專利名稱：用于操作具有多個(gè)基站的通信系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，具體涉及用于操作具有多個(gè)基站的無線通信系統(tǒng)的方法。
以前，無線通信系統(tǒng)在一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備和多個(gè)遠(yuǎn)端基站之間提供通信，該基站包括一個(gè)控制器用于調(diào)節(jié)遠(yuǎn)端設(shè)備和基站之間的通信。在需要時(shí)，該控制器通常提供基站之間的越區(qū)切換。具有多個(gè)基站的無線通信系統(tǒng)的一個(gè)例子是蜂窩電話系統(tǒng)。蜂窩電話系統(tǒng)的基站通常由蜂窩控制站控制。
無繩電話系統(tǒng)是無線通信系統(tǒng)的另一個(gè)例子，該系統(tǒng)可與多個(gè)基站一起工作。典型地，無繩電話系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)無線遠(yuǎn)端設(shè)備(亦即手機(jī))，該手機(jī)與單一基站相關(guān)。每個(gè)手機(jī)能以不同的頻率與基站通信。因此，能夠適應(yīng)多個(gè)手機(jī)和單一基站之間的通信。
在具有多個(gè)基站的無繩電話系統(tǒng)中，必須允許該手機(jī)與每個(gè)基站通信，同時(shí)防止未授權(quán)的手機(jī)與該基站通信。為此，需要對(duì)每個(gè)手機(jī)指定保密碼，并保存一個(gè)允許在該系統(tǒng)工作的所有有效手機(jī)的保密碼表。還在一個(gè)手機(jī)正等待與一個(gè)基站通信時(shí)，該手機(jī)應(yīng)當(dāng)在與范圍內(nèi)的基站相同的信道上，以便降低提供該手機(jī)與基站之間的射頻(RF)通信鏈路需要的時(shí)間量。因此，當(dāng)該手機(jī)不與一個(gè)基站通信時(shí)，需要調(diào)整該手機(jī)的信道對(duì)準(zhǔn)范圍內(nèi)的一個(gè)基站。
當(dāng)該手機(jī)與一個(gè)基站通信時(shí)，因?yàn)樵撌謾C(jī)與該基站之間RF通信信號(hào)強(qiáng)度可能隨該手機(jī)至基站的相對(duì)位置而變化，在每個(gè)手機(jī)和一個(gè)具有最強(qiáng)RF通信鏈路的基站之間提供一個(gè)RF通信鏈路是有用的。據(jù)此，需要在具有多個(gè)基站的無線通信系統(tǒng)中各基站之間傳送通信信號(hào)。
在任何具有多個(gè)基站的無線通信系統(tǒng)中需要調(diào)整在一個(gè)手機(jī)和該基站之間的通信。特別是，需要調(diào)整哪個(gè)基站將與特定手機(jī)通信。在不利用該基站的分離的控制器的情況下，調(diào)整一個(gè)手機(jī)與該基站間的通信是有利的。消除對(duì)分離控制器的任何需求將降低費(fèi)用和系統(tǒng)的復(fù)雜性。據(jù)此，需要一種用于操作具有多個(gè)基站的無線通信系統(tǒng)例如一種無繩電話系統(tǒng)的方法，這種系統(tǒng)消除了對(duì)該基站的分離控制器的任何需求。
本發(fā)明圍繞一種用于在便攜式電話系統(tǒng)中建立和維持通信的方法，該系統(tǒng)適于在多個(gè)信道上與多個(gè)基站和至少一個(gè)手機(jī)一起工作。該方法一般地包括以下步驟給手機(jī)指配一個(gè)保密碼，該手機(jī)在便攜式通信系統(tǒng)中工作以使手機(jī)和多個(gè)基站之間能夠進(jìn)行RF通信;傳送指配給該手機(jī)的保密碼到多個(gè)基站，以便在多個(gè)基站的每個(gè)基站內(nèi)保持工作在該系統(tǒng)內(nèi)的手機(jī)的保密碼;和調(diào)整手機(jī)的信道與用基站的一個(gè)信道一致，以允許每個(gè)手機(jī)與多個(gè)基站中的一個(gè)基站之間進(jìn)行通信。
在另一方面，本發(fā)明公開了一種對(duì)適用于與多個(gè)手機(jī)和至少一個(gè)基站工作的便攜式通信系統(tǒng)指配保密碼的方法。該方法包括以下步驟把每個(gè)手機(jī)當(dāng)前保密碼提供給基站;把一個(gè)新的保密碼指配給每個(gè)手機(jī);和把每個(gè)新保密碼放置在基站中保密碼的主表上。
本發(fā)明還公開了一種用以在手機(jī)沒有有效地與一個(gè)基站通信時(shí)保持一個(gè)手機(jī)和多個(gè)基站中的一個(gè)基站之間通信的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種方法對(duì)于每個(gè)手機(jī)包括以下步驟周期地從該手機(jī)發(fā)送一個(gè)信號(hào)交換請(qǐng)求到多個(gè)基站;等待從一個(gè)基站的返回的信號(hào)交換;和改變手機(jī)的信道相應(yīng)于返回信號(hào)交換的基站信道。
最后，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，這里公開了一種當(dāng)一個(gè)手機(jī)與一個(gè)基站有效的通信時(shí)用于保持便攜式通信系統(tǒng)中通信的方法，該系統(tǒng)具有多個(gè)基站和至少一個(gè)手機(jī)。特別是，該方法包括以下步驟估價(jià)在基站從手機(jī)接收的信號(hào)RSSI電平;指令剩余的基站報(bào)告RSSI電平和工作信道;選擇報(bào)告最強(qiáng)RSSI信號(hào)的基站;指令手機(jī)轉(zhuǎn)換到工作信道;和在該手機(jī)和報(bào)告最強(qiáng)RSSI信號(hào)的基站之間提供信號(hào)交換。
在一個(gè)手機(jī)與一個(gè)基站有效地通信時(shí)用于保持具有多個(gè)基站和至少一個(gè)手機(jī)的便攜式通信系統(tǒng)中通信方法的另一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括步驟估價(jià)在基站從手機(jī)接收的信號(hào)的RSSI電平;置基站于保持狀態(tài)，該手機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行到報(bào)告最強(qiáng)RSSI信號(hào)的基站的連接;在該手機(jī)和報(bào)告最強(qiáng)RSSI信號(hào)的基站之間提供信號(hào)交換。
在描述的本發(fā)明中，參見如下附圖，其中

圖1是使用本發(fā)明的方法的具有多個(gè)基站和多個(gè)無線手機(jī)的常規(guī)無線通信系統(tǒng)的平面圖;
圖2是按照本發(fā)明用于操作具有多個(gè)基站的通信系統(tǒng)的方法的流程圖;
圖3是按照本發(fā)明在各基站間傳送保密碼方法的流程圖;
圖4是按照本發(fā)明用于保持基站和手機(jī)之間信道的調(diào)整的方法的流程圖;
圖5是按照本發(fā)明用于建立手機(jī)摘機(jī)狀態(tài)的方法的流程圖;
圖6是按照本發(fā)明在各基站之間執(zhí)行越區(qū)切換方法的流程圖;和圖7是按照本發(fā)明在各基站之間執(zhí)行越區(qū)切換的另一個(gè)方法的流程圖;
圖8是按照本發(fā)明用于操作無線通信系統(tǒng)的優(yōu)選電路的方框圖;
圖9是圖8的方框圖內(nèi)所示的最佳信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路的電路圖。
參見圖1，該圖表示利用本發(fā)明的電路和方法的具有多個(gè)基站11和多個(gè)手機(jī)12的無線通信系統(tǒng)10的平面圖?；?1用數(shù)據(jù)鏈路14連接到公共系統(tǒng)電話網(wǎng)(PSTN)18的單條線路16，盡管本發(fā)明的方法可應(yīng)用在連接多條電話線路的基站系統(tǒng)。在無線通信系統(tǒng)中可包括任何數(shù)量的手機(jī)12，而僅需要一個(gè)手機(jī)。手機(jī)12可包括能與基站11進(jìn)行RF通信的任何設(shè)備。一個(gè)基站和相關(guān)手機(jī)的一個(gè)例子包括一個(gè)無繩電話機(jī)?？衫帽景l(fā)明方法的無繩電話機(jī)在轉(zhuǎn)讓給莫托羅拉公司的美國專利NO.5140635中公開，引用整個(gè)專利作為參考。
如圖1所示，每個(gè)基站11通過數(shù)據(jù)鏈路14(以基站之間的實(shí)線指示)與其它基站通信。最好地，通過連接每個(gè)基站到公共系統(tǒng)電話網(wǎng)的相同電話線16，該數(shù)據(jù)鏈路可包括公共系統(tǒng)電話網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)的塞環(huán)和塞尖線路。另一方面，在基站之間的通信可通過RF通信或經(jīng)AC電源線路來實(shí)現(xiàn)。最后，每個(gè)手機(jī)12通過RF通信信號(hào)與每個(gè)基站11通信(圖1中的虛線所示)。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖2，該流程圖表示按照本發(fā)明用于操作具有多個(gè)基站的通信系統(tǒng)的優(yōu)選方法。為了避免在多個(gè)基站系統(tǒng)中各基站之間的干擾，每個(gè)基站最好地被限制在總的可用信道的一定的子集。例如，在頻分多址(FDMA)49兆赫茲無繩系統(tǒng)中，目前總共有10個(gè)信道可使用。在具有兩個(gè)基站的系統(tǒng)中，第一個(gè)基站可指配信道1-5，而第二個(gè)基站可指配信道6-10。最好地，指配給單個(gè)基站的信道不是頻譜中的相鄰的頻率。除了當(dāng)要求為了越區(qū)切換目的在特定信道上報(bào)告它們的RSSI電平之外，基站總是在它們的信道域(domain)內(nèi)通信，這在下面討論。
在為基站分配信道域中，最好總是在相同手機(jī)的RF范圍內(nèi)設(shè)有兩個(gè)基站可有交叉信道域。即當(dāng)基站的RF范圍交叉提供無接合處的越區(qū)切換，最好具有交叉RF范圍的基站不具有交叉RF信道域。因此，如果有比總的可用信道較少的基站，通過獨(dú)占地指定信道給基站，有可能保證設(shè)有兩個(gè)域交叉。因此，該基站可被放置在他們所希望的地方，應(yīng)當(dāng)注意到，如果基站少于可用的信道，該基站可具有重疊信道域，如果基站被小心地放置避免具有重疊信道域的信道是在相同RF范圍內(nèi)。但是，如果一個(gè)系統(tǒng)具有比可用信道更多的基站，必須注意放置具有交叉信道域的基站。
按照本發(fā)明有許多方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)基站的域指配。通過使用基站的鍵盤可人工地指配信道的指配以選擇信道。另一方面，該基站在生產(chǎn)時(shí)可預(yù)編程。最后，該基站可允許互相調(diào)解(arbitration)以保證當(dāng)基站具有RF覆蓋重疊半徑時(shí)和當(dāng)該基站在規(guī)定的遠(yuǎn)端設(shè)備范圍之內(nèi)時(shí)它們無同時(shí)使用RF信道。有許多辦法來調(diào)解，例如，當(dāng)空閑或加一個(gè)分離的收發(fā)信機(jī)用于調(diào)解時(shí)，通過RF通信基站可調(diào)解。另一方面，該基站可經(jīng)AC電源線路或PSTN調(diào)解。調(diào)解將允許正在服務(wù)于手機(jī)的基站或自動(dòng)地或由用戶請(qǐng)求來掃描所有可用的(即全部為10)RF信道。如果一個(gè)基站要求使用其正常信道域之外側(cè)的信道，而且那個(gè)信號(hào)當(dāng)前未使用，它將簡(jiǎn)單地對(duì)換指配那個(gè)信道的基站。這可以實(shí)時(shí)地來執(zhí)行，使用戶接入所有可用信道。
為了避免來自多基站系統(tǒng)外側(cè)的基站(例如鄰近的電話)的干擾，沒有服務(wù)于該手機(jī)的基站周期地檢查它們的RSSI電平，看一看是否有潛在的干擾存在。如果有，該基站掃描在其域內(nèi)的靜的或未占用的信道。另一方面，如果需要該基站可對(duì)換以使移動(dòng)到未占用的信道。然后，當(dāng)對(duì)基站掃描的手機(jī)移動(dòng)到那個(gè)基站域時(shí)，很可能在未占用的信道上建立連接，無需在占用信道上要求任何通信。
具有建立的基站信道域，保密碼可在步驟24指配給手機(jī)。一般地，指定保密碼以保證只有是該系統(tǒng)一部分的那些手機(jī)才能允許與該系統(tǒng)的基站通信。因此，與在用戶基站之一附近的外部基站有關(guān)的手機(jī)將不允許與用戶的基站通信。最好地，當(dāng)該手機(jī)被支撐在該基站時(shí)，指定給每個(gè)手機(jī)的保密碼能被指定。保密碼的指配可通過手機(jī)和該基站之間的實(shí)際連接來實(shí)現(xiàn)。但是，有可能通過RF傳送信號(hào)來指配安全碼。為了附加的安全性，在一個(gè)保密碼能被指配給一個(gè)手機(jī)之前，用戶可能要求接入碼。
在步驟26，由一個(gè)基站指配給任何給定手機(jī)的保密碼必須傳送到系統(tǒng)的其余基站，允許該手機(jī)與系統(tǒng)中的任何基站通信。最好是，指配給手機(jī)的保密碼通過數(shù)據(jù)鏈路能在各基站間轉(zhuǎn)移，例如，在由James Mielke發(fā)明和名稱為“用于操作無線通信系統(tǒng)的電路和方法”的美國專利申請(qǐng)中公開了，這個(gè)申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并與此同日申請(qǐng)。前面的申請(qǐng)一般地公開一種用于轉(zhuǎn)移保密碼的方法和電路，該保密碼如在耦合到通信線路的數(shù)據(jù)鏈路上的30KHZ信號(hào)。參見圖8和9詳細(xì)描述該電路。另一方面，保密碼能夠在生產(chǎn)時(shí)預(yù)編程，使用基站和/或手機(jī)鍵盤人工地編程，或者由手機(jī)隨機(jī)地產(chǎn)生一次(或經(jīng)用戶請(qǐng)求產(chǎn)生多次)，然后經(jīng)一次實(shí)際的連接(即通過電荷接觸)發(fā)送到每個(gè)基站。這樣就不需要基站至基站的通信，因此降低了成本和系統(tǒng)的復(fù)雜性。
在步驟28，該基站保持與手機(jī)一致的信道，以便保證在每個(gè)手機(jī)和基站之間能建立RF通信鏈路。一般地，每個(gè)手機(jī)經(jīng)指定信道上的RF通信鏈路周期地請(qǐng)求與一個(gè)基站的信號(hào)交換。如果該信號(hào)交換請(qǐng)求未成功，該手機(jī)將繼續(xù)在不同信道上請(qǐng)求信號(hào)交換，直到它從基站接收一個(gè)確認(rèn)為止。因此，響應(yīng)一個(gè)振鈴信號(hào)或當(dāng)該手機(jī)摘機(jī)始發(fā)一個(gè)呼叫時(shí)，該手機(jī)將在與在該手機(jī)范圍內(nèi)的一個(gè)基站有關(guān)的未用信道上。盡管在具有單個(gè)基站的系統(tǒng)中信道調(diào)整是有益的，而在具有多基站的系統(tǒng)中保持信道的調(diào)整特別重要。當(dāng)一個(gè)手機(jī)在由該基站覆蓋的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)，該手機(jī)將能夠在未占用的信道上與范圍內(nèi)的其中一個(gè)基站通信。
在步驟30，進(jìn)行摘機(jī)請(qǐng)求與一個(gè)基站通信。響應(yīng)于一個(gè)振鈴信號(hào)或當(dāng)發(fā)出一個(gè)去話呼叫時(shí)，進(jìn)行摘機(jī)請(qǐng)求。在與一個(gè)基站進(jìn)行連接之后，該RF通信鏈路與該基站保持聯(lián)系，直到在步驟32請(qǐng)求越區(qū)切換為止。當(dāng)該手機(jī)的用戶在該基站區(qū)域內(nèi)旅行時(shí)，可能需要越區(qū)切換。該用戶可在一個(gè)基站的范圍之外并在另一個(gè)基站的范圍之內(nèi)旅行，請(qǐng)求到另一個(gè)基站的越區(qū)切換。在對(duì)話的結(jié)束，在步驟34該手機(jī)將掛機(jī)。在掛機(jī)之后，該手機(jī)將保持與該基站的信道一致，如參見步驟28所描述。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，該圖描述表示指配保密碼給手機(jī)(如圖2的方塊24所示)的最佳操作的詳細(xì)流程圖。在步驟40，在開始，該手機(jī)檢測(cè)它已經(jīng)被放置在基站的計(jì)費(fèi)支架內(nèi)并經(jīng)RF或通過電荷接觸(charge contact)發(fā)送保密碼請(qǐng)求到該基站。最好地，該請(qǐng)求包括一個(gè)手機(jī)的當(dāng)前(即原來的)保密碼的拷貝。在步驟42，然后該基站檢查所有已知手機(jī)保密碼表，確定它以前是否與手機(jī)通信。在步驟44，該基站產(chǎn)生一個(gè)新的隨機(jī)保密碼并發(fā)送它至該手機(jī)。然后在步驟46，該基站等待從該手機(jī)接收一個(gè)確認(rèn)信號(hào)，指示已經(jīng)接收到新的保密碼。
如果該基站沒有從該手機(jī)接收一個(gè)確認(rèn)，那么在步驟48該基站確定該手機(jī)是否仍在該基站。如果該手機(jī)是在該基站，在步驟44該基站產(chǎn)生一個(gè)新的隨機(jī)保密碼并發(fā)送它至該手機(jī)。但是，如果該手機(jī)仍不在該基站內(nèi)，在步驟50，該基站退出。另一方面，如果通過RF發(fā)送該保密碼，在步驟46，如點(diǎn)劃線所示的如果沒有確認(rèn)從手機(jī)返回則在步驟44，該基站產(chǎn)生一個(gè)新的隨機(jī)保密碼。
在步驟46，如果該基站從手機(jī)接收一個(gè)返回的確認(rèn)，表示已經(jīng)從該基站接收到該新的保密碼，該基站檢查指配給系統(tǒng)中的手機(jī)的保密碼表，以在步驟52確定該手機(jī)的原始的保密碼是否在該表中。如果該原始保密碼在該表中則在步驟54，該基站用該新指配的保密碼代替原始的保密碼，并在步驟50退出。但是，如果原來的保密碼不在該表內(nèi)，在步驟56該基站確定是否在表中有任何空閑時(shí)隙，如果有空閑時(shí)隙，則在步驟58該基站用新的保密碼代替空閑時(shí)隙。但是，如果在該基站沒有剩余空閑時(shí)隙，在步驟60該基站用在該表新的保密碼代替當(dāng)前較少使用的保密碼。因此，該基站將保持系統(tǒng)內(nèi)所有有效手機(jī)的表。如前所述，在每個(gè)基站保持有相同的保密碼表，以允許每個(gè)手機(jī)和任何基站之間通信。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，該圖描述保持信道調(diào)整(圖2的方塊28所示)的最佳方法。在已指配該保密碼給手機(jī)之后，本發(fā)明的方法保持在每個(gè)手機(jī)和一個(gè)給定基站之間的信道調(diào)整。特別是，在步驟70，周期定時(shí)器期滿啟動(dòng)信道調(diào)整程序。在步驟72，該手機(jī)用信道的均勻分布隨機(jī)地選擇信道搜索圖。在具有多個(gè)手機(jī)的通信系統(tǒng)中信道的隨機(jī)分布是有益的。特別是，一種簡(jiǎn)單的防撞方法是應(yīng)當(dāng)一個(gè)以上的手機(jī)同時(shí)地搜索一個(gè)基站，用于調(diào)整或摘機(jī)的目的。
該手機(jī)設(shè)置操作信道到該圖的第一信道N。最好地，該圖中的第一個(gè)信道被置于手機(jī)先前被調(diào)整到一個(gè)基站的那個(gè)信道上。如果該手機(jī)仍被調(diào)整，這可降低在這個(gè)過程信道被占用的時(shí)間。在步驟74，然后該手機(jī)經(jīng)信道N上的RF鏈路發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)交換至基站。在步驟76，然后該方法確定在范圍內(nèi)的信道N上是否有一個(gè)基站。如果在范圍內(nèi)的信道N上有一個(gè)基站，該手機(jī)用該基站調(diào)整。因此，在步驟78，該基站發(fā)送一個(gè)確認(rèn)。在步驟80，如果該手機(jī)了解到該確認(rèn)，該手機(jī)返回到步驟70，等待周期定時(shí)器期滿，來實(shí)現(xiàn)另一個(gè)信道調(diào)整。
在步驟76，如果在范圍內(nèi)的信道N上沒有基站或在步驟80該手機(jī)在預(yù)定的時(shí)間量內(nèi)沒有了解到來自該基站的確認(rèn)，則在步驟82，該手機(jī)使該信道號(hào)前進(jìn)到該圖的下一個(gè)信道。然后，在步驟84，該手機(jī)確定是否圖中的所有信道已被使用。如果所有的信道還沒有被使用，則在步驟74，該手機(jī)經(jīng)過在新信道N上的RF鏈路發(fā)送一個(gè)信號(hào)交換的請(qǐng)求至該基站。但是如果該圖中的所有信道已被使用，該手機(jī)返回到步驟72，隨機(jī)地選擇一個(gè)新的信道搜索圖并重新開始信道調(diào)整過程。該手機(jī)能任選地調(diào)整到具有最高RSSI電平的基站。
因此，通過周期地發(fā)送信號(hào)交換請(qǐng)求到某個(gè)信道上的基站和如果沒有從該基站接收返回信號(hào)交換而增加信道，參見圖4所描述的信道調(diào)整過程保持該手機(jī)與基站的信道調(diào)整。在掛機(jī)時(shí)當(dāng)該手機(jī)從基站范圍內(nèi)的一個(gè)位置到另一個(gè)位置移動(dòng)時(shí)，該手機(jī)將與基站調(diào)整。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到5，根據(jù)本發(fā)明的方法，該流程圖描述摘機(jī)請(qǐng)求(如圖2的方塊30所示)的最佳操作。特別是，在步驟90，用戶在手機(jī)始發(fā)一個(gè)連接。然后在步驟92，該手機(jī)隨機(jī)地選擇具有信道均勻分布的信道搜索圖。該手機(jī)設(shè)置該手機(jī)的信道等于該圖中的第一信道N。最好地，該圖中的第一信道被置于在信道調(diào)整過程(參見圖4詳細(xì)描述)期間先前確定的信道，以便減少進(jìn)行摘機(jī)連接需要的時(shí)間。
然后在步驟94，該手機(jī)經(jīng)信道N上的RF鏈路發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求摘機(jī)到該基站。在步驟96，該手機(jī)確定在范圍內(nèi)的信道N上是否有一個(gè)基站。如果在范圍內(nèi)信道N上有一個(gè)基站，則在步驟98，該手機(jī)確定該基站是否已經(jīng)在服務(wù)一個(gè)手機(jī)。如果該基站還沒有服務(wù)該手機(jī)，在步驟100，該基站在信道N發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信號(hào)并摘機(jī)。在步驟102，如果該手機(jī)了解到一個(gè)確認(rèn)，在步驟104，在信道N上進(jìn)行連接。
如果該基站已經(jīng)服務(wù)一個(gè)手機(jī)，在步驟106，該基站不管該手機(jī)的請(qǐng)求。類似地，在步驟96如果在范圍內(nèi)的信道N上沒有基站，或在步驟102該手機(jī)沒有了解到一個(gè)確認(rèn)，則在步驟108，該手機(jī)提前信道號(hào)至該圖中的下一個(gè)號(hào)。在步驟110，如果該圖中的所有信道沒有被使用在步驟94，該手機(jī)經(jīng)過在表中下一個(gè)信道上的RF鏈路發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求摘機(jī)信號(hào)到該基站。但是，如果該圖中的所有信道已被使用，那么在步驟92，該手機(jī)隨機(jī)地選擇具有均勻分布的新的信道搜索圖以再次開始摘機(jī)請(qǐng)求。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，該圖表示用于實(shí)現(xiàn)圖2方塊32的功能的一種方法。與一個(gè)基站已建立連接后，在步驟120，原來的基站(即在任何越區(qū)切換到一個(gè)新基站之前，具有一個(gè)連接的基站)將周期地確定根據(jù)建立的超時(shí)期間是否要求越區(qū)切換。在步驟122，該原來的基站將確定原來的基站或手機(jī)的RSSI的電平是否降到一定閾值之下。如果原來的基站和/或手機(jī)RSSI電平已降至閾值之下，在步驟124原來的基站指令當(dāng)前沒有服務(wù)于手機(jī)的所有基站到它的信道。該原來的基站還指令當(dāng)前沒有服務(wù)手機(jī)的每個(gè)基站報(bào)告(ⅰ)該手機(jī)的RSSI電平和(ⅱ)將在步驟126工作的信道。在步驟128，然后所有的基站被指令返回到它們的原來的信道，而且原來的基站選擇具有最高RSSI信號(hào)的基站。該原來的基站還發(fā)送一個(gè)“到信道×”至該手機(jī)。
在步驟130，該手機(jī)始發(fā)一個(gè)與該新基站的信號(hào)交換并等待返回的信號(hào)交換。如果沒有返回信號(hào)交換，在步驟132該手機(jī)返回到原來的基站。如果在返回時(shí)，該手機(jī)不能重新建立與原來基站的通信，該手機(jī)將使用如參見圖5詳細(xì)描述的相同搜索圖為摘機(jī)對(duì)新基站搜索。但是，如果沒有返回信號(hào)交換，在步驟134，該新基站發(fā)送一個(gè)掛機(jī)命令到原來的基站。因此，如果有通過TELCO(通信)線路，AC線路或分離的RF通信線路提供的基站至基站的通信，有可能實(shí)現(xiàn)具有較少通信中斷的越區(qū)切換過程。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，該圖表示實(shí)現(xiàn)圖2的方塊32的另一個(gè)可替代的方法。具體地，參見圖7描述在沒有分離的基站至站通信的系統(tǒng)中越區(qū)切換的方法。在步驟140，原來的基站建立一定的超時(shí)期間。在步驟142，如果原來的基站確定該原來的基站和/或手機(jī)RSSI的電平降到一定的閾值之下，則在步驟144，原來的基站進(jìn)入保持和手機(jī)開始摘機(jī)請(qǐng)求。該摘機(jī)請(qǐng)求等同于參見圖5所描述的摘機(jī)請(qǐng)求并且在這里不再重復(fù)。在步驟146，如果該手機(jī)未能找到另一個(gè)基站，在步驟148，該手機(jī)返回到原來的基站，并使其本身不保持?jǐn)?shù)據(jù)消息。但是，在步驟150如果通過檢測(cè)telco線路阻抗的改變，該原來的基站了解到該新基站進(jìn)入摘機(jī)，該原來的基站其本身掛機(jī)。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖8，該圖表示在基站之間用于通信的最佳電路?；?0的方框圖表示通過數(shù)據(jù)鏈路在各基站之間提供信息信號(hào)的基站的相關(guān)部分。每一個(gè)基站一般地包括一個(gè)用于發(fā)送RF通信信號(hào)到每個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備12和從該設(shè)備12接收RF通信信號(hào)的收發(fā)信機(jī)220?，F(xiàn)有技術(shù)中熟知的無線電收發(fā)信機(jī)可用在本發(fā)明中。最好地，利用在前述的美國專利5140635中公開的無線電收發(fā)信機(jī)電路。RF通信信號(hào)包括遠(yuǎn)端設(shè)備占用的頻率或信道，指配給遠(yuǎn)端設(shè)備以允許該遠(yuǎn)端設(shè)備在無線通信系統(tǒng)10中工作的保密碼和任何消息信號(hào)。該消息信號(hào)可取決于遠(yuǎn)端設(shè)備，但可包括話音信號(hào)、傳真數(shù)據(jù)或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。
無線電收發(fā)信機(jī)220在連接到信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路224的線路222上提供通信信號(hào)。信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路224包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電話公司接口(Telco)電路226，用于發(fā)送通信信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)的Telco電路在現(xiàn)有技術(shù)中已熟知了并提供通信信號(hào)到公共系統(tǒng)電話網(wǎng)(PSTN)的標(biāo)準(zhǔn)的塞尖和塞環(huán)線路。
無線電收發(fā)信機(jī)220還在線222上產(chǎn)生一個(gè)信息信號(hào)。該信息信號(hào)可包括接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)信號(hào)和用于該遠(yuǎn)端設(shè)備的相關(guān)保密碼。RSSI信號(hào)指示從遠(yuǎn)端設(shè)備12接收的RF通信信號(hào)的強(qiáng)度。在具有多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的系統(tǒng)中，對(duì)每個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備12產(chǎn)生一個(gè)RSSI信號(hào)并且由與該遠(yuǎn)端設(shè)備相聯(lián)系的保密碼識(shí)別。該RSSI信號(hào)可以是開/關(guān)指示?；蛘呖纱碓诖硇盘?hào)強(qiáng)度的電平預(yù)定范圍內(nèi)的離散電平。包括RSSI信號(hào)的信息信號(hào)被提供到微處理器228。
在每個(gè)基站10中的微處理器228保持指示從每個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備12接收的RF通信信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的RSSI信號(hào)。微處理器228還與信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路224通信以發(fā)送RSSI信號(hào)到其它基站并通過數(shù)據(jù)鏈路14從其它基站接收RSSI信號(hào)。正如參見本發(fā)明的電路工作詳細(xì)描述的那樣，每個(gè)有效基站的微處理器228把來自該基站的與給定遠(yuǎn)端設(shè)備相關(guān)的RSSI信號(hào)比較，確定另一個(gè)基站是否在接收較強(qiáng)的RF通信信號(hào)。
信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路224一般地包括一個(gè)發(fā)射機(jī)電路230和一個(gè)接收機(jī)電路232。微處理器228提供一個(gè)RSSI信號(hào)到信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路224，用于經(jīng)數(shù)據(jù)鏈路14耦合信號(hào)到PSTN的塞尖和塞環(huán)線。最好地，發(fā)射機(jī)電路230以大約30KHZ的頻率發(fā)送信息信號(hào)。選擇30KHZ的頻率以優(yōu)化信息信號(hào)的傳輸。特別是，30KHZ信號(hào)是在可聞范圍之外，因此遠(yuǎn)端設(shè)備的用戶將聽不到。30KHZ信號(hào)頻率也是可聞范圍之外的最低頻率，因此在Telco線上允許最大的信號(hào)幅度。最后，30KHZ信號(hào)將被公共系統(tǒng)電話網(wǎng)濾波。當(dāng)優(yōu)選30KHZ信號(hào)時(shí)，可聞范圍之外的和由公共系統(tǒng)電話網(wǎng)濾波的任何其它頻率都可使用。
信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路224也包括一個(gè)接收機(jī)電路232，用于經(jīng)數(shù)據(jù)鏈路14從其它基站接收信息信號(hào)，接收機(jī)電路232最好包括一個(gè)帶通濾波器，用于通過由其它基站的發(fā)射機(jī)電路在數(shù)據(jù)鏈路上發(fā)送的30KHZ信號(hào)。這些信息信號(hào)被耦合到微處理器，在那里這些信號(hào)被存儲(chǔ)。因?yàn)槊總€(gè)基站將從其它基站接收信息信號(hào)，任何一個(gè)基站將能夠起著有效基站的作用，并且確定那一個(gè)基站從一個(gè)特定的遠(yuǎn)端設(shè)備接收最強(qiáng)的RF通信信號(hào)。
最后，應(yīng)答機(jī)233可能是包括在其中的一個(gè)基站內(nèi)。最好地，該應(yīng)答機(jī)將是一種數(shù)字應(yīng)答機(jī)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9，該圖詳細(xì)地表示在每個(gè)基站11中具有的最佳信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路224(圖8中所示的方框形式)。發(fā)射機(jī)電路230包括一個(gè)“與”門234，該“與”門具有耦合以接收30KHZ方波的第一輸入端236和耦合以接收數(shù)據(jù)的第二輸入端238。該數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)包括描述遠(yuǎn)端設(shè)備的信息信號(hào)，工作的信道或頻率和由上面所述的無線電收發(fā)信機(jī)產(chǎn)生的RSSI信號(hào)。通過該數(shù)據(jù)與30KHZ方波信號(hào)“與”操作，該數(shù)據(jù)將作為30KHZ方波發(fā)送。另一方面，該數(shù)據(jù)可由微處理器提供作為30KHZ信號(hào)。“與”門234的輸出240通過電容器242耦合到塞尖線。最好地，電容器242約為200微法拉?！芭c”。門234的輸出240也被耦合到倒相器244。倒相器244的輸出246經(jīng)過一個(gè)電容器248耦合到塞環(huán)線。電容器248也最好是200微法拉。
Telco電路226也詳細(xì)地示于圖9。Telco電路226包括一個(gè)變壓器252，用于發(fā)送音頻信號(hào)到無線電收發(fā)信機(jī)和從該無線電收發(fā)信機(jī)接收音頻信號(hào)。該變壓器被連接到繼電器254。繼電器254由一個(gè)晶體管256控制，晶體管256由在連接到輸入電阻260的控制電極258上的電壓控制導(dǎo)通或截止。繼電器254在節(jié)點(diǎn)264連接到橋電路262。橋電路262的節(jié)點(diǎn)266和268被連接到塞尖和塞環(huán)線。橋電路262還在節(jié)點(diǎn)266和268從塞尖和塞環(huán)線接收信號(hào)。最后，節(jié)點(diǎn)270被接到變壓器252，用于從塞尖和塞環(huán)線發(fā)送信號(hào)至無線電收發(fā)信機(jī)。
最后，信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路224包括一個(gè)接收機(jī)電路270。該接收機(jī)電路起著帶通濾波器的作用以通過來自其它基站的信息信號(hào)和阻止來自公共系統(tǒng)電話網(wǎng)的信號(hào)。最好地，接收機(jī)電路270通過由其它基站的發(fā)射機(jī)電路230發(fā)送的30KHZ信息信號(hào)。
接收機(jī)電路270包括具有一個(gè)正輸入274和一個(gè)負(fù)輸入276的差分放大器電路。正輸入274通過形成一個(gè)低通濾波器的電容器278和電阻器280連接到塞環(huán)線。最好地，電容器278是620Pf和電阻器280是10KΩ。輸入端274還連接一個(gè)并聯(lián)的RC網(wǎng)絡(luò)，包括一個(gè)電容器282和一個(gè)電阻器284以形成一個(gè)高通濾波器。最好地，電容器282是20Pf，和電阻器284是220KΩ。連接到差分放大器的負(fù)輸入端276也連接到與電阻器288串聯(lián)的電容器286以形成一個(gè)低通濾波器。最好地，電容器286是620Pf，和電阻器288是220KΩ。在差分放大器的負(fù)輸入端276和輸出端294之間連接并聯(lián)配置的電容器290和電阻器292。最好地，電容器290是20Pf，和電阻器292是220KΩ。
圖9所示的詳細(xì)的信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路224是可利用的電路的一個(gè)例子。但是，應(yīng)當(dāng)明白，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以利用在數(shù)據(jù)鏈路上用于發(fā)送和接收大約30KHZ信息信號(hào)的其它信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路。
總之，本發(fā)明建立和保持在便攜式電話系統(tǒng)中的通信，該系統(tǒng)適合于在多個(gè)信道上與多個(gè)基站和至少一個(gè)手機(jī)進(jìn)行工作。該方法一般地指配保密碼給工作在該便攜式通信系統(tǒng)中的手機(jī)，和提供保密碼的拷貝至每個(gè)基站，使得能在手機(jī)和基站之間進(jìn)行RF通信。該方法還用基站的一個(gè)信道調(diào)整手機(jī)的信道，以便允許在每個(gè)手機(jī)和多個(gè)基站中的一個(gè)基站之間通信。具體地，當(dāng)一個(gè)特定的手機(jī)不在使用時(shí)，該方法用其范圍內(nèi)的一個(gè)基站保持信道調(diào)整。而且，在與手機(jī)進(jìn)行RF通信期間，一個(gè)基站在基站之間越區(qū)切換以便保持通信。通過各基站之間的通信可提供這樣的越區(qū)切換。
權(quán)利要求
1.在便攜式無線電話系統(tǒng)中用于建立和保持通信的方法，該系統(tǒng)包括多個(gè)基站，適用于經(jīng)多條無線電信道與至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備通信，所述方法包括步驟指定保密碼給該至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備，使得能夠在該至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備和多個(gè)基站之間通信；傳送指定給該至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的保密碼到多個(gè)基站，在多個(gè)基站的每個(gè)基站內(nèi)保持工作在該系統(tǒng)的該至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的保密碼；和用多個(gè)基站中一個(gè)基站的無線電信道調(diào)整該至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的無線電信道以允許在該至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備和多個(gè)基站中的至少一個(gè)基站之間通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1在便攜式無線電話系統(tǒng)中用于建立和保持通信的方法，該系統(tǒng)適于與多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備一起工作，其中指定保密碼的步驟包括指定不同的保密碼給多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的每一個(gè)設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1在便攜式無線電話系統(tǒng)中用于建立和保持通信的方法，該系統(tǒng)適于與多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備一起工作，其中傳送保密碼的步驟包括在多個(gè)基站的每一個(gè)基站內(nèi)對(duì)多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)保密碼表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1在便攜式無線電話系統(tǒng)中用于建立和保持通信的方法，其中指定保密碼的步驟包括步驟提供遠(yuǎn)端設(shè)備當(dāng)前的保密碼到一個(gè)基站;指定一個(gè)新的保密碼給該遠(yuǎn)端設(shè)備;和放置該新的保密碼在保密碼的主表上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4在便攜式無線電話系統(tǒng)中用于建立和保持通信的方法，其中提供當(dāng)前保密碼和指定新保密碼的步驟是通過RF通信完成的。
6.用于便攜式無線電通信系統(tǒng)指定保密碼的方法，該系統(tǒng)包括多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備，適于經(jīng)過至少一條無線電信道與至少一個(gè)基站通信，該方法包括步驟提供多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的每個(gè)設(shè)備的當(dāng)前的保密碼;指定一個(gè)新的保密碼給多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的每個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備;和放置每個(gè)新保密碼在該至少一個(gè)基站內(nèi)保密碼的主表上。
7.保持與無線電通信系統(tǒng)中遠(yuǎn)端設(shè)備通信的方法，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)基站，適于在多條無線電信道上與至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備通信，所述方法包括步驟從該至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備周期地發(fā)送信號(hào)交換請(qǐng)求到該至少一個(gè)基站;等待從該至少一個(gè)基站返回信號(hào)交換;和響應(yīng)于返回信號(hào)交換的至少一個(gè)基站的信道，改變?cè)撝辽僖粋€(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的信道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7保持與遠(yuǎn)端設(shè)備通信的方法，適合于與多個(gè)基站一起工作，其中多個(gè)基站保持在不同的信道。
9.用于在便攜式無線電通信系統(tǒng)中保持通信的方法，該系統(tǒng)包括多個(gè)基站，適于在多條無線信道上與至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備通信，所述至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備是與所述多個(gè)基站的一個(gè)基站有效的通信，所述方法包括步驟評(píng)價(jià)在所述一個(gè)基站從所述至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備接收的所述信號(hào)的接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示電平;所述一個(gè)基站指令剩余基站報(bào)告接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示電平和工作信道;選擇報(bào)告最強(qiáng)接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示信號(hào)的基站;指令所述遠(yuǎn)端設(shè)備轉(zhuǎn)換到所述工作信道;和在遠(yuǎn)端設(shè)備和報(bào)告最強(qiáng)接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示信號(hào)的基站之間提供信號(hào)交換。
10.用于在便攜式無線電通信系統(tǒng)中保持通信的方法，該系統(tǒng)包括多個(gè)基站，適用于經(jīng)多條無線電通信信道與至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備通信，所述至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備是與所述多個(gè)基站的一個(gè)基站有效的通信，所述方法包括步驟評(píng)價(jià)在所述一個(gè)基站從所述至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備接收的所述信號(hào)的接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示電平;設(shè)置所述一個(gè)基站為保持;請(qǐng)求所述至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行到報(bào)告最強(qiáng)接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示信號(hào)的所述基站的連接;在所述至少一個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備和報(bào)告最強(qiáng)接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示信號(hào)的所述基站之間提供信號(hào)交換。
全文摘要
本發(fā)明包括在便攜式電話系統(tǒng)中用于建立和保持通信的方法，該系統(tǒng)適合于與多個(gè)基站和至少一個(gè)手機(jī)在多條信道上工作。該方法一般地包括指定保密碼給在便攜式通信系統(tǒng)中工作的手機(jī)的步驟，能夠使在手機(jī)和多個(gè)基站(24)之間的RF通信；傳送指定給手機(jī)的保密碼到多個(gè)基站，以便在多個(gè)基站的每個(gè)基站內(nèi)保持在系統(tǒng)(26)工作手機(jī)的保密碼；和用基站的信道調(diào)整手機(jī)的信道，以便允許在每個(gè)手機(jī)和多個(gè)基站(28)的一個(gè)基站之間進(jìn)行通信。
文檔編號(hào)H04W12/00GK1111927SQ94190463
公開日1995年11月15日 申請(qǐng)日期1994年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月20日
發(fā)明者詹姆斯·F·戈第肯, 托馬斯·帕斯茲約克, 查爾斯·J·馬利克 申請(qǐng)人:莫托羅拉公司