这将在以后解释。步骤118和120是信息在示范的E1中继线上传送。步骤122选择交换路由，将入站信息传到正确的目的地。如果目的地在BTS中，则信息通过路由选择作为出站信息传回BTS(转到图2C的步骤152)。但是，如果入站信息的目的地在PSIN90中，则执行步骤124进行信息的回波抑制。然后步骤126通过示范的E1中继线将入站信息传送到出站目的地。

图2B的流程图显示了入站控制信号的处理过程。这代表对支持与MS20的语音和数据通信是必不可少的控制信息。步骤102到110与图2A流程图的步骤相同。步骤130包含的基站控制功能有基站无线控制、MS功率和时序。步骤132是Abis功能，这是BTS和BSC之间的一个协议。步骤112和114是信息在示范的E1中继线上传输。步骤134是Abis功能，这是BTS和BSC之间的一个协议。步骤136是一个无线资源管理(RR)过程。步骤138是A功能，这是BSC和MSC之间的一个协议。步骤118和120是信息在示范的E1中继线上传输。步骤140是A功能，这是BSC和MSC之间的一个协议。步骤142表示各种管理过程，包括无线资源管理(RR)、移动管理(MM)、呼叫控制(CC)、补充业务(SS)和短信息业务(SMS)。步骤144是SS7协议处理过程，它允许在GSM网络的其它单元与PSTN之间互通。步骤126通过示范的E1中继线将入站信令信息传送到出站目的地。

图2C的流程图显示了出站信息的处理过程。步骤150从示范的E1中继线接收出站信息。步骤152选择交换路由，将出站信息传送到正确的目的地。步骤154和156通过示范的E1中继线传送信息。步骤158是TRAU功能。步骤160和162通过示范的E1中继线传送信息。步骤164对出站信息进行交织。步骤166对出站信息编码。步骤168将出站信息组成TDMA帧。步骤170将出站信息传给MS20。

图2D有流程图显示了出站信令的路径处理流程。步骤150从示范的E1中继线接收出站信息。步骤172是SS7协议处理过程，它允许在GSM网络的其它单元与PSTN之间互通。步骤174表示各种管理过程，包括无线资源管理、移动管理、呼叫控制、补充业务和短信息业务。步骤176是A功能，这是MSC和BSC之间的一个协议。步骤154和156在示范的E1中继线上传送信息。步骤178是A功能，这是MSC和BSC之间的一个协议。步骤180是无线资源管理过程。步骤182是Abis功能，这是BSC和BTS之间的一个协议。步骤160和162是在示范的E1中继线上传输信息的步骤。步骤184是Abis功能，它是BSC和BTS之间的协议。步骤186是一组基站控制功能，包括无线控制、MS功率和时序。步骤164对出站信息进行交织。步骤166对出站信息编码。步骤168将出站信息组成TDMA帧。步骤170将出站信息传送给MS20。

图3描述了一个基站的实施例，此基站与MS20a，MS20b通信并进行入站信息处理过程和出站信息处理过程。

无线频率(RF)分配模块210将入站信息放大并分配到每个收发器(TRX)250a-c中。每个TRX250接收入站信息并将从RF信息转换成GSM TDMA格式的信息。然后TRX250对入站信息进行组帧、均衡、解码和解交织，这相对应于图2A-B中的步骤104、106、108和110。

TRX250由蜂窝中央处理器(CCPU)300通过控制总线(VME)进行控制。CCPU300调度所有的信息处理过程并跟踪与MS20通信的轨迹。CCPU300也通过VME总线控制中继单元(TM)400。

然后TRX250通过数据总线(TDM)将信息传送给TM400，此数据总线包括十六根8Mbps的次总线。每个TRX模块250a-c可在任何次总线上接收数据并可以预先给定一条次总线向TM400发送信息。TM400是一个复杂的模块，其中包括一个时分/空分交换机，这将在下面叙述。CCPU300控制TM400的操作，并决定TM400是否需要按照相应的步骤116、122和124执行速率适配、回波抑制或接口功能。

出站信息的处理过程与如下描述是类似的。如果需要，TM400根据步骤158执行接口功能和速率适配。然后TM400通过TDM总线将信息传送给TRX250，根据步骤164、166、168和170，对信息进行交织、编码、组帧和RF传输。

特别地，图4描绘了RF分配模块210。天线212、214分别连到天线分离滤波器216、218上。天线分离滤波器216、218用做滤波器允许在同一根天线上进行接收和发送，因为接收频率和发送频率是分离的。分配电路220、222用于提取接收RF信息。电路220、224的输出之一进入分集交换器224。交换器224由下方的处理器控制，以选择天线212、214得到最佳接收。在混合器226中，13MHz的时钟频率强加在接收信号上，与下方的单元如TRX250达到同步。

图5描绘了TRX250。滤波器227提取13MHZ的时钟用于TRX250同步。分集控制228连到RF分配模块210，用以控制分集交换器224。分集控制228监测进入的接收信号是否有信号衰减。如果有，例如分集控制228检测出天线212上有信号衰减，它就发一个信号到RF分配模块210的交换器224中以选择另一根天线214。RF通信和接收的详细讨论请见《具有自适应频率变化的扩展频谱通信网络》，美国，序列号08/434,597，提交日1995年5月4日，代理人摘要号A-60820。

一但在TRX250中接收到入站信息并将之转换成基带频率，GSM基带模块230将执行GSMK过程来得到TDMA帧数据。GSM基带模块230可将入站信息解调成同相位和正交相位的信息，也可将出站信息调制成基带频率。可很好地为此目的工作的处理器有模拟设备AD7002。然后MUX/DMUX252直接将入站信息送到多个处理路径上以分散处理负载。信号处理的详细描述请见《扩展频谱通信网络信号处理器》，美国，序列号08/434,554，提交日1995年5月4日，代理人摘要号A-60910。工作良好的解复用的一个例子是：将所有偶数的TDMA时隙送到第一组DSP254，256，而将所有奇数的TDMA时隙送到第二组DSP258，260中。但是，MUX/DMUX252能够将信息分配在任意数目的DSP组上。一但DSP256，260完成入站信息的处理，则将信息发送到TDM总线上。

在出站信息处理中，DSP256，260从TDM总线上接收出站信息。信息被分到多个处理组中。一个工作良好的例子是将所有偶数的TDMA时隙送到第一组DSP256，254，而将所有奇数的TDMA时隙送到第二组DSP260，258。处理过程并行执行，形成的出站信息送到MUX/DMUX252，将多路复用这些时隙组成TDMA帧，送到GSM基带模块230，然后送到RF分配模块210中去发送。

TRX250是对TDMA描述的，使用任何调制类型、多址或其它信息编码技术是可能的。例如，可用执行CDMA的转换器代替或增补GSM基带转换器230，也可用执行CDMA的过程代替或增补DSP254，256，258，260的程序内存。这样，模块化的结构有能力作为各种不同类型网络中的任何类型的基站运行。

为了调度信息处理过程，提供一实时处理器(RTP)262来控制DSP254，256，258和260。RTP262也能够执行功率控制、测量预处理及用于信息检错和纠错的链路接入协议(LAPDm)。更进一步，RTP262跟踪入站信息和出站信息，用于以后有效地增强TRX250，并允许入站信息和出站信息通过TDM总线进行通信。

RTP262在VME总线上用控制信息与CCPU300通信，并根据操作参数和处理要求从CCPU300中接收指令。在此控制信息中包含了由TRX250收集的基站无线、MS功率和时序信息，以及从MS来的其它打包信息。因为RTP262包含在TRX250中并且RTP262是一个专用处理器，所以TRX处理性能是可预测的，也是可以保证的。

在TRX业务区域狭小和信号衰减迅速的微小区配置中，RTP262也是非常有用的。在微小区配置中，信号强度随着距离增大迅速衰减。结果，为了很好地管理MS，微小区配置需要经常性地收集统计信息和进行错误检测。传统的无线结构对微小区里的多个MS缺乏频繁收集统计信息进行处理的能力，因而可能挂断已经脱离业务的MS。本发明通过将RTP262置于TRX250之中，来支持微小区配置和频率的统计信息收集，克服了处理上的困难。

RTP262提供分布式处理能力，将要处理的任务分派到能够最有效率地执行此任务的地方去。在单个TRX配置中，RTP262甚至可以执行所有必需的功能而省去CCPU300。同样，如下所述，当增加TRX卡的数量之后，处理能力也按比例增加。通过在TRX中运行处理任务，TRX和CPU之间的控制流量达到最小，且增加额外的TRX，CPU负载并不显著增长。

图6描述了CCPU300。其中VME接口302与VME总线相连，在这里缓存所有通信信息。冗余控制304连到接口302上，监视接口302与VME总线相连，并在必要时进行接管。处理器306连到接口302上并通过VME总线通信。当呼叫建立起来时，处理器306从MS中接收打包信息。处理器306控制呼叫的信令路径，配置TM400去适应呼叫交换。另外，处理器306还执行许多BS中的内部管理和调度功能，例如保持激活MS的记录、MS信息速率、呼叫连接信息和其它信息。更进一步，回到图2B和2D中，处理器306在需要时可提供BCF、RR、MM、SS、CC或SMS功能(见步骤136、142、174和180)。时钟调整器308接收时钟信号，并用其它跟踪信号如数据传送时钟来校正，使此时钟符合统一的标准。CCPU300还有各种模块端口，如DRAM310、快闪内存312、另有一个空端口314可接IDE、SCSI或RS232、及以太网端口316。

下述的一些配置中有多个CCPU。增加额外的CCPU的好处是提供冗余、灵活性和增强中央处理能力。当基站与多个其它网络单元相连时，中央处理能力用于协调入站和出站信息，并控制下述的TM400交换机。

图7和图8描述了TM400。TM400的中心是时分/空分交换机402，它与TDM数据总线和VME控制总线都相连。时分/空分交换机402可在TDM总线、处理器402、接口组帧器410和DSP420a-f之间对信息进行路由选择。这里根据通信数据速率和交换能力来描述时分/空分交换机402。任何能够完成这些功能的设备都能用于本发明中，如3C公司的C3280处理器。

如图8所示，时分/空分交换机402有许多端口。一个PCM输入端口连接到所有16条TDM次总线，每条次总线传输能力为8Mbps。从本质上来说，时分/空分交换机402能够与多达16个模块通信，这些模块可以是TRX、其它TM或连接在TDM总线上的任何其它类型的模块。如果将时分/空分交换机配置更多的端口，TDM总线配置更多的次总线，则通信的数目还可增大。

时分/空分交换机402支持的许多交换功能描述在《专用蜂窝用户交换机》，美国，序列号：08/435,709，提交日1995年5月4日，代理人摘要号WAVEP001，和《智能交换的方法和设备》，美国，序列号：08/435,838，提交日1995年5月4日，代理人摘要号WAVEP004中。更进一步，当基站配置成具有交换功能时，基站可执行蜂窝PBX、本地回路或其它类似的功能。

处理器404通过8Mbps的CPU360Y和CPU360Z输入端口与时分/空分交换机402相连，同时也与8Mbps的PathY和PathZ输出端口相连。处理器404也与VME总线相连，如图7所示。处理器404提供协议处理功能。可能的协议包括Abis、A、SS#7和1SDN。这种处理功能使得能与GSM网络和PSTN的其它单元互通。更进一步，处理器404提供专用于TM404上的分布式处理功能，并能随着TM的增加而扩展。处理器404也可作为TM400的协议引擎，帮助在处理SS#7信令时减少等待时间和提高性能。如果不需要协议处理并且当前配置中有一CCPU300，则处理器404可省去，因为CCPU300中包含的处理器306可执行一般的功能。

组帧器410、412通过2Mbps的组帧端口TxA和TxB与时分/空分交换机402相连。2Mbps是E1接口速率，但可改成任何接口速率。组帧器410、412可以配置与网络中的其它单元如BTS、BSC、MSC、PBX、PSTN等等进行通信。因为基站可运行BTS、BSC或MSC的功能，可以改变接口类型来适应特殊需要的接口功能。例如，图7中的组帧器410、412可以与具有2Mbps的E1接口、1.544Mbps的T1接口、64kbps的DSO接口或其它数字接口。

DSP420a-f通过8Mbps的PathY和PathZ输出端口与时分/空分交换机相连。DSP420a-f可执行的功能包括代码转换速率适配、回波抑制、或其它将在下面叙述的特殊功能。一但DSP420a-f完成各自的功能后，则信息通过PathY和PathZ输入端口传送到时分/空分交换机402。

如上根据图2A所述，所需的信息处理过程有时可包括回波抑制(步骤124)、代换转换速率适配TRAU(步骤116)或其它互通功能(IWF)。时分/空分交换机402通过VME总线从CCPU300接收控制信号，指示时分/空分交换机402进行交换或连接。

当需要回波抑制、速率适配或其它功能时，时分/空分交换机402将信息路由选择到DSP420中去进行功能处理。如图所述，共有6个DSP420a-f，但用于功能处理所需的DSP可从零个到任意多个。更进一步，每个DSP420a-f带有2个或4个处理器引擎如AT&T DSP1611或TI TMS320 C52来执行所需的处理功能。

对于TRAU功能，一方面GMS MS以16kbps的压缩语音通信，另一方面PSTN DSO的接口速率是64kbps。DSP420改变压缩语音以适应这种速率变化。DSP420也能适应8kbps、16kbps和64kbps的速率变化。

如上所述，本发明的一个特征是信息量在低于64kbps的速率下交换。下面从二个方面描述次64kbps的信息交换。首先，所描述的通信过程将次64kbps的数据流汇集到标准的DSO64kbps数据流中。为了完成这一点，使用DSP420a-f将次64kbps数据流汇集成标准的DSO数据流后再发送到其它网络单元，同时将从其它网络单元来的DSO数据流反汇集。例如，图9A描述了一个8比特64kbps DSO数据流502，其中包括4个16kbps数据流(W1、W2、W3、W4)以及一个8比特64kbps DSO数据流504，其中包括8个8kbps数据流(W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8)。这允许4个16kbps的呼叫或8个8kbps的呼叫同时在一个DSO数据流中通信，而传统上仅支持一个呼叫。而且，通过在数据流中填充预定义比特，还可使DSO数据流中包含更少的数字。

图9B描述了DSP420a-f是怎样执行所需的数据流汇集和反汇集功能的，即读写次64kbps数据流到64kbps数据流。每个DSP420按指令进行通信，它的内存包括4个缓存区和1个映象表，其中前4个缓存区(M1、M2、M3和M4)用于存贮数据流，第5个缓存区(M5)存贮映象表，它指向DSP功能缓存映象。图9B描述了缓存区M1如何映象到缓存区M3，缓存区M2映象到M4，尽管可编程进行任何映象。

图9C是一个流程图，描述了将TDM信息映象到DSO64kbps数据流的过程。步骤520是时分/空分交换机402从TDM总线接收时隙信息。步骤522通过PcmOut4-7及PathZ或PathY，交换所需的时隙到选择的DSP420a-f。在步骤524中，CCPU300通过VME总线传送映象表到选择的DSP420a-f，将映象功能编程到M5中。步骤526将一部分时隙的信息移进缓存区M1，同时通过PathY或PathZ将缓存区M4中的信息移出到时分/空分交换机402。步骤528执行从缓存区M1到M3的映象。步骤530将一部分时隙信息移进缓存区M2，同时通过PathY或PathZ将缓存区M3中的信息移出到时分/空分交换机402中。步骤532执行从缓存区M2到M4的映象。步骤534决定DSP420是否继续工作。在通常的条件下，DSP420继续进行信息处理，循环将继续进行。但是，如果让DSP停止，则步骤534将处理转到步骤536，停止处理过程。这样就释放了DSP420，它可以去执行其它处理。

其次，为了与GSM相符合，MS20以64kbps速率对语音抽样，并使用标准语音编码算法将之压缩成13.2kbps数据流。于是信息通过RF传送到BTS40。每条入站的13.2kbps数据流由TRX250接收，打包成16kbps的数据流并在BTS40中寻找路由。在传统的设备中，这些16kbps的数据流解压缩成64kbps，并传送到MSC执行标准的64kbps交换。但是，本发明具有在8kbps、16kbps或其它速率下进行智能式的路由选择呼叫，从而避免了不必要的速率转换。

在基站业务范围内，当呼叫是从第一台MS20a到第二台MS20b时，第二方面的优点更加明显。时分/空分交换机402可以进行简单的路由选择，将从第一台MS20a中接收到的入站信息送回TDM总线，作为送到第二台MS20b的出站信息。这种类型的交换根据图14A-D和15A-D在下面叙述。更进一步，这种类型交换的详细叙述请见《专用蜂窝用户交换机》，美国，序列号：08/435,709，提交日1995年5月4日，代理人摘要号WAVEP001及《智能交换的方法和设备》，美国，序列号：08/435,838，提交日1995年5月4日，代理人摘要号WAVEP004。

按照移动台与基站通信方式的不同，呼叫路由选择功能也可由各种其它的方法实现。例如，如果第一台MS20a与第二台MS20b在单一的TRX250a中通信，并在单个的DSP组254，256中，则DSP组从第一台MS20a中接收入站信息，并将它作为出站信息发送给第二台MS20b。因为入站信息和出站信息的速率都是13.2kbps，并且入站和出站信息在单一的DSP组中寻找路由，所以它不需要打包成16kbps的数据流。另一个例子是，如果第一台MS20a与第二台MS20b在单一的TRX250a中通信，但在两个不同的DSP组中，则TRX250a从一个DSP组中的第一台MS20a中接收入站数据，然后作为出站信息发送到另一个DSP组中，再送到第二个MS20b中。因为入站和出站信息由不同的DSP组处理，信息在DSP组之间通信时，打包成16kbps的数据流。更进一步，在一种情况下，第一组DSP与第二组DSP通过TDM总线传送信息。仍然是在第二个例子中，如果第一台MS20a与第一台TRX250a通信而第二台MS20c与第二台TRX250b通信，则第一台TRX250a可以接收入站信息，通过TDM总线送到第二台TRX250b，第二台TRX250b将它作为出站信息发送给第二台MS20c。因为入站信息和出站信息是由不同的TRX处理的，所以在TRX之间通信的信息被打包成16kbps数据流。注意在这些例子中没有将信息送到TM400中，也没有将信息解压缩成64kbps。

图10描述了在TDM总线和VME总线上，本发明的模块结构和扩展结构是怎样实现的。RF分配模块210连到TRX250。TRX250与TDM总线和VME总线相连。特别地，DSP256，260连到TDM总线而RTP262连到VME总线上。CCPU300连到VME总线。时钟模块307连到TDM总线，产生参考时钟使子系统在同步方式下工作。TM400与TDM总线和VME总线都相连。图10描述了只有一个TRX的BTS配置，这也在图11中作了描述。

图11是一个商业产品，将各种基站部件装入一个机架中。此机架可作为一个独立的单元工作，也可累积起来配备成更大的设备架。而且任意一块卡板可放在任意插槽中。也可能移走所有TRX，只留下TM和CCPU卡板来配置BSC或MSC。

由于结构是完全可扩展的，图12描述了一个基站有6个TRX，2块CCPU和3个TM。可通过选择处理单元来符合任何基站配置和功能。例如，图13显示了可由本发明实现的各种可能的功能，如BTS，BSC，联合BTS/BSC，MSC，联合BSC/MSC及联合BTS/BSC/MSC。一种可能的配置是只有一个TRX和一个TM，其中CCPU的功能包括在TRX RTP262和TM处理器404中。

图14A-D描述了对联合BTS/BSC和MSC中入站信息处理和出站信息处理中不同功能的划分。这些步骤相应于图2A-D中标号相同的步骤。一但入站信息解交织后(步骤110)，它被送到时分/空分交换机402中(步骤111)。时分/空分交换机402对入站信息进行路由选择，可到三处：TRAU(步骤116)，到E1(步骤118)，或作为出站信息传回到TDM总线(转到图14C步骤163)。如果交换步骤111将信息路由选择到E1(步骤118)，则入站信息传送到MSC中。步骤120在MSC中接收信息，然后交换步骤122将入站信息路由选择到四处之一：TRAU(步骤123)、回波抑制器(步骤124)，E1(步骤126)或作为出站信息传回BTS/BSC(转到图14C步骤152)。

图14B的流程图描述了入站控制信号的处理过程。注意步骤133的FauxAbis。执行这一步骤保留步骤130和136之间的接口，而去掉在示范的E1中继线上传输信息的步骤112、114。

对于出站信息，步骤150通过E1从异种网络上接收信息。这种情况下MSC只从异种网络上接收信息，而在它的控制下目标MS与TRX通信。然后交换步骤152可对信息路由选择到TRAU(步骤153)或E1(步骤160)。BTS/BSC在E1上接收信息(步骤162)，然后交换步骤163可对信息路由选择到TRAU(步骤158)或到TRX对信息进行交织(步骤164)，编码(步骤166)及组帧(步骤168)，然后通过步骤170将信息发送到目的MS中。注意交换步骤152和163可分别从图14A的步骤122和111开始。

图14D的流程图描述了出站控制信号处理过程。注意步骤183的FauxAbis。执行此步骤保留步骤180和186之间的接口，而去掉通过示范E1中继线传输信息的步骤160和162。

图15A-D描述了对联合BTS/BSC/MSC中入站信息处理和出站信息处理中不同功能的划分。这些步骤相应于图2A-D中标号相同的步骤。一但入站信息解交织后(步骤110)，它被送到时分/空分交换机402中(步骤111)。时分/空分交换机402对入站信息进行路由选择到四处之一：TRAU(步骤116)，回波抑制器(步骤124)，E1(步骤126)或作为出站信息传回到TDM总线(转到图14C步骤152)。如果交换步骤111将信息路由选择到E1(步骤126)，则入站信息被发送到异种网络中。

图15B的流程图描述了入站控制信号处理过程。注意步骤139的FauxA。执行此步骤保留步骤136和142之间的接口，而去掉通过示范E1中继线传输信息的步骤118和120。

对于出站信息，步骤150通过E1从异种网络上接收信息。在这种情况下，BTS/BSC/MSC只从异种网络上接收信息，而在它的控制下目的MS与TRX通信。交换步骤152可将信息路由选择到TRAU(步骤158)或到TRX对信息进行交织(步骤164)、编码(步骤166)和组帧(步骤168)，然后通过步骤170将信息发送到目的MS中。注意交换步骤152可从图15A的步骤111开始。

图15D的流程图描述了出站控制信号处理过程。注意步骤177的FauxA。执行此步骤保留步骤174和180之间的接口，而去掉通过示范E1中继线进行信息传输的步骤154和156。

可扩展结构的重要特征是：当增加TM卡板时，基站的交换能力也随着增长。例如，如图12所示，将基站配置成有三个TM模块，则基站的容量增加到6个E1输出端口。这种配置一方面增加了到MSC的通信能力，另一方面也增加了基站本身，如TRX卡板之间的信息交换能力。

本发明的优点是模块化、可扩展性、分布式处理、提高网络性能、减少网络阻塞、容错以及更加有效和低成本的基站。

如在这里所使用的，当第一个单元与第二个单元相连(coupled)时，是指两者之间有关系，并不需要两者之间有直接的路径。例如，天线单元通过接收器与处理单元相连。但是，当第一个单元与第二个单元连接时(connected)，则它们之间需要有一条直接的路径。

其它的实施例：

如上所公布的示范实施例及最佳模式，可在下述权利要求所限定的本发明的范围内进行修改和变化。

Claims (18)

1.与第一部移动台和第二部移动台通信的基站，所述基站包括：

收发器，用于从第一部移动台接收第一入站信息，从第二部移动台接收第二入站信息，发送第一出站信息到第一部移动台及发送第二出站信息到第二部移动台；所述收发器包括与数据总线相连的信号处理器，所述信号处理器用于对所述第一入站信息和所述第二入站信息进行均衡和解码以及对所述第一出站信息和所述第二出站信息进行编码；

与所述数据总线相连的处理器，用于从所述第一部移动台、所述第二部移动台和所述数据总线上接收控制信息及控制所述信号处理器，将来自所述第一部移动台的所述第一入站信息路由到所述数据总线上，将来自所述数据总线的所述第一出站信息路由到所述第一部移动台，将来自所述第二部移动台的所述第二入站信息路由到所述数据总线上，和将来自所述数据总线的所述第二出站信息路由到所述第二部移动台；以及

与所述数据总线相连的中继单元，通过适配可与异种网络相连，用于与所述异种网络进行所述第一入站信息、所述第二入站信息、所述第一出站信息、所述第二出站信息及所述控制信息之间的通信。

2.权利要求1的基站，其中：

所述处理器是一个收发器处理器，进一步与所述信号处理器相连，并能够将来自所述第一部移动台的所述第一入站信息路由到所述数据总线上，将来自所述数据总线的所述第一入站信息作为所述第二出站信息路由到所述第二部移动台，以及将来自所述第二移动站的所述第二入站信息路由到所述数据总线，和将所述第二入站信息作为所述第一出站信息路由到所述第一部移动台。

3.权利要求1的基站，其中：

所述收发器包括第一收发器和第二收发器，所述第一收发器用于接收来自所述第一部移动站的第一入站信息，并将第一出站信息发送到第一部移动站，所述第二收发器用于接收来自第二部移动站的第二入站信息，并将第二出站信息发送到第二部移动站；

所述第一收发器包括与所述数据总线相连的第一信号处理器，用于均衡和解码所述第一入站信息并将所述第一入站信息发送到所述数据总线，并接收来自所述数据总线的所述第一出站信息和编码所述第一出站信息，

所述第二收发器包括与所述数据总线相连的第二信号处理器，用于均衡和解码所述第二入站信息并将所述第二入站信息发送到所述数据总线，并接收来自所述数据总线的所述第二出站信息和编码所述第二出站信息；

所述处理器用于控制所述第一信号处理器和所述第二信号处理器，以便提供指令，将来自所述第一部移动台的所述第一入站信息路由到所述数据总线，将来自所述数据总线的所述第一出站信息路由到所述第一部移动台，将来自所述第二部移动台的所述第二入站信息路由到所述数据总线，并将从所述数据总线到所述第二部移动站的所述第二出站信息静音；以及

所述中继单元能够将来自所述数据总线的所述第一入站信息路由到所述异种网络，将从所述异种网络到所述数据总线的所述第一出站信息静音，将从所述数据总线到所述异种网络的所述第二入站信息静音，将来自所述异种网络的所述第二出站信息路由到所述数据总线，将来自所述数据总线的所述第一入站信息作为所述第二出站信息路由返回到所述数据总线，以及将来自所述数据总线的所述第二入站信息作为所述第一出站信息路由返回到所述数据总线。

4.权利要求3的基站，其中：

所述中继单元用于接收来自所述数据总线的所述第一入站信息和所述第二入站信息，并将所述第一入站信息和所述第二入站信息发送到所述异种网络，以及用于接收来自所述异种网络的所述第一出站信息和所述第二出站信息，并将所述第一出站信息和第二出站信息发送到所述数据总线。

5.权利要求4的基站，其中：

所述第一入站信息包括第一入站语音/数据信息和第一入站控制信息，所述第一出站信息包括第一出站语音/数据信息和第一出站控制信息；

所述第二入站信息包括第二入站语音/数据信息和第二入站控制信息，所述第二出站信息包括第二出站语音/数据信息和第二出站控制信息；

所述中继单元包括与所述数据总线相连的时分/空分交换机，与所述时分/空分交换机相连的多个信号处理器及与所述时分/空分交换机相连的接口组帧器；

所述中继单元包括代码转换速率适配器，用于对所述第一入站语音/数据信息、所述第一出站语音/数据信息、所述第二入站语音/数据信息和所述第二出站语音/数据信息进行适配选择；及

所述中继单元包括伪Abis接口功能，用于选择处理所述第一入站控制信息、所述第一出站控制信息、所述第二入站控制信息和所述第二出站控制信息。

6.权利要求5的基站，还包括：

与所述第一收发器、所述第二收发器、所述中继单元和所述处理器相连的控制总线。

7.权利要求6的基站，其中：

所述中继单元包含回波抑制器，用于选择对所述第一入站语音/数据信息和所述第二入站语音/数据信息进行回波抑制；以及

所述中继单元包括伪A接口功能，用于选择处理所述第一入站控制信息、所述第一出站控制信息、所述第二入站控制信息和所述第二出站控制信息。

8.权利要求3的基站，用于进一步处理与所述第一部移动站和所述第二部移动站相关的信息，与所述第一部移动站相关的信息包括具有第一入站语音/数据信息和第一入站控制信息的所述第一入站信息、具有第一出站语音/数据信息和第一出站控制信息的所述第一出站信息，与所述第二部移动台相关的信息包括具有第二入站语音/数据信息和第二入站控制信息的所述第二入站信息、具有第二出站语音/数据信息和第二出站控制信息的所述第二出站信息，所述中继单元还包括：

通过适配器与第一异种网络相连的第一终端，通过适配器与第二异种网络相连的第二终端及与所述数据总线和控制总线相连的接口处理器，

与所述数据总线相连的时分/空分交换机，与所述时分/空分交换机相连的多个信号处理器，及与所述时分/空分交换机相连的接口组帧器；以及

代码转换速率适配器，用于对所述第一入站语音/数据信息、所述第一出站语音/数据信息、所述第二入站语音/数据信息和所述第二出站语音/数据信息进行适配选择；

其中所述处理器与所述控制总线相连，用于选择处理所述第一入站控制信息、所述第一出站控制信息、所述第二入站控制信息和所述第二出站控制信息并控制所述中继单元；及

其中所述中继单元能够有选择地将来自所述第一终端的所述第一入站信息路由到所述第二终端、将来自所述第二终端的所述第一出站信息路由到所述第一终端、将来自所述第一终端的所述第一入站信息作为所述第二出站信息路由返回到所述第一终端、将来自所述第一终端的所述第二入站信息作为所述第一出站信息路由返回到所述第一终端。

9.权利要求8的基站，其中：

所述中继单元包括回波抑制器，选择对所述第一入站语音/数据信息和所述第二入站语音/数据信息进行回波抑制；及

所述中继单元包括伪A接口功能，用于选择处理所述第一入站控制信息、所述第一出站控制信息、所述第二入站控制信息和所述第二出站控制信息。

10.权利要求3的基站，用于进一步处理与所述第一部移动站和所述第二部移动站相关的信息，与所述第一部移动站相关的信息包括具有第一入站语音/数据信息和第一入站控制信息的所述第一入站信息、具有第一出站语音/数据信息和第一出站控制信息的所述第一出站信息，与所述第二部移动台相关的信息包括具有第二入站语音/数据信息和第二入站控制信息的所述第二入站信息、具有第二出站语音/数据信息和第二出站控制信息的所述第二出站信息，所述基站还包括：

多个附加中继单元，随着中继单元的增加，基站交换能力按比例增加，每个中继单元包括：

用于将所述单元与所述异种网络相连的终端，及与所述数据总线和控制总线相连的接口处理器；

与所述数据总线相连的时分/空分交换机、与所述时分/空分交换机相连的多个信号处理器，及与所述时分/空分交换机相连的接口组帧器；以及

代码转换速率适配器，用于对所述第一入站语音/数据信息、所述第一出站语音/数据信息、所述第二入站语音/数据信息和所述第二出站语音/数据信息进行适配选择；其中

所述处理器与所述控制总线相连，用于选择处理所述第一入站控制信息、所述第一出站控制信息、所述第二入站控制信息和所述第二出站控制信息并控制所述中继单元；及

所述中继单元能够有选择地将来自所选中继单元的所述第一入站信息路由到所述数据总线，对从所述数据总线到所述所选中继单元的所述第一出站信息静音，对来自所选择的一个终端作为所述第二出站信息返回到所述所选终端的所述第一入站信息静音，和将来自所述所选终端的所述第二入站信息作为第一出站信息路由返回到所述所选终端。

11.权利要求2或3的基站，用于进一步处理与所述第一部移动站和所述第二部移动站相关的信息，与所述第一部移动站相关的信息包括具有第一入站语音/数据信息和第一入站控制信息的所述第一入站信息、具有第一出站语音/数据信息和第一出站控制信息的所述第一出站信息，与所述第二部移动台相关的信息包括具有第二入站语音/数据信息和第二入站控制信息的所述第二入站信息、具有第二出站语音/数据信息和第二出站控制信息的所述第二出站信息，所述中继单元还包括：

与所述数据总线和控制总线相连的处理器，所述与所述数据总线和控制总线相连的处理器能够将来自所述数据总线的所述第一入站语音/数据信息路由到所述异种网络，将来自所述数据总线的所述第二入站语音/数据信息路由到所述异种网络，将来自所述异种网络的所述第一出站语音/数据信息路由到所述数据总线，将来自所述异种网络的所述第二出站语音/数据信息路由到所述数据总线，将来自所述数据总线的所述第一入站语音/数据信息作为所述第二出站语音/数据信息路由返回到所述数据总线，以及将来自所述数据总线的所述第二入站语音/数据信息作为所述第一出站语音/数据信息路由返回到所述数据总线；

其中：

所述中继单元包括与所述数据总线相连的时分/空分交换机，与所述时分/空分交换机相连的多个信号处理器及与所述时分/空分交换机相连的接口组帧器；

所述中继单元包含回波抑制器，用于选择对所述第一入站语音/数据信息和所述第二入站语音/数据信息进行回波抑制；以及

所述中继单元包括代码转换速率适配器，用于对所述第一入站语音/数据信息、所述第一出站语音/数据信息、所述第二入站语音/数据信息和所述第二出站语音/数据信息进行适配选择。

12.可用于权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9和10中任何一项的基站的基站机架。

13.可用于权利要求11的基站的基站机架。

14.通过无线链路与一部移动台通信的基站，所述基站包括：

多个收发器，用于从所述移动台接收入站信息和向移动台发送出站信息，每个收发器包括：

与数据总线相连的信号处理器，所述信号处理器用于对所述入站信息进行均衡和解码并向所述数据总线发送所述入站信息，和从数据总线接收出站信息并对所述出站信息进行编码；

与所述信号处理器和控制总线相连的收发器处理器，所述收发器处理器用于控制所述信号处理器；以及

具有与所述数据总线和控制总线相连的接口处理器的中继单元，用于从所述数据总线接收所述入站信息，并将该入站信息发送到一个异种网络，和用于从一个异种网络接收所述出站信息，并将该出站信息发送到所述数据总线。

15.权利要求14的基站，还包括与控制总线相连的中央处理器，用于控制收发器处理器和中继单元。

16.权利要求15的基站，其中：

所述中继单元还包括与所述数据总线相连的时分/空分交换机，与所述时分/空分交换机相连的多个信号处理器及与所述时分/空分交换机相连的接口组帧器。

17.权利要求16的基站，其中与所述时分/空分交换机相连的中继单元中的多个信号处理器适用于实现代码转换速率适配、回波抑制或其它互联网功能。

18.权利要求14的基站，其中多个收发器中的至少一个包括与数据总线相连的多个信号处理器，该多个信号处理器用于对所述入站信息进行均衡和解码并向所述数据总线发送所述入站信息，和从数据总线接收出站信息并对所述出站信息进行编码。

Images