專利名稱：擴展移動電話網及其投幣電話的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動無線電話網。它還涉及傳統上連接到公用交換電話網的公眾場合的電話設備，這樣的設備也被稱作公用電話或投幣電話。
背景技術：
當前的無線電話網，無論什么類型(GSM、CDMA、TDMA、AMPS、D-AMPS、或PCS)原來都被設計為保證用戶間的無線通信，并且尤其被開發以傳輸語音。
現在，這些網絡，尤其是對于訪問因特網的全球網，受到必須滿足用戶的增長數量以及還要傳輸不斷增加的高速信息量的雙重約束。因此，GSM移動無線電話不超過9.6k比特/秒的速度，而經計算機和調制解調器交換的電話的公用網絡的連接速度可以達到56.6k比特/秒。
為了符合這些需求，由移動無線電話運營商當前研制的解決方案提高了網絡密度，和尤其是其無線子系統的網絡密度兩者，所述無線子系統的網絡密度經由基站和控制器構成的中繼保證給定區域的地理覆蓋范圍；所述解決方案還調整了用于提高尤其關于信息速率的性能的技術。
然而，這種在移動無線電話網的密度和性能方面的提高需要在技術上和基礎設施上大量投資。
例如，安裝一個新的基站意味著購買或租用一個合適的場所、實際安裝基站、并且將其連接到網絡，尤其是連接到其相關控制器。
關于現在研制的用于提高移動無線電話網性能的新技術，應該提到GPRS(通用分組無線業務的英文縮寫)，該技術通過將數據分組為數據包以允許達到144k比特/秒的理論速率，所述分組代替將數據切碎并且以新比特的切片進行發送的方法；如果改變無線電波調制，EGPRS(增強通用分組無線業務)可以達到384k比特/秒；并且，尤其是UMTS(通用移動電信系統)允許達到2Mbps。這些新技術，尤其是最后一個，UMTS，不但需要頻帶展開(以2G代替現在的900或1800)，而且需要編碼算法、電話終端、天線和各種中繼。實施這些新技術因此會迫使運營商完全改變當前網絡。
發明內容
因此，本發明的目的在于，利用公用交換電話網，尤其是連接到它的投幣電話，提高關于發射信息的利用率和速率的移動電話網的性能，而不會帶來大量額外成本。
因此，本發明涉及移動無線電話網。根據本發明，此網絡的特征在于其包括無線子系統和管理及路由子系統；無線子系統，具有基站的至少第一建網(meshing)和第二建網以及它們相關的基站控制器；第一建網基站經特殊裝置與它們的相關基站控制器直接通信；第二建網基站經公用交換電話網與相關基站控制器通信。
根據本發明的主題，移動無線電話網的另一方面，第二建網中的基站被放置在接近或非常接近連接到公用交換電話網的裝置的網絡的位置，以利用現有基礎設施并限制了安裝成本。
根據本發明的移動無線電話網主題的另一方面，這些裝置是其數量和地理分布特別適于發展移動無線電話網的投幣電話。
根據本發明的移動無線電話網主題的另一方面，與第二建網中的基站相關的控制器經公用交換電話網與管理及路由系統通信。
根據本發明的移動無線電話網主題的另一方面，與第二建網中的基站相關的控制器通過高速調制解調器與公用交換電話網連接。
根據本發明的移動無線電話網主題的另一方面，第二建網中的基站與很多通信接口合作，這些接口允許不同的移動臺訪問公用交換電話網。這樣允許將新業務提供給移動無線電話網用戶，而不用使用必要地新通信技術。
本發明還涉及具有與公用交換電話網連接的終端的類型的投幣電話。
根據本發明的投幣電話的特征在于，它還包括移動無線電話網的基站，這種基站經公用交換電話網連接到移動無線電話網的其余部分(rest)。
根據本發明的投幣電話主題的另一方面，基站通過高速調制解調器與公用交換電話網連接。
根據本發明的投幣電話主題的另一方面，基站與很多通信接口合作，這些接口允許不同的移動臺訪問公用交換電話網。
通過參照附圖示出作為不限于例子的本發明實施例，結合以下給出的本發明實施例的不同模式的描述，將會更好地理解本發明的各目的、方面和優點，其中圖1是現在公知的移動電話系統的原理圖；圖2是類似于圖1的示圖，示出了本發明的擴展移動電話網主題的例子；圖3是與根據本發明實施例特定模式的擴展移動電話網結合的基站的功能的結構圖。
具體實施例方式
現在公知移動電話網PLMN(公用陸地移動網的英文縮寫)的基本結構，并且如圖1的概要圖所示。
這種結構，例如不但是GSM網絡中的結構，而且是CDMA、TDMA、AMPS、D-AMPS或PCS網絡的結構，能夠形成移動電話間和移動電話與公用交換電話網PSTN的固定站之間的數字通信。
移動技術PLMN的此標準結構包括PT移動無線電話(移動臺)、BSS無線子系統(基站系統)、和管理及路由子系統NSS(網絡和交換子系統)。
BSSZ無線子系統是保證給定地理區域覆蓋的設備。此BSS無線子系統利用基站控制器保證控制功能，并保證由BTS基站(基地收發器臺站(BaseTransceiver Station))輔助的無線發射功能。每一BTS基站覆蓋被稱作小區的地域。此小區利用名為無線電接口的接口管理具有PT移動電話的鏈路。BTS基站經清潔站(clean site)中的電纜或通過無線，直接連接到BSC基站控制器。被稱作阿貝斯(Abis)接口的接口定義BTS基站和其BSC基站控制器之間的通信。還利用名為接口A的接口通過清潔站中的電纜或通過無線電進行BSC基站控制器和管理及路由NSS子系統之間的通信。
NSS管理和路由子系統主要包括一組以下名為MSC、HLR和VLR的組件。MSC組件(移動業務交換中心)是用于移動無線電業務的交換中心，該交換中心負責從PT移動電話路由通信，并且路由到PT移動電話的通信以及到PSTN公用交換電話網的通信。每一MSC組件經接口A連接到一組BSC基站控制器以及連接到網絡中其它MSC組件。每一MSC組件還連接到HLR和VLR組件。HLR組件是其中記錄用戶參數的數據庫；它們還包括一些用于每一PT電話的使其定位、并永久更新的信息。最后，VLR組件是其中記錄呼叫區域中的移動PT電話的最佳位置的數據庫。
PLMN移動電話網結構因此是小區結構，通過對具有由基站服務的每一小區的區域建網獲得其容量。
如果參照圖2，示出根據本發明的擴展移動電話網XPLMN(擴展公用陸地網)。此網絡包括移動臺MS、擴展無線子系統KBSS和管理及路由子系統ENSS。
MS移動臺表示由經由XPLMN網絡覆蓋的地理區域移動的用戶使用的物理設備。這種移動臺可以是移動無線電話終端或筆記本計算機或經紅外鏈路通信的個人計算機、通過利用藍牙技術的電話呼叫接收付費的VT售貨機(dispensing machine)(銷售終端)、能夠經紅外鏈路下載音樂程序的MP3格式的音頻閱讀器、等等。
擴展無線子系統XBSS包括兩個設備或基站的建網。
示出的第一建網EBSS包括十分類似于在圖1中示出的BSS無線子系統中使用的那些的基站網絡BTS。分布這些基站BTS以便保證匹配網絡的整個地理區域的覆蓋。對于此第一建網，BTS基站一般經Abis接口與它們的相關基站控制器BSC連接，BSC基站控制器經接口A依次連接到管理及路由ENSS子系統。
此第一建網因此可以更好地包括現有移動無線電話網的無線子系統。
第二建網PBSS包括XBTS基站。根據十分類似于第一建網中的EBSS基站技術，設計基站XBTS。根據對本發明有特別意義的實施例的模式，將這些XBTS基站與也被稱作電話亭的PP公用電話(投幣電話)安置在一起。
公用電話是典型的PSTN公用交換電話網中的終端，用戶可以臨時使用該終端以與被叫用戶通信，應該理解所述用戶必須履行關于通信付費的許多義務。
XBTS基站的物理安裝可以以幾種方式進行。它們直接與投幣電話終端結合，其中終端被特別設計為允許這種結合，或者將它們放置在這些電話亭之外。根據本發明中的要點之一，主要的事情是每一XBTS基站經PSTN公用交換電話網連接到相應的XBTS基站控制器。
XBTS基站和XBSC基站控制器之間的接口是Abis型，并且通過經HDSL、DSL型的高速調制解調器(未示出)的PSTN網絡保證鏈路，其中鏈路具有留給投幣電話用的頻帶0-4kHz。
XBSC基站控制器與用于ENSS管理及路由子系統的移動無線電業務的MSC交換中心連接，該連接通過HDSL、DSL等未示出的高速調制解調器直接經典型的接口A或經PSTN公用交換電話網。
通過此雙基站建網，BTS和XBTS，移動臺用戶可以利用高容量網絡，并且可以對業務有大的選擇。這是因為尤其當遇到在高密度移動電話網中打電話的性能的問題時，他還可以當接近XBTS基站時通過附加業務得到益處，如圖3所詳示。
利用投幣電話容納XBTS站顯示了很多優點，尤其是用戶，特別是關心附加業務的使用的用戶，可以較容易地定位XBTS站的位置。它還使安裝和與PSTN網的連接更容易。當投幣電話的密度特別好地匹配人口密度和它的移動或利益的中心時，這導致符合用戶需要的特別合適的大小，因此，可以預見網絡飽和的風險很低。另外，通過將XBTS子站與投幣電話結合，由于關于投幣電話的基礎設施已經存在，那么保證XBSS子系統以相對低的成本移動是可能的。最后，通過利用提供低成本業務的PSTN網絡，降低XPLMN擴展移動無線電話網的成本是可能的。
當然，這些XBTS基站可以位于投幣電話以外的其它地方，僅有一個約束，就是需要將XBTS站與PSTN網絡連接。例如可以將XBTS站與鈔票自動售貨機安裝在一起，其中自動售貨機也與PSTN網絡連接，并且也容易被用戶找到。
見圖3，其中示意性地示出通過使用連接到PSTN網絡的XBTS基站提供給用戶的新功能。
在圖3中示出的例子中，XBTS基站與PP投幣電話結合。基站經高速調制解調器與PSTN網絡連接，例如利用分配因特網和電話間的頻率的ADSL技術(非對稱數字用戶線)。當然，為了提高通帶和速率，也可以使用其它高速調制解調器技術，諸如ISDN、DSL等。
根據實施例的此例，為了通過諸如GSM、CDMA、TDMA、AMPS等大范圍無線電話通信協議運行，以便通過不同移動無線電話網使用，尤其利用一組接口調整XBTS基站。當然，僅根據網絡使用的一種通信協議，例如GSM，也可以配置XBTS基站以運行。
再根據示出的實施例的模式，配置XBTS基站以接受比利用DECT、藍牙或紅外協議的范圍小的范圍的通信。當然，此配置也不限制本發明。
PP投幣電話可以很合適地提供整個業務范圍。
當然，覆蓋的第一業務是保持不變的典型地投幣電話業務。然后，是用于XPLMN網絡的移動電話的基站業務，即使當用戶數量大時，如網絡小區的大小減小得很嚴重時，此業務也可以改善網絡小區建網，并且因此提供更好的容量以處理呼入和呼出。
另一可能的業務是，利用音頻閱讀器MP3，經紅外鏈路下載，經投幣電話從因特網以MP3格式記錄。
然而，簡單地安裝允許移動電話所有者經一個簡單的呼叫購買包含在機器中的產品的VT自動售貨機(販賣機)是可能的。VT機器隨后把要被記入借方的金額利用藍牙鏈路經投幣電話通知其服務器。如此VT機器不需要與PSTN網絡的固定鏈路，可以在PP投幣電話周圍容易地安裝和移動它。
如果它們不是通過將被安裝的高成本的電纜，而是經PP投幣電話通過CDMA或其它鏈路傳輸，也可以在投幣電話的鄰域使用WLLPP公用無線電話(Wireless Local Loop Public Phone)。
使用此PP投幣電話以保證適于本地無線電話設施的FLTS(固定線路電話業務)建筑與PSTN公用交換電話網之間的通信也是可能的。那么由PP投幣電話通過WAN(廣域網)利用PCS鏈路保證此無線電話設施和PSTN網絡之間的連接。
因此可以看到，因為經PSTN網絡使用了已有場所，并且經PSTN網絡構造了這些基站和網絡組件的其余部分之間的鏈路，所以通過使移動無線電話網的基站與PSTN網絡的投幣電話關聯，大大提高了網絡密度，并且也提高了具有涉及基礎設施的相當低額外成本的移動無線電話網的質量。而且以特別顯著的方式，在很需要XPLMN網絡的地方提高網絡密度，即，在有大量建筑的區域或諸如訪問量大的火車站，因為這些地方適于安裝大量投幣電話。而且，利用PSTN網絡連接XBTS基站與XBSC控制器使這些控制器更好管理和更容易安裝。
最后，提供根據很多通信協議通信的可能性和容許直接訪問PSTN網絡的很多可能性，如圖3中已經示出的。
當然，所描述的功能僅僅是例子，并不限制可以通過本發明實施的可能性。
權利要求
1.一種移動無線電話網(XPLMN)，其特征在于包括無線子系統(XBSS)和管理及路由于系統(ENSS)；所述無線子系統(XBSS)包括基站(BTS)的至少第一建網(meshing)(EBSS)和基站(XBTS)的第二建網(PBSS)以及它們相關的基站控制器(BSC、XBSC)；所述第一建網(EBSS)的基站(BTS)經特殊裝置直接與它們的相關基站控制器(BSC)通信；所述第二建網(PBSS)的基站(XBTS)經公用交換電話網(PSTN)與相關基站控制器(XBSC)通信。
2.根據權利要求1的移動無線電話網，其特征在于，所述第二建網(PBSS)的所述基站(XBTS)位于或緊鄰著連接到公用交換電話網(PSTN)設施的網絡中。
3.根據權利要求2的移動無線電話網，其特征在于，所述設施是投幣電話。
4.根據權利要求1到3中任一個的移動無線電話網，其特征在于，所述第二建網(PBSS)的所述基站(XBTS)經高速調制解調器連接到公用交換電話網(PSTN)。
5.根據權利要求1到3中任一個的移動無線電話網，其特征在于，與所述第二建網(PBSS)的所述基站(XBTS)相關的所述控制器(XBSC)經公用交換電話網(PSTN)與所述管理及路由子系統(ENSS)通信。
6.根據權利要求5的移動無線電話網，其特征在于，與所述第二建網(PBSS)的所述基站(XBTS)相關的所述控制器(XBSC)經高速調制解調器與公用交換電話網(PSTN)連接。
7.根據權利要求1的移動無線電話網，其特征在于，所述第二建網(PBSS)的所述基站(XBTS)與很多通信接口合作，其中這些通信接口允許不同的移動臺(MS)訪問公用交換電話網(PSTN)。
8.一種包括連接到公用交換電話網(PSTN)的終端的投幣電話，其特征在于，它還包括移動無線電話網(XPLMN)的基站(XBTS)，所述基站(XBTS)經所述公用交換電話網(PSTN)連接到移動無線電話網(XPLMN)的其余部分。
9.根據權利要求8的投幣電話，其特征在于，所述基站(XBTS)經高速調制解調器連接到公用交換電話網(PSTN)。
10.根據權利要求8或9之一的投幣電話，其特征在于，所述基站(XBTS)與很多通信接口合作，其中這些通信接口允許不同的移動臺(MS)訪問公用交換電話網(PSTN)。
全文摘要
本發明涉及移動無線電話網(XPLMN)，其特征在于它包括(a)無線子系統(XBBS)和管理及路由子系統(ENSS)；(b)所述無線子系統(XBBS)至少包括基站(BTS)鏈路和第二基站(XBTS)鏈路以及基站控制器(BSC、XBSC)的鏈路；(c)第一鏈路的基站(XBTS)經特殊裝置直接與它們的相關基站控制器(BSC)通信；(d)所述第二鏈路的基站(XBTS)經公用交換電話網(PSTN)與相關基站控制器(XBSC)通信。
文檔編號H04M3/00GK1428059SQ0180910
公開日2003年7月2日 申請日期2001年3月19日 優先權日2000年3月28日
發明者西蒙·巴拉卡特, 讓－保羅·門古斯, 凱姆比茨·薩芬亞 申請人:施藍姆伯格系統公司