專利名稱：具有延伸網(wǎng)孔的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)的制作方法
一般地講本發(fā)明涉及網(wǎng)孔型的電話系統(tǒng)，更具體地講，涉及具有延伸網(wǎng)孔的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，這種延伸的網(wǎng)孔特別適合在農(nóng)村地區(qū)使用。
一般地，提供農(nóng)村地區(qū)有效的電話系統(tǒng)提出許多問題，其中的問題是(1)由于人口的自然分散，人口密度低;
(2)復(fù)蓋的范圍大，實(shí)現(xiàn)對新有的預(yù)期用服務(wù)的電纜電話網(wǎng)特別昂貴;
(3)從地理分布看來，鋪設(shè)和維護(hù)電話網(wǎng)的電纜是困難的。
特別是由于存在這些困難，更趨向于使用無線電話向農(nóng)村地區(qū)提供通信。
典型地，例如目前正在使用的一種農(nóng)村無線電話系統(tǒng)包括通過無線電話連接小的村莊或住宅區(qū)，和在給定地點(diǎn)將上述無線電話系統(tǒng)連接到全國通信網(wǎng)絡(luò)。
但是，這個(gè)解決方案除了不能照顧所有的預(yù)期用戶外，還存在著嚴(yán)重的困境，主要涉及很小的村莊或住宅區(qū)需要的整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施很昂貴，以及完全缺乏通信保密，因?yàn)槿绻魏稳搜b備有合適的設(shè)備，他就可竊聽給定的呼叫。
為了解決上面討論的所有問題并為農(nóng)村地區(qū)提供有效的通信系統(tǒng)，建議使用網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)。
簡單地說，網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)是一個(gè)無線電話系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中可用的頻帶被分為指定作為網(wǎng)孔的頻率組，這些網(wǎng)孔以這樣的方法在地理上分布，兩個(gè)相鄰網(wǎng)孔的頻率組總是相互不同的，以便消除通信中的任何可能的干擾。
類似地，在一個(gè)給定頻率組中的頻率只在網(wǎng)孔間的距離足以保證在一個(gè)網(wǎng)孔中這些頻率之間再?zèng)]有任何干擾和在另一個(gè)網(wǎng)孔使用相同的頻率時(shí)才重復(fù)。
由于每個(gè)網(wǎng)孔有一個(gè)給定頻率組，所以能夠執(zhí)行或進(jìn)行一定數(shù)目的同時(shí)的會(huì)話。但是，每個(gè)網(wǎng)孔復(fù)蓋地區(qū)可能存在不同的話務(wù)負(fù)荷，網(wǎng)孔的大小可以根據(jù)上述話務(wù)負(fù)荷的變動(dòng)而改變。換句話說，根據(jù)話務(wù)負(fù)荷，網(wǎng)孔的大小可以為半徑約1和5Km(一和五公里)之間。
雖然網(wǎng)孔的最小范圍被目前可用技術(shù)限制在半徑約1Km(一公里)，因?yàn)樾∮谶@個(gè)極限可能出現(xiàn)在所用頻率組中無法解決的干擾問題，網(wǎng)孔的最大范圍取決于用戶接收機(jī)檢測能力，接收機(jī)的天線經(jīng)常出現(xiàn)低功率檢測。因此，在目前已知的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)中，網(wǎng)孔的平均范圍為半徑5至15Km(五至十五公里)范圍內(nèi)。
典型地，通用的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)包括(1)一個(gè)變換與控制單元(CCC)，通過電纜接到全國電話網(wǎng)，和通過無線電波與幾個(gè)網(wǎng)孔通信;
(2)在每個(gè)網(wǎng)孔中一個(gè)接收與再發(fā)送基地?zé)o線站(ERB)，包括一個(gè)塔和一個(gè)天線陣列;以及(3)多個(gè)移動(dòng)終端站，裝備有低功率檢測天線，并且能夠與前一段中的每個(gè)基地?zé)o線站建立無線頻率通信。
鑒于上述問題涉及話務(wù)負(fù)荷，網(wǎng)孔的大小和頻率間的干擾，通用的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)在其基地?zé)o線站中使用代功率天線，該天線裝配在相對低的塔上，最好建在不太升高的地點(diǎn)，以便盡可能地避免每組頻率之間的任何干擾。
因此，需要對農(nóng)村地區(qū)提供一個(gè)有效的電話系統(tǒng)，這是本發(fā)明的目的之一。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是為農(nóng)村地區(qū)提供這樣一個(gè)有效的電話系統(tǒng)，它可為所有預(yù)期的用戶服務(wù)。
本發(fā)明另外一個(gè)目的是為農(nóng)村地區(qū)提供這樣一個(gè)有效的無線電話系統(tǒng)，它不存在上面討論的有關(guān)安裝費(fèi)很高和電纜鋪設(shè)與維護(hù)困難的問題。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是為農(nóng)村地區(qū)提供這樣一個(gè)電話系統(tǒng)，它不存在上面討論的有關(guān)通用的農(nóng)村無線電話的基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用昂貴的問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是為農(nóng)村地區(qū)提供這樣一個(gè)電話系統(tǒng)，它不存在上面討論的缺乏通信保密的問題。
根據(jù)本發(fā)明，通過提供一個(gè)網(wǎng)孔型無線電話系統(tǒng)，特別用于農(nóng)村地區(qū)，上述目的都達(dá)到了，其特征在于包括接到全國電話網(wǎng)并與幾個(gè)網(wǎng)孔通信的一個(gè)變換與控制單元;在每個(gè)網(wǎng)孔中一個(gè)接收與再發(fā)送基地?zé)o線站，上述基地?zé)o線站包括一個(gè)塔和一個(gè)天線陣列，上述塔最好是一個(gè)大塔并建筑在一個(gè)升高的地點(diǎn)，并裝備高塔天線，這了復(fù)蓋大的區(qū)域;和分布在每個(gè)上述基地?zé)o線站可達(dá)到的范圍內(nèi)的多個(gè)固定端站，每個(gè)固定端站裝備有連接該站的高功率檢測定向天線，它被引向上述基地?zé)o線站。
根據(jù)本發(fā)明，安裝在升高地點(diǎn)的基地?zé)o線站天線的功率增加，固定端站的檢測能力也增加，這時(shí)固定端站是耦合到被引向基地?zé)o線站的高功率檢測定向天線，使得在平坦的地面每個(gè)網(wǎng)孔的范圍可能增大到半徑約60Km(六十公里)，實(shí)際上增大到現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)孔型無線電話系統(tǒng)中最大網(wǎng)孔半徑的四倍。
這樣，通過轉(zhuǎn)換現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)孔型無線電話系統(tǒng)的基本原理，每個(gè)網(wǎng)孔的范圍可以延伸到自然地理的邊界而不出現(xiàn)兩個(gè)相鄰網(wǎng)孔的頻率組之間的任何干擾問題。
另外而且與通用的網(wǎng)孔型無線電話系統(tǒng)的情況相反，基地?zé)o線站天線功率的增加不包含任何干擾問題，因?yàn)槌嗽谵r(nóng)村地區(qū)通?？吹降脑拕?wù)負(fù)荷低之外，網(wǎng)孔的范圍和分布消除了這類的問題。
下面參見示于作為例子的附圖中的非限制性的實(shí)施例更詳細(xì)地?cái)⑹霰景l(fā)明，其中

圖1表示集中配置的本發(fā)明的網(wǎng)孔型無線電話系統(tǒng)的示意圖;和圖2表示非集中配置的本發(fā)明的網(wǎng)孔型無線電話系統(tǒng)的示意圖。
現(xiàn)在更詳細(xì)地參照附圖，在圖1和2中示出根據(jù)本發(fā)明的具有一個(gè)延伸的網(wǎng)孔的網(wǎng)孔型無線電話系統(tǒng)。該系統(tǒng)基本上包括一個(gè)變換與控制單元CCC，多個(gè)基地?zé)o線站ERB和多個(gè)固定終站ETF。
變換與控制單元CCC是一個(gè)數(shù)字電子通信設(shè)備，它使用分布處理與存貯程序控制操作技術(shù)來控制基地?zé)o線站ERB和固定端站ETF，以便提供一個(gè)有效的通信系統(tǒng)。
變換與控制單元CCC最好是技術(shù)發(fā)展水平中已知的類型，它能夠變換話音和數(shù)據(jù)電路，并進(jìn)行模擬-數(shù)字(A/D)和數(shù)字-模擬(D/A)變換，因此下面不再詳細(xì)敘述。變換與控制單元CCC的目的是提供在根據(jù)本發(fā)明具有一個(gè)延伸的網(wǎng)孔的網(wǎng)孔型無線電話系統(tǒng)中的基地?zé)o線站和通過RNT電纜的全國電話網(wǎng)之間的接口。上述接口可以是本地的和話務(wù)相關(guān)的。
這樣，通過變換與控制單元CCC能夠在固定端站ETF和全國的及國際范圍的電話中心站之間提供自動(dòng)的互連。
變換與控制單元CCC基本上包括一個(gè)主控制單元CCP和一個(gè)變換單元CC。主控制單元CCP的功能是建立操作者與該系統(tǒng)之間的接口，為此目的給整個(gè)系統(tǒng)裝備一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，通過供人-機(jī)通信的協(xié)義允許執(zhí)行系統(tǒng)管理和維護(hù)功能。另一方面，變換單元CC的目的是控制呼叫處理，監(jiān)視基地?zé)o線站ERB設(shè)備和執(zhí)行在主控制單元CCP中的外圍設(shè)備或在變換單元CC本身的本地終端接口開始的管理和維護(hù)功能。
另外，變換單元CC負(fù)責(zé)所呼叫的連接和拆除過程，包括信令，監(jiān)視，變換和無線頻率信道的分配。
確定單個(gè)網(wǎng)孔的基地?zé)o線站ERB通過四線模擬或數(shù)字信通連接到變換與控制單元CCC，網(wǎng)孔之間的通信通過無線頻率，PCM波束或光纖，根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)要求進(jìn)行。但是在這樣的通信系統(tǒng)中，有話音和數(shù)據(jù)流用特定的數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送和接收控制，監(jiān)視和情報(bào)消息。
每個(gè)基地?zé)o線站ERB的主要功能是與本地用戶相互接口和/或本地用戶與全國電話網(wǎng)RNT用戶接口。
為此目的，基地?zé)o線站ERB最好包括至少兩架(rack)，指定為無線頻率和普通的架，它們接到裝在恰當(dāng)高度的兩個(gè)全方向天線，它們可完全復(fù)蓋基地?zé)o線站ERB周圍平均半徑60Km(六十公里)，這樣構(gòu)成一個(gè)延伸的網(wǎng)孔。
基地?zé)o線站ERB與固定端站ETF的通信是通過無線頻率信道進(jìn)行的，它使用發(fā)送和接收控制數(shù)據(jù)與話音信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，這樣的通信通過工作在800MHz范圍內(nèi)的無線系統(tǒng)中的頻率調(diào)制進(jìn)行的。換句話說，基地?zé)o線站ERB和給定的固定端站ETF之間的通信是通過控制與話音信號(hào)進(jìn)行的。
控制信號(hào)供給基地?zé)o線站ERB控制器和每個(gè)網(wǎng)孔的固定端站ETF之間的數(shù)據(jù)，其功能是發(fā)送信息給固定端站并監(jiān)視它們的寄存器，包括消息寄存器參數(shù)和發(fā)送到固定端站的頻率;控制開始的和完成的呼叫;和確定接收呼叫的固定端站的可用性。
話音信道提供固定端站ETF和變換單元CC之間的音頻接口。雖然話音信道發(fā)送音頻監(jiān)視音TSA和信令音TS。
話音信道是提供音頻鏈路和信號(hào)變換以支持呼叫;監(jiān)視無線頻率信號(hào)強(qiáng)度;監(jiān)視固定端站用于設(shè)備接入用戶;和在呼叫期間切斷音頻監(jiān)視音TSA。
固定端站ETF包括低功率收發(fā)信機(jī)，它耦合到被引向基地?zé)o線站的定向天線，還裝備用戶終端，它是固定的，對于本發(fā)明的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)特別有意義。
根據(jù)本發(fā)明的具有延伸網(wǎng)孔的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)的工作將參見三種類型的呼叫敘述如下一個(gè)呼叫從固定站ETF到全國電話網(wǎng)RNT;一個(gè)呼叫從全國電話網(wǎng)RTNN到固定端站ETF;和一個(gè)呼叫從一個(gè)固定站ETF到另一個(gè)固定站ETF。
在從固定端站ETF到全國電話網(wǎng)RTN的呼叫中，當(dāng)固定端站ETF用戶開始呼叫時(shí)，基地?zé)o線站ERB通過控制信道接收和識(shí)別該請求，發(fā)送該請求與要求完成該呼叫的所有其它信息到變換單元CC，即用戶的電話號(hào)碼，用戶的順序號(hào)和所撥的號(hào)碼。
然后變換單元CC選擇一條該呼叫使用的空閑信道和向基地?zé)o線站ERB發(fā)信號(hào)去命令固定端站ETF使用所選的信道。另外，變換單元CC進(jìn)行所撥號(hào)碼的確認(rèn)以保證該用戶可以進(jìn)行呼叫和確定要求的路由以及呼叫類型。
通過數(shù)字變換建立連接，變換單元CCU完成固定端站ETF和基地?zé)o線站ERB與全國電話網(wǎng)RTN的話音鏈路。
另一方法，為了提供低費(fèi)用路由，根據(jù)圖2所示的非集中化系統(tǒng)，該呼叫可以由變換單元CC從網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)中的另一個(gè)變換單元CC到達(dá)全國電話網(wǎng)RTN。
當(dāng)該呼叫完成時(shí)，斷開變換單元CC的任一方釋放了該呼叫所用的全部資源。然后相應(yīng)于上述呼叫的記錄發(fā)送主控制單元CCP隨后用于產(chǎn)生標(biāo)稱磁帶和話務(wù)分析。
當(dāng)呼叫是從全國電話網(wǎng)RNT到固定端站ETF的，全國電話網(wǎng)RTN進(jìn)入變換與控制單元CCC中的一條中繼線，并且通過數(shù)字開關(guān)把相應(yīng)的信息數(shù)字發(fā)送到固定端站ETF的用戶。
變換與控制單元CCC進(jìn)行確認(rèn)與數(shù)字翻譯并命令相應(yīng)所在地區(qū)的基地?zé)o線站ERB通過控制信道啟動(dòng)所選的固定端站ETF，以便使它能與全國電話網(wǎng)RTN連接。
基地?zé)o線站ERB通過控制信道定位該固定端站ETF，當(dāng)后者應(yīng)答該呼叫時(shí)，變換單元CC被基地?zé)o線站ERB命令去選擇該呼叫使用的空閑話音信道。通知固定端吖ETF關(guān)于由基地?zé)o線站ERB選擇的信道的情況，當(dāng)固定端站ETF已準(zhǔn)備接收該呼叫時(shí)，變換單元CC連接相應(yīng)的數(shù)字開關(guān)。
這樣命令基地?zé)o線站ERB通知該用戶，而且固定端站ETF中的電話機(jī)開始振鈴。當(dāng)固定端站的用戶應(yīng)答呼叫時(shí)，全國電話網(wǎng)RTN中的話音鏈路已接通。
還有，當(dāng)呼叫完成時(shí)，斷開變換單元CC的任一個(gè)釋放該呼叫中所用的全部資源，并產(chǎn)生相應(yīng)于上述呼叫的記錄，這個(gè)記錄被發(fā)送到主控制單元CCP在隨后用于產(chǎn)生標(biāo)稱磁帶和話務(wù)分析。
當(dāng)呼叫是從一個(gè)固定端站ETF到另一個(gè)固定端站時(shí)，當(dāng)固定用戶開始呼叫時(shí)，它如上所述被處理直到數(shù)字翻譯步驟為止。這時(shí)，變換單元CC通過其數(shù)據(jù)存貯單元確定該呼叫是否被引向另一個(gè)固定端站ETF。
如果這另一個(gè)固定端站ETF是由同一個(gè)變換單元CC服務(wù)的，則該呼叫以常規(guī)的方法處理。相反地，如果該用戶用由另一個(gè)變換單元CC服務(wù)的，則空閑中繼線被指定給該呼叫，然后作為一個(gè)固定端站ETF到一個(gè)固定端站ETF型的呼叫處理。
被叫用戶被定位，并通過應(yīng)答該呼叫，指定一條話音信道以建立兩站之間的話音鏈路。上述話音鏈路的建立是從相應(yīng)于始發(fā)該呼叫的固定端站ETF開始到目標(biāo)的固定端站ETF的基地?zé)o線站ERB中的變換單元CC。
當(dāng)呼叫完成時(shí)，斷開變換單元CC的任一方釋放該呼叫使用的全部資源，而且在始發(fā)的基地?zé)o線站ERB中產(chǎn)生相應(yīng)于上述呼叫的記錄，發(fā)送到主控制單元CCP隨后用于產(chǎn)生標(biāo)稱磁帶和話務(wù)分析。
在這一系統(tǒng)中，呼叫可以通過固定端站ETF進(jìn)行，在數(shù)據(jù)存貯單元中有空間可用于每個(gè)用戶進(jìn)行呼叫的記錄。
根據(jù)本發(fā)明具有延伸網(wǎng)孔的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)的一個(gè)重要特性是通過網(wǎng)孔分扇區(qū)和/或分區(qū)，它的擴(kuò)展的可能性。
這樣，通過一個(gè)預(yù)定的項(xiàng)目，可以構(gòu)置初始復(fù)蓋一個(gè)給定地區(qū)所要求的網(wǎng)孔，精確地確定網(wǎng)孔的位置和數(shù)目，以及被服務(wù)地區(qū)要求的基地?zé)o線站ERB。為了支持這種話務(wù)，給每個(gè)網(wǎng)孔分配信道組總是正比于最大的預(yù)期話務(wù)。
但是，由于用戶的數(shù)目，話務(wù)負(fù)荷和其他的因素包括地理因素，本發(fā)明具有延伸網(wǎng)孔的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)允許第二級中的每個(gè)網(wǎng)孔分扇區(qū)和分區(qū)。
在前一種情況下，一個(gè)給定的網(wǎng)孔被分為扇區(qū)，然后這些扇區(qū)由變換與控制單元CCC作為新的網(wǎng)孔對待，而在后一種情況，被分區(qū)的網(wǎng)孔具有它的區(qū)域，該區(qū)域由發(fā)送功率的減小而減少，因此剩下的區(qū)域由一個(gè)新的網(wǎng)孔復(fù)蓋，產(chǎn)生幾個(gè)微網(wǎng)孔而不是一個(gè)宏網(wǎng)孔。
本發(fā)明已敘述了，應(yīng)該懂得，可以進(jìn)行若干修改和變化，如果這些修改和變化不脫離如所附權(quán)利要求中確定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.特別設(shè)計(jì)用于農(nóng)村地區(qū)的一種具有延伸網(wǎng)孔的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其特征在于包括一個(gè)變換與控制單元，接到全國電話網(wǎng)并與幾個(gè)網(wǎng)孔進(jìn)行通信；在每個(gè)網(wǎng)孔中的一個(gè)接收與再發(fā)送基地?zé)o線站，所述的基地?zé)o線站包括一個(gè)塔和一個(gè)天線陣列，所述的塔最好是大尺寸的和建筑在一個(gè)升高的地點(diǎn)，并且具有高功率天線，以便復(fù)蓋大的區(qū)域；以及多個(gè)固定端站，分布在每個(gè)所述的基地?zé)o線站范圍內(nèi)，每個(gè)固定端站裝備有連接到固定端站的高功率檢測天線，它被引向基地?zé)o線站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其中每個(gè)基地?zé)o線站用四線模擬或數(shù)字信道連接到變換控制單元，它們之間的通信是通無無線頻率，PCM波束或光纖進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其中每個(gè)固定端站包括連接到定向天線的低功率收發(fā)信機(jī)，完成一個(gè)固定用戶的終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其中基地?zé)o線站通過包含控制和音頻信道的無線頻率信道與固定端站通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其中該基地?zé)o線站與本地用戶相互接口和/或本地用戶與全國電話網(wǎng)的用戶接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其中該基地?zé)o線站通過無線頻率信道與固定端站通信，它使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議發(fā)送和接收控制信道和音頻信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其中該基地?zé)o線站和固定終站之間的通信是由工作在800MHz范圍內(nèi)的無線電系統(tǒng)的頻率調(diào)制提供的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其中每個(gè)基地?zé)o線站至少包括互連到全方向天線的兩架。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其中所述的天線安裝在適當(dāng)?shù)母叨?，足夠用于?fù)蓋基地?zé)o線站周圍約60Km半徑的地區(qū)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，其中變換與控制單元包括一個(gè)主控制單元和一個(gè)開關(guān)單元，前者用于操作者與該系統(tǒng)接口，而后者用于呼叫的處理和呼叫的所有連接與切斷過程。
全文摘要
提供特別設(shè)計(jì)用于農(nóng)村地區(qū)的一種具有延伸網(wǎng)孔的網(wǎng)孔型電話系統(tǒng)，包括接到全國電話網(wǎng)(RNT)并與幾個(gè)網(wǎng)孔通信的一個(gè)變換與控制單元(CCC)，每個(gè)網(wǎng)孔裝備一個(gè)接收和再發(fā)送基地?zé)o線站(ERB)，包括一個(gè)塔和一個(gè)天線陣列，所述的塔最好是大尺寸的并且建筑在一個(gè)升高的地點(diǎn)以及具有高功率天線，以便覆蓋大的區(qū)域，和多個(gè)固定端站(ETF)，每個(gè)所述的固定端站(ETF)裝備有連接到一個(gè)收發(fā)信機(jī)以完成一個(gè)用戶終端的高功率檢測定向天線。
文檔編號(hào)H04B7/24GK1080443SQ9210465
公開日1994年1月5日 申請日期1992年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月15日
發(fā)明者萊昂哈德·科羅瓦茲克 申請人:阿爾卡特爾電信公司