CN1086654A - 用于电话服务的小功率无线系统 - Google Patents

Abstract

在分割成多个服务单元的一个区域内为个人无 线电话机提供通信服务的一种小型电话系统。每个 单元由设在该单元内的多个无线基地台的接收特性 所限定。在通话过程中，如果无线电话是移动式的， 随着无线电话机的移动，该机的无线链路从一个单元 被传递到另一个单元。该电话系统包括一个服务控 制器和一个在各个无线基地台与服务控制器之间用 导线连接的端口。服务控制器选择无线基地台，从而 为运动中的移动无线电话机保证其无线电链路的质 量。

Description

本发明涉及小功率无线通信系统，特别是一种用于实现小功率移动电话服务的电话系统。

诸如蜂窝电话的无线电话的普及已经超出了原来的预料。蜂窝电话是由蜂窝电话系统来支持的，它典型地包括移动电话中心交换台，它通过大量的多路干线连接到对应的大量按地域分布的蜂窝无线电台。在人口稠密的地区，蜂窝系统经常出现过负荷，导致移动电话服务有时出现恶化甚至失效。作为蜂窝系统的一种型式，已经推荐了一种称为CT2的新标准。该标准把小功率无线链路限制在无线电频谱中与蜂窝频谱不同的一个部分中，并且起作用的范围要短得多，例如最长距离约为200米。目前已经发现，典型的蜂窝系统结构和无线链路控制方法很难并且不适合直接应用于采用CT2标准的电话交换中。

本发明的目的是提供一种由小型电话系统支持的小功率无线电话服务。小型电话系统有两种不同的基本体系，也就是键控电话系统和电话交换分机。在这些系统中，单个的电话机按传统方式用导线连接到系统中。

交换分机包括一个供所有连接到该交换分机的电话机使用的通话控制器。电话操作和电话特征是集中提供的。除了一些最小型的设备之外，交换分机比键控电话系统更经济。在美国专利4，771，448号中公开了一种由交换分机支持的无线系统。

键控电话系统的特征是，没有或只有很少供连接到该系统的电话机使用的设备。键控电话系统的主要优点是小型化所带来的经济性。

在分别授予George    Irwin等人、David    Robertson等人的Nadir    Nizamuddin等人的美国专利4，873，682、4，893，310和5，136，585号中都公开了小型电话系统的例子，它们的名称都是“数字键控电话系统”。在Brian    Jervis等人发表的名为“New    generation    in    key    system    design”的文章中在第5-20页讨论了一种小型电话系统;在David    Lynch等人发表的名为“System    Architecture”的文章中，第21-29页也讨论了这一内容，这两篇文章都是由“Bell-Northern    Research    in    Telesis    1989”在1989年11月2日发表的。这些出版物是一些电话系统的典型方式，本发明可以包括在这些系统中。

按照本发明的电话系统包括多个用于以电话系统的操作信号格式在无线基地台与信道之间传送通信信号的端口。一个服务控制器响应从联接任一无线基地台的一个端口接收到的信号，用于从多个无线基地台中选择一个无线基地台，从而为一个呼叫或被呼叫的用户的手持电话机提供无线电链路。一个交换装置响应于服务控制器，通过与上述无线电链路有关的端口提供一条通信路径。

按照本发明的服务控制器还包括多个单元管理器，每个单元管理器都专门地并且在逻辑上与预定的多个无线基地台发生联系。预定的多个无线基地台的接收特性在地理上限定了一个单元的工作范围，在该单元内的手持电话机可以在单元管理器的控制下与电话系统进行无线电通信。每个单元管理器包括响应于接收信号强度的装置，一旦从该单元中包括与手持电话机进行无线通信的那个基地台在内的任一无线基地台收到信号，如果另一个无线基地台从手持电话机收到了较强的信号，就随之从该单元中的一个基地台向另一个基地台转交无线电链路。每个单元管理器还包括有响应信号强度的装置，一旦从该单元中包括与手持电话机进行无线通信的那个基地台在内的任一无线基地台收到信号，就与另一个单元管理器一致行动，从而实现从上述无线基地台向相邻单元中的多个无线基地台之一转交无线电链路。

在一个实施例中，数字电话系统为呼叫和/或被呼叫用户的话机提供用于联接的通信路径，其中的话机可以包括手持电话机，并且其中与任一手持话机相联系的通信路径包括了手持话机与任何一个无线基地台之间的无线链路，每个无线基地台由一条通信管道例如一对绞线或一条光纤连接到数字电话系统。数字电话系统包括一个端口电路，用于使通信管道的操作信号格式与数字电话系统的操作信号格式接口。通信管道的操作信号格式包括一个双向信息通道和至少一个双向通信通道，而数字电话系统的操作信号格式包括帧编制通道。一个服务控制器通过帧编制通道接收和发送信息信号，并且包括能响应来自任一无线基地台的信息信号的装置，用于使可用的那个无线基地台与呼叫或被呼叫用户的手持话机维持无线电联系。一个交换机响应于服务控制器，从任一端口的帧编制通道向另一任意端口的帧编制通道转交通信信号。

本发明还提供了一种在具有多个单元的小型电话系统中接通无线电链路的方法，用于与各个具有预分配识别码的手持话机实现无线通信。每个单元包括多个无线基地台，任一基地台都通过多个无线电频道中的任意一个频道可操作地为手持话机提供一条无线电链路。手持话机识别至少一个空余无线电频道，然后在识别出的无线电频道中周期性地广播一个无线电信号，该信号包括与一个手持话机的预分配识别码相对应的编码信息，由此来启动无线电链路。在一个无线基地台中检测广播无线电信号的接收信号强度指示（RSSI）电平。然后把接收到的RSSI电平记录在该无线基地台。接着，响应于一个高于手持机始发端链路建立（POLS）门限电平的RSSI电平，从该无线基地台向与该基地台相联系的第一单元管理器广播一个用于指示频道的确认无线电信号，以及上述手持机的无线电链路的RSSI电平。如果在无线基地台与手持机之间的无线电链路的RSSI电平至少达到了一个判优门限值，就在两者之间实现电话无线连接。如果其RSSI电平低于该判优门限值，且由相邻的单元管理器所记录的RSSI电平高于POLS门限电平时，就指令与相邻单元中的无线基地台相关的单元管理器向第一单元管理器发送所记录的与上述手持机有关的RSSI电平。第一单元管理器接收与相邻单元有关的单元管理器所记录的RSSI电平，并且与无线电链路的RSSI电平进行比较。然后，允许具有最高RSSI电平的那个单元管理器接通无线电链路。

此外，本发明还提供了一种方法，用于在一个无线基地台与手持机之间实现通话，其中从一个无线基地台为被呼叫用户的手持机建立起一条始发端无线电链路。该方法适用于具有多个单元的小型电话系统，用于与各自具有预分配识别码的手持机进行无线通信。每个单元包括多个无线基地台，其中任一基地台都能通过多个无线电频道中的任一频道可操作地为一个手持机提供一条无线电链路。基地台接收一个对被呼叫的手持机用户的来话呼叫请求，然后在多个单元中间估算该手持机的位置，在靠近该手持机大概位置的单元中选出具有空余无线电频道的无线基地台。在每个选定的无线基地台中用至少一个空余频道广播一个无线电信号，该信号包括与被呼叫手持机的预分配识别码相对应的编码信息。各个无线电信号发出之后，从至少一个无线电频道监测一个包括被呼叫手持机识别码的手持机响应广播信号。如果手持机响应广播信号的接收信号强度指示（RSSI）电平大于一个交换始发端链路建立（SOLS）门限电平，就由第一个无线基地台接收手持机响应广播信号。一个用于指示频道的无线电信号和被呼叫手持机的无线电链路的RSSI电平被播发给与第一无线基地台相关的第一单元管理器。然后，在指示出的频道中建立起第一基地台与手持机之间的无线电链路。

按照本发明的另一个目的，提供了一种方法，在具有多个单元的小型电话系统，用于与各个具有预分配识别码的手持机实现无线通信，其中的每个单元包括多个无线基地台，任一基地台都能通过多个无线电频道中的任一频道可操作地为一个手持机提供一条无线电链路，该方法用于在手持机移动操作期间保持已接通的无线电链路，同时可以把已接通操作的单元向任一相邻单元转交。特别是，在一个已建立的工作频道中的无线电信号被周期性地广播，并且由被识别出的手持机通过已建立的工作单元中的多个无线基地台之一接收这些在已建立的工作频道中的无线电信号。在有关的一个无线基地台中记录其接收信号强度指示电平（RSSI），并产生一个运行平均值。根据在相邻单元中的一个无线基地台中的运行平均值的跌落大于预定数量的现象来获得固定频道的RSSI电平。把无线电链路转交到相邻单元中的无线基地台，由此，根据该相邻单元中的RSSI电平比已接通操作的单元中的一个恒定RSSI电平高出预定量的现象，使该相邻单元变为接通操作的单元。

以下参考附图来描述用于与多个手持话机实现无线联接的一个小型电话系统的实施例，其中：

图1是一些无线通信系统的示意图;

图2是用于公共广播接口（CAI）CT2标准的频率分配计划的示意图;

图3是小型数字电话系统的一个方框图，该系统按照本发明能可操作地提供无线电话服务;

图4表示小型数字电话系统使用的时分多路信号格式与图3中的小型数字电话系统中也使用的时间压缩多路（TCM）信号格式之间的关系;

图5是一个无线基地台的实施例框图，该基地台可用在图3的小型数字电话系统中;

图6表示发明中采用的抽样微单元共同体;

图7a表示与无线电链路的建立和维持有关的门限电平之间的关系;

图7b表示相对于图6的单元共同体而言的，如图7a所示的门限;

图8a是一个方框图，它表示在图3的小型数字电话系统中用于提供无线电话服务的软件体系;

图8b是图8a中的无线共同体子系统的结构框图;

图9a和9b表示用于一个37单元系统的搜索模式群;

图10表示图6b软件体系中的定位器功能的功能性成分;

图11表示单元管理器在判优期间的功能性分块;

图12a表示用于主判优功能的逻辑流程图;

图12b表示用于从判优功能的逻辑流程图;

图13a是一个曲线图，表示在一个短时间隔内RSSI测量值的波动;

图13b是一个曲线图，表示图13a中的波动，但是在7秒的时间间隔内取其平均值;

图13c是一个曲线图，表示RSSI电平相对于与无线电发射源的距离而发生的变化;

图13d是一个曲线图，表示图13c曲线的近似线段;

图14表示在一个典型的通话状态下RSSI电平随时间的变化;

图15a，15b，和15c表示在通过图3所示的小型数字电话系统通话的进程中，接通并且维持无线电链路的工作顺序。

综述

在图1中，连接一个公共电话交换网（PSTN）10，用于为一个蜂窝网络11，一个小功率无线通信系统12，以及普通的有塞绳电话机13a和13b提供服务。蜂窝网络11被用于分别为移动和手持机用户14a和14b提供电话服务，这是通过由14c和14d所示的蜂窝无线电链路实现的。图中仅示出了一个蜂窝基地台14，多个蜂窝基地台14中的每个台都可以同时支持很多蜂窝无线电链路。每个蜂窝基地台都通过一条多路中继线10a连接到PSTN10中的蜂窝交换装置（未示出）。这一蜂窝交换装置在PSTN中被专门用于管理蜂窝电话的业务。

无线或无绳电话的技术已经发展到了能为用户提供小型、轻便、能放在衣袋里的手机，用该手机可以在家里，工作现场或公共接入点附近通话。例如在英国提出的CT2标准就是为第二代无绳电话的。按照CT2，在手机与基地台之间使用频率调制（FM）数字传输。在小功率无线通信系统12中，小型无线基地台15a和15b是为了扩展到办公室、住宅以及例如飞机场、加油站及购物大厅等的公共场所。无线基地台可以用导线链接到公共电话交换网（PSTN）10，用于为例如便携式手机16a和16b等大量的用户终端提供无线电链路。然而，更好的方法是如图所示把无线基地台用导线链接到一个局部无线服务控制器17，它再通过如10b所示的标准中继线连接到一个主电话分局（未示出）或是中央交换局（未示出），用于为只限于一定类别的用户，例如私人商务或是在办公楼里提供无线服务覆盖。

如图2所示，现行的UK    CT2标准需要一个864-868MHz的工作频谱，也就是如标号20指示的一个4MHz带宽。在这一带宽内具有40个RF载波。每个载波21被用做一个全双工通道或无线电链路，每个通道的带宽为100KHz，也就是说，采用时分双工（TDD）工作的频分多址（FDMA）模式。这就是说，每个频率的一个半双工时隙或短脉冲串被用来从基地台向便携式手机通信，而同一频率的相邻的一个半双工时隙或短脉冲串被用来在便携式手机与基地台之间通信。这种技术类似于有线电话的时间压缩多路复用（TCM）工作方式，并且通常被称为“乒-乓”工作方式。在每个短脉冲串中发送的比特被分割成输送用户话音或数据信息的B-通道比特和输送信令信息的D-通道比特。

系统综述

以图3所示的小型数字电话系统中的情况为例来解释本发明，该系统本身可以由一个中央局或电话支局（未示出）来支持，二者之间通过模拟或数字线路或中继线35连接。使用通过一个时分交换模块37a耦合的发送（Tx）线33a和接收（Rx）线33a，通过一个连接到服务控制器110的端口组32a在多个话机之间提供电信业务。图示的中继线35也是通过端口组32b、Tx及Rx线33b，以及一个时分交换模块37b按相似方式耦合。基地台无线电话111a-111n也用类似方式通过端口组112、Tx及Rx线113、以及一个时分交换模块137连接到服务控制器110。基地台无线电话被分配成若干个组，各组之间有一定的间隔，每个组被分配给多个地理单元中的一个单元。

如图3所示的电话系统在逻辑上起着在多个话机34，中继线35，无线基地台111a-111n以及服务控制器110之间分配信息的作用。这一能力是通过把广播信息体系和点对点的信息体系相结合而获得的，从而起到在智能实体之间进行信息简化控制通信，并且用激励实体来激励信息简化控制通信。每个无线基地台111a-n都与服务控制器110保持逻辑上的联系。从其逻辑结构的角度看，电话系统的结构小型化带来了灵活性，使其可以用在一个大得多的系统中。其逻辑结构相当于似乎每个电话终端或话机都具有自身的处理能力，能产生自身的信息并把信息发送给系统中的各个其他终端或话机。从结构角度来看，本例中任一无线电链路的瞬时工作状态是通过操作无线基地台来确定的，然而，无线基地台的判定处理能力实际上是设在服务控制器中。从包括在服务控制器中的功能实体分享处理能力的方式可以降低无线基地台的硬件成本，但不会损害其功能。

硬件体系

由于每个无线基地台在一个时刻仅限于支持一个无线电链路，在任一时刻，有多少无线链路需要维持，就至少要有同样多的无线基地台。因此，无线基地台的单价应很低，这一点很重要。通过用大规模集成电路设计和制造技术来制造无线基地台，这一要求已部分地得到了满足。因此，无线接收机的工作特性，例如选择性、灵敏度以及动态范围必须是适度的。

如图3所示，无线基地台111a-111n以及电话机34各自分别用线路连接到端口组32a和112。在图4中表示出了系统的工作线路信号格式。线路信号格式以64-Kb/s为第一和第二话音/数据通道提供发送和接收脉冲串，它们通常被称为B-通道。线路信号格式还以8-Kb/s提供第一和第二信息通道，其中在本例中仅使用了第一通道。每个发送和接收脉冲串包括一个平衡比特，并且由起始和停止比特作为起点和终点，图中未示出。每个线路信号流与服务控制器110的接收和发送串行比特流中的一对预定的时隙接口。在图4中仅示出了接收串行比特流。

参见图5，每个无线基地台包括一个线路接口613，用于以512Kb/sTCM脉冲串速率的电话系统线路信号格式发射和接收信息信号，以及无线电链路接口623，用于按照CT2工作标准广播和接收无线电信号。台控制器618联系第一个D-通道，用于以8Kb/s的速率发送和接收单工信息。线路接口613包括一个TCM接口电路616，它接收TCM信号脉冲串的线路流，并将其转换成第一和第二话音/数据字节以及第一和第二信息比特。第一和第二话音/数据字节被耦合到第一和第二自适应脉码调制（ADPCM）代码转换器614a和614b，经压缩编码变成第一和第二比特字。基地台控制器618通过信息引线617从TCM接口616接收信息比特，并且利用其中所包含的信息来管理无线电链路接口623的工作。ADPCM代码转换器614a和614b还从无线电链路接口623接收4比特字，将其扩展解码变成第一和第二话音/数据字节，以便通过TCM接口616传输。TCM接口616从线路113接收到一个TCM信号脉冲串之后，很快就通过线路113发送出各个装配好的信号脉冲串。在本例中，可以允许在无线基地台与端口组112之间有长达900米的线路，其等效的往返信号传输延迟是可容许的。

无线电链路接口623包括第一和第二受调制的收发信机624a和624b，各自被用于接收和发送数字FM信号。频率调制的收发信机通过信息引线625a和625b连接到台控制器618，以便于进行通信、管理和数据传输。两个天线（未示出）各自被分别耦合到频率受调收发信机的射频（RF）端口626a和626b。FM收发信机124采用高斯滤波原理，它对熟悉RF信号调制技术的人来说是公知的，以便减少相邻频分通道之间的能量重叠。在任一时刻，收发信机624a和624b的工作频率分别由锁相环控制电路628a和628b确定，它们分别依赖于经控制链路619a和619b与台控制器118交换的控制信号。

接收信号强度指示（RSSI）通过模拟信号线629a和629b被提供给基地台控制器618。在本例中，每个FM收发信机624a和624b包括一个解调器电路（未示出），它产生一个代表从该收发信机所工作的射频通道中接收到的射频能量的直流电压。从Signetics可以获得一种产品编号为NE604AD的适用的解调器电路。基地台控制器618包括模/数转换器（未示出），它产生对应各个RSSI电平的数字电平。在基地台控制器中产生瞬时和运行的两个RSSI电平，用于与手持机的无线电链路的启动和维持有关的控制功能。

任何便携式电话机只要是采用CT2标准，并且在服务控制器的数据库中给出了一个识别码，就可以享受电话服务。在通话期间，手持电话机拾取讲话者的话音并将其转换成数字信号。数字信号被用来按照CT2标准对一个射频信号进行移频调制。相关的无线基地台接收这一移频调制的射频信号，将其译码成PCM比特流，以便经线路传输到服务控制器110。从服务控制器110经线路113接收到的PCM比特流也是以类似的方式被发送给手持电话机。如果需要提供数据通信，无线基地台中的ADPCM代码变换器就工作在一种通过模式下，因此对数据比特没有干扰。

和许多PCM系统一样，无线基地台的时分双工（TDD）传输间隔是同步的，因此，在根据对无线电链路的维持请求而工作的那些无线基地台中，发射是在同一时刻进行的。在传输结束之后，所有基地台都工作在接收模式下，直至出现下一次传输。这样做避免了接收机的过负荷，并且有助于优化基地台中接收机的有效灵敏度。同步是通过在每个无线基地台中记录一个延迟值来获得的。来自每个无线基地台的射频传输是延迟的，从而使每个无线基地台的发送时间与系统中其他无线基地台的发送时间相同。

进一步的操作优点是通过控制每个链接的手持电话的发射功率来获得的，从而在其远离其无线基地台时以最大功率发送，而当其距离较近时，它接收信号的指令，以较小的功率发送。通过按这种方式来限制手持机的功率输出，相邻通道的交扰被减至最小，而在更远的单元中，同一通道的重合复用能力则被增强。

在工作时，RF通道选择以及用于为一台手持机提供特定无线电链路的无线基地台选择功能必须能迅速地实现，以便为电话用户提供最佳标准的电信功能和服务质量。以下的描述涉及到与无线电话服务有关的系统操作的软件体系。

在任一给定区域中的移动无线连接是通过把需要服务的地理区域划分成单元来实现的。现参见图6，图中所示是一种用于提供无线服务的典型的单元共同体结构。为了便于图示，单元被描绘为六角形区域，在实际情况下，一个单元的边界由一条线限定的，在该线之外，无线电链路的传播强度或功率对维持通信来讲被认为是太弱小了。在本发明中，我们引入了直接领域和无线电传播领域的概念。相对于图6中的单元1，直接领域是单元2，3，4，5，6和7。这些单元分享单元操作业务重叠的公共区域或空间，在它们之间可以进行移动性地交递。包括单元2-19的无线电传播领域是指这样的单元，即其中即使一或多个无线基地台与操作业务单元是完全分离的，这些基地台也可能从一个手持机接收到无线电链路。

在一个有限的无线电通道频谱中，手持机用户的密度是由通道复用来提供的。在CT2中，在无线电频谱中设置了40个通道。在一个手持机与一个无线基地台之间的一条特定通道的分配/选择采用了动态通道分配方式（DCA）。尽管40个通道中的任一条都可以被选择或分配给一个无线基地台，但在实际情况下，在每个单元中并非同时能使用所有这40个通道，这是因为相邻通道之间有交扰。在一个给定单元中可以有效使用的通道数量是根据很多因素来变化的。这些因素包括衰减、多路径交扰、相邻通道交扰等等。

可动性门限

通过采用一定数量的信号质量门限，可以使无线终端在地理服务区域范围内的可动性得以增强。如图7a所示，一个单元的典型无线电传播区域900与图6中所描绘的理论上的六角形有明显的区别。图7b表示同样的门限，但它是相对于在一个单元共同体内的一个单元而言的。本发明所采用的各种门限描述如下：

a）接收门限

任何最初具有低于该接收门限901的RSSI电平的无线电链路都不能被无线基地台所接收。该门限通常可以反映出一个无线电信号强度指示（RSSI）电平，在该值以下，话音质量将出现严重的恶化，并且其链路出现跌落的风险很高。

b）交换始发端链路建立（SOLS）：

交换始发端链路建立（SOLS）门限902是供无线基地台在交换始发端呼叫期间使用的。除非RSSI电平大于该SOLS门限，否则，无线基地台将不会从手持机终端接受呼叫建立响应。该门限的用途是阻止很弱的链路预先占领了在另一个单元中可以使用的较强的链路。在理想状态下，该门限接近于最大无线电传播范围。

c）邻域门限

领域门限903是有一个只有服务控制器才知道的RSSI电平。它被用于在链路建立判优以及移动期间决定对领域进行搜索。当RSSI电平低于该门限时，就使用无线电传播邻域，否则就使用直接邻域。

d）手持机始发端链路建立（POLS）：

手持机始发端链路建立（POLS）门限904供无线基地台在手持机始发呼叫期间使用。如果RSSI电平没有达到POLS门限，无线基地台将不会响应手持机。这一门限的作用是，有助于迅速与手持机建立起良好的链路。

e）单元门限

单元门限905是与安装（临时）边界相吻合。该门限并不是明确地由无线基地台使用，但它是用于在一个已丢失的手持机恢复期间确定是否需要在单元内或单元间搜索的。该单元门限确定了业务单元。

f）判优门限

判优是用来建立一条比现存无线电链路更好的无线电链路的一种方法。判优门限906是一个很好的RSSI电平，此时不需要任何帮助就可为一台特定的手持机提供较好的无线电链路服务。

尽管没有采用转接门限，系统中利用一种转接方法为正在走出一个单元中心的手持机用户提供一种快速转接响应，同时还为静止的用户提供一种慢转接响应。这种动态转接响应使手持机与最接近的无线基地台保持联系，并且降低了频繁测量RSSI电平的频度。

判优门限和转接方法的使用在以下做更详细的描述。尽管上述各门限被假定是静态的，但他们在单元内有可能出现动态的变化。通过使用这些门限，可以在不出现失败的条件下有效地使用无线基地台的资源。此处的失败是指一种不该产生的过程，即从一个单元向另一单元快速连续地反复转接无线电链路。这种现象最容易发生在两个单元之间。

无线控制器

为了最充分地利用一个业务单元中的40个有效通道，使用了多个无线基地台。在每个单元中所用的无线基地台的实际数量是可变的，取决于预期的业务密度，所需的结构/地形关系，以及系统的限制。为了管理和控制一个单元中的各个无线基地台的工作，使用了无线控制器。特别是无线控制器运用了一种在上文中称为单元处理器的功能软件实体。一个单元管理器控制该单元中的无线基地台。

为了便于通过服务控制器管理来自或发往手持机的通话，采用了逻辑地址（LAD）。为系统中的每个单元分配3个不同的LAD。一个单元LAD用于唯一地识别该单元本身，一个直接领域LAD分配给处于直接领域中心的单元，以及一个无线电传播领域LAD分配给处于无线电传播邻域中心的单元。通过按这种方式分配LAD，信息将被传送到具有对应LAD的单元，并且该单元将按这一信息工作。

单元管理器使用LAD把邻域和无线电传播区域记录在单元内，启动服务控制器始发端呼叫，接收手持机始发端呼叫，监测链路状态，启动并执行通话判优和转接，控制丢失手持机的搜索，以及接受最新管理。

参见图8a，图中示出了服务控制器110（图3）的软件体系以及单元管理器与共同体子系统200中的其他功能实体的相互作用。共同体子系统200经由D-通道采用功能信息规约（FUMP）与外部网络201接口。这一接口被称为外部网络接口（ENI）。共同体子系统200用于在整个单元范围内保持集中控制。子系统中的功能实体为单元管理器211和212、手持机仿真器202以及外部网络201提供移动服务。如上所述，单元管理器具有LAD，并且与一组具有特定覆盖区域的无线基地台相互作用。在图8a中，单元管理器211分别控制基地台A、B和C的无线电驱动器203、204和205，而另一个单元处理器212分别控制另一组基地台D和E的无线电驱动器206和207。单元管理器经由信令和管理总线（未示出）采用功能信令规约相互传送信息。在一台手持机的无线电链路接通期间，手持机仿真器202和驱动器213链接到一个无线电驱动器。因此，这一链路是动态的，并且仅在一旦呼叫建立之后的期间存在。

在手持机驱动器213与共同体子系统200之间的实际网络接口（VNI）214是由图8b中的连接请求服务器230提供的。这一接口是程序上的，并且提供链路始发及链路阻发功能。例如，应手持机驱动器的请求寻找一台手持机，接收手持机的ID，在链接请求出故障时由连接请求服务器响应手持机驱动器，等等。

实际无线电接口（VRI）215是用于在单元管理器与无线电驱动器之间接口的。

参见图8b，其中示出了图8a中共同体子系统200的软件体系。共同体子系统的功能实体包括一个定位器220;一个位置数据管理器221，它具有通向位置信息数据库222的通道;一个共同体数据管理器225，它具有通向共同体数据库226的通道;一个连接请求服务器230以及一个批准服务器250。

定位器

定位器220负责在收到一个来话呼叫之后的最短时间内寻找一台被呼叫的手持机。通常，定位器保存有各个已登记的手持话机的大概位置记录。如果通过在其覆盖区域内进行搜索而一旦接收到来话呼叫，它就尝试为一台特定的手持话机定位。一台手持话机的大概位置，即使是不准确的，对于搜索工作的优化也是很有用的。实际搜索技术是根据系统规格而改变的。例如，如果被请求的单元的数量相对较少，用于完成定位程序的所需搜索步骤的数目就可以减少。例如，第一步搜索半个单元，如果必要，在第二步再搜索另半个单元，在第三步中可以将所有单元都搜索到。仅在前两步未能实现手持机的定位，才进行第三步。这样做可以减少同时搜索的无线基地台的数量、所需的搜索步骤的数量、被搜索的单元数量、以及受到搜索的已登记的手持话机数量。

在大型系统中可以使用另一种定位方式。在本发明的系统中采用了一种两相后置定位方法。在第一相期间，定位器220根据一个位置组织图使用一种优化的三步搜索方式。定位器220保存有按统计方法从系统中每台已登记的手持话机收集到的位置组织图。为了收集这一信息，定期进行手持话机的随机后备组登记工作。为了减少所登记的手持话机数量，从最后一次分组登记以来具有至少一次通话日记记录的那些手持话机从登记组中被排除了。当接收到来话呼叫时，定位器220使用手持机的位置组织图来搜索特定的手持机。被搜索单元的实际数量是通过每台手持机的位置分布图确定的。被搜索单元的数量是位置分布曲线的标准偏差（σ）的二倍，此处采用高斯分布曲线。第一阶段搜索中的第一步被限制在落入从位置组织图中心偏离+/-1个σ的那些单元中。第二步搜索被限制在落入从该中心偏离+/-2个σ的单元，其中排除了已在第一步中搜索过的单元。类似地，第三步搜索被限制在落入从该中心偏离+/-3个σ的单元，其中排除了前两步中已搜索过的单元。随着搜索范围的扩大，定位器在第一步中搜索到手持机的可能性有68%，在前两步中有95%，并且在第三步中有99.5%。

然而，定位器在上述第一阶段搜索期间仍有可能找不到被呼叫的手持机。定位器可能由于以下几个原因不能为被呼叫的手持机定位，这些原因包括：手持机不能正确地工作（例如电池电压下降）;在被搜索单元中没有空闲的无线基地台;在被搜索单元中没有空闲的通道;等等。因此，当定位器在第一阶段中不能为手持话机定位时，接着还必须进行至少一次重复搜索。

在第二阶段期间，定位器220采用一种非优化的三步搜索。这一阶段的目地是使用通道控制表搜索尽可能多的单元，同时尽量减少运行中的无线电链路间的交扰。定位器首先产生一个候选的空闲通道目录。在基地台有空闲通道时，在目录中指定每个无线基地台仅使用其中的一个通道。候选目录包括供定位器随机选择的最多7个通道。当无线基地台选定了一个空闲通道时，它就试着与被呼叫手持机联系。在选择空闲通路之前，每个无线基地台必须先检查由定位器给定的通道是否真是空闲通道。由于所有无线基地台同时都试图与一台手持机联系，很可能会出现共用通道交扰，因此采用了唯一的单元选择和搜索图。如图9a和9b所示，使用无线基地台进行后置定位搜索的每个单元由至少一个单元与任何其他单元隔开，上述其他单元也在使用无线基地台进行搜索。因此，既使在处于搜索范围内的各单元中的所有无线基地台在定位时碰巧都选择了同一通道，也能把共用通道交扰减至最小。在图9a中，一个37个单元的系统被划分成了3个单元束。在使用较大的单元束数量时，自然可以进一步加强对单元的隔离。例如在图9b中把37单元系统划分成七个单元束。定位器220用上述图表选择三分之一的单元数，并且指令每个被选定单元中的单元管理器去寻找一个空闲的无线基地台。接所，每个单元中的无线基地台对定位器所产生的目录进行测试，并且选出一个确定空闲的通道用于与手持话机联系。如果没有成功，定位器接着将搜索另外三分之一，并且依次类推。第二阶段搜索通常不会超过三步。如果定位器在搜索时间间隔期间结束之前收到了手持话机的ID号码，就表示搜索成功了。

图10中示出了定位器220的功能元。手持话机的位置信息被存储在定位器数据库1100中，它包括一个定位器搜索单元目录1101以及定位器参数1102。这一信息被保存在一个非易失性存储器中并且不断刷新。一旦正常的通话结束，通话记录器1110可从单元管理器收集位置数据。通话记录是用来支持一种按随机的时间间隔执行的固有定时询问。一个最佳定时询问器1120随机地对每个已固有定时询问登记的手持话机进行查询。对手持话机的查询是利用定位器搜索器1130实现的，并且用预先收集的手持话机最可能位置进行优化。在定位器读取有关单元信息期间，该定位器220与一个共同体数据管理器225接口。

共同体数据管理器

单元共同体数据管理器225（图8b和10）负责管理限定了无线电话单元及其之间关系的数据。例如系统中的单元总数、定位单元（例如图9a和9b中所示单元）中话机的数量、每个单元的大小、每个单元相关的LAD，以及单元邻域等等。这些信息被存储在一个共同体数据档案226中。共同体数据档案226包含有专供单元管理器使用的信息。也就是：

a）与各单元有关的两个LAD：

一个用于在该单元的直接邻域中对单元寻址;以及

一个用于在该单元的无线电传播邻域中对单元寻址。

b）用于每个单元的两个邻域单元目录：

一个确定直接邻域;

一个确定无线电传播邻域（图8）;

c）单元参数包括所有的单元门限和无线基地台的功率等级;以及

d）与每个单元有关的无线基地台目录。

此外，共同体数据中还包括专供定位器使用的数据信息，它们有：

a）分配给定位器扫描区域的三个LAD;

b）限定定位器区域的三个单元目录。

除此之外，共同体数据中还包括无线电仿真器或功能终端仿真器的记录、管理器及无线基地台所属的单元、以及无线基地台的天线装置。

更进一步，把前述的门限值也存储在共同体数据管理器中。由此，按照各单元的门限电平构成单元的轮廓。最初，每个单元管理器从共同体数据管理器获取门限电平，然后再将它们传送给分配到该单元的各个无线基地台。

连接请求服务器

连接请求服务器230（图8b）的作用是作为手持机驱动器213和单元管理器的连接工具。为了完成这一工作，连接请求服务器需要使用控制器中的其他功能实体，例如定位器220试图以快速并有效的方式寻找手持机，以及批准服务器250确定是否要批准一个连接请求。连接请求服务器230为手持机驱动器213和单元管理器提供连接服务。

批准服务器

批准服务器250负责限制系统通向已登记的手持话机的出口。批准服务器管理着服务出口链接识别码（LID）。服务出口LID有不同的种类，一个是系统出口LID，另一个是登记LID。系统出口LID实质上是一个用于允许手持机接入系统进行通话的出口编码，当一台手持机要求启动呼叫时，需要有某种方法来检查是否允许该手持机使用本系统。手持机必须提供一个系统出口LID以及其手持机识别码（PID）。批准服务器存储一个已登记手持机PID的目录，并且保存有系统出口LID。使用这一信息，批准服务器可以确定是否应允许连接。批准服务器是作为连接服务器的一种工具，而后者又是作为手持机驱动器和单元管理器的工具，从而建立起连接。

判优

如上所述，判优可以被定义为试图接通一条优于现有链路的较佳链路。现已发现在使用判优时可以显著地减少交扰。在出现以一台呼叫手持机或是服务控制器为起点的呼叫期间，可以执行判优。例如，当无线基地台获取了最新的RSSI电平，并且同时接通了一条低于可接受的判优门限时，就可以执行判优。类似地，在转接过程中，单元管理器将会通过能提供最佳RSSI电平的那个无线基地台试图与手持话机接通一条新的链路。这种情况被称为转接判优。

确定在何时需要进行判优以及执行转接是单元管理器的任务。需要使用无线共同体的知识来确定应向哪个单元进行转接。判优器就是执行这一功能。如果给出了一条已接通的链路，判优器将试图找到一条较好的链路。在本实施例中，判优器驻留在单元管理器之内。

共同体数据管理器的任务是保存无线共同体的数据并向单元管理器传送这些信息。由判优器向邻域单元提出请求，请求其在一个特定通道中收听并且报告其RSSI电平的工作在此处被称为鉴别（SNIFF）请求。鉴别请求包含以下信息：

1、鉴别的种类：

比较：

它表示无线基地台仅在测得的RSSI电平较高时才向sniff请求的信号源进行汇报。

绝对：

它表示，一旦找到被检测的手持机，无线基地台就会响应其RSSI电平。

2、手持机ID

这是一个手持机的识别号码，该手持机需要一条新链路。

3、通道

这是一条在判优过程中有争议的通道，并且其他无线基地台需要使用它通话。

4、鉴别询问RSSI电平

在鉴别比较方案中用RSSI电平与测得的RSSI电平进行比较。

当单元管理器要求判优时，它广播一个功能鉴别信息。邻域单元，即在无线电传播区域内的单元收到这一鉴别请求，并且在一个特定通道中监听该特定的手持话机。如果有哪个单元能见到该手持机，并且其RSSI电平高于现有链路的RSSI电平，并且还高于鉴别响应门限时，该单元就留出这条通道，并且向请求判优的单元管理器发送一个肯定的认可。鉴别响应门限使得转接的企图在高话务量状态下得到控制，因为鉴别请求能缩短无线基地台的占用时间，以免其忙于一个失败的鉴别请求，（此时该基地台找不到手持话机，或是其RSSI电平不够高）。接着，判优请求器对判优响应进行概括，并且确定是否开始转接。

鉴别响应信息是从转接的候选者向鉴别请求方发送的一个鉴别请求信息确认信号。鉴别请求响应握手是关于链路转接的最初交涉过程。鉴别响应信息中包含PID、通道以及鉴别RSSI电平。

接着，判优器广播一个鉴别无效信息。该信息告诉所有已经留出了一个无线基地台的单元，因为鉴别需要使这条通道空闲下来。鉴别无效信息中包含转接候选单元的LAD，因此，转接候选者能知道不该闲置该选定的通道。这样，所有邻域单元就会闲置原先已占用的无线基地台，同时服务于鉴别请求。

判优器使用链路转接信息，向已经通过鉴别请求响应握手而交涉过的转接候选单元转接链路。链路转接信息中将包含PID、通道及路由ID。

如图11所示，判优工作在几个单元中间分布。判优器可以划分成主导和从属功能的。主判优器的任务是向其邻域发出鉴别请求信息，并且选择有可能转接的较好链路。这项功能是在提出判优请求的单元中执行的。

从判优器的责任是，在从主判优器收到鉴别请求之后，启动无线基地台去鉴别目标手持话机。如前述那样，如果能为目标手持话机找到一个较好的RSSI电平，就可以在鉴别响应信息中把结果报告给主判优器。从判优器是在主判优器的邻域单元中执行的。如图11所示，单元2和3是单元1的邻域。图12a示出了主判优器对每个鉴别启动所执行的功能。图12b示出了从判优器在接受到一个鉴别请求后所执行的功能。

转接

在一个无线系统中，希望使一台手持机用最佳的基地台实现通信。因此，当一台手持机正在远离一个基地台的覆盖区域而进入另一基地台的覆盖区域时，需要从第一个基地台向第二个基地台转接该手持机。更进一步，如果手持机保持静止，就不希望将其转接到另一基地台。为实现这些目的，基地台将会监视手持机的RSSI读数，并且，当这一读数减弱了若干dB时，该基地台就会通知控制器需要转接。

也就是说，如果RSSI电平下降到低于一个转接门限，服务于该手持机的无线基地台就会向单元管理器发送一个转接请求。单元管理器向与手持话机的现有服务单元相邻的各个单元中的一个基地台发送一个鉴别请求。从各自的单元管理器收到该请求的每个基地台将会提供时间来检测是否有链路，并且向单元管理器汇报RSSI电平。接着，单元管理器从中选出具有最强RSSI电平的那个无线基地台作为候选台，用于接管链路。

对于小功率无线系统来说，现已发现，既使当手持机静止不动时，其RSSI电平仍会有高达20dB的变化。例如，如果该手持话机被定位在某一点上，使其对两个单元的平均RSSI电平都是-67dBm，此时其RSSI电平将处于-57dBm至-77dBm之间。每当链路的RSSI电平降到低于例如-73dBm时，就会发生转接请求，鉴别请求以及转接。使用该手持话机的人将会听到由于转接所造成的半秒无声。此外，将暂时造成相邻无线基地台占线，耗费实时时间，并且造成系统的服务质量下降。

因此，在一台静止的手持话机出现RSSI电平跌落时，不应该转接。与运动中的手持机不同，静止手持机RSSI电平的跌落是暂时的，并不表示该信号将要废除。

因此需要有一种方法用来确定一台手持话机是否处于静止，以便使RSSI电平的下降不会导致不必要的转接。同时，这一技术还必须能在手持机正在运动时执行转接，并且其RSSI电平的衰落确实使无线电链路出现恶化时执行转接。

小功率无线系统中所面临的另一个问题是如何与最近的单元保持接触。例如在选址时可以使各单元的中心靠得足够近，使各个单元的转接门限超过另一个单元的中心。从而当一个手持话机从第一单元移向一个相邻的第二单元时，不会跨过转接门限。这样做的结果是手持话机以大功率工作，并且对第二单元中的基地台形成一个很强的信号冲击。由于第二单元中的无线基地台无法指令该手持机降低其发射功率，肯定会产生交扰。因此，既使在没有跨过转接门限的情况下，也需要把通话转移或转接到最近的无线基地台。

现存的另一个问题是，当手持话机沿着一条边界线运动时，RSSI电平既不增加也不减小。无线基地台不能区分出这种移动手持话机与其静止时的区别。当瞬时的RSSI电平降到低于单元门限时，使用一条微弱链路的人在他的手持话机上可能听不到声音。为了改进信号质量，该用户可能沿着朝向另一单元中的一个无线基地台的路线移动，结果就会出现交扰。因此需要对这种微弱链路进行识别，以便接通一条较好的链路。

其他问题还有，那就是无线基地台接收一个鉴别请求时发生占线。在鉴别请求出现时，无线基地台需要停止对手持话机始发端呼叫的扫描，并且抽出时间检查一条特定通道上的手持话机以及对其RSSI电平进行测试。这种动作出现在所有相邻的无线基地台中，也就是处在为该移动手持话机服务的那个无线基地台的东、南、西、北，上以及下方的那些基地台。然而，由于手持机仅向一个方向移动，如果能知道其移动方向，仅需有一或二个单元中的无线基地台需要对该项请求做出鉴别。如果所有无线基地台都由于鉴别而出现占线，这项业务就会降低系统的服务质量。因此，需要通知的其余的无线基地台该手持机不在它们附近，从而使这些基地台仍能为来话呼叫提供服务。

如图13a所示，它表示基地台控制器618获得的RSSI电平1秒平均值，这-1秒平均值每秒内能波动15dB。

为了滤除这些波动，保存1秒读数的一个△t运行平均值。也就是说，无线基地台以1秒的间隔按下式计算出一个新的△t平均值：

△t＝ (现有1秒平均值+上一个（t-1）1秒平均值)/(t)

计算的结果为基地台提供了一条较平滑的RSSI曲线，如图13b所示。这一△t平均值被跟踪并记录下其最高峰值。如果△t平均值比最高峰值下降了若干dB，就认为手持机已经离开了该无线基地台，并且它应被转接给一个较近的无线基地台（应该有一个这样的台）。也就是说，如果（△t平均值+一个dB增量小于最高峰值），就通知单元管理器需要进行转接，并把峰值刷新成现行的△t平均值。

同时，产生一个新的平均值峰值。这是因为，如果在此时不进行转接，则△t平均值就需要在另一个转接请求被启动之前进一步降低。

在链路的第一个△t平均值上初始化最强的峰值。例如，如果△t为7秒，则该峰值就是通过对每秒内的现有1秒RSSI读数最大平均值来获得的，从3秒计时开始直到7秒计时。也就是说，在3秒计时中，对前3个1秒值取平均值，在4秒计时中，对前4个1秒值取平均值，依次类推。此处不采用1秒和2秒计时的平均值，这是因为在这样（短）的时间内取不到足够的抽样来计算出精确的平均值。

在这一过程中也可以考虑忽略7秒平均值中的降落（即，7秒平均值以降到了足以提出转接请求的程度，但由于7秒平均值仍高于某些门限，不会产生转接请求）并且当7秒平均值降得过低时（即，当7秒平均值下降到低于某些门限时，只要这一状态仍在持续，就每隔5秒发出一个转接请求）使其进入一种紧急状态。在目前的方案中，“忽略”门限为0dBm（即，不阻止转接请求），而“紧急”门限为-78dBm。

在优选实施例中，这一过程可以描述如下：

以1秒的间隔从无线基地台取回1秒RSSI平均值。

在第一个7秒中初始化最强的峰值。

在剩余的时间中做以下工作

-用现有的1秒RSSI平均值刷新7秒平均值

-如果（7秒平均值小于或等于-78dBm的紧急门限）就

-只要该状态还在持续就按5秒的间隔通知单元管理器需要转接

-把最高的峰值刷新成现行的7秒平均值，并且如果（7秒平均值大于最高峰值），就

-把最高峰值刷新成现行的7秒平均值，并且如果（7秒平均值+一个dB增量小于最高峰值），则

若（7秒平均值小于0dBm的忽略门限），则

-通知单元管理器需要转接

结束

-把最高峰值刷新成现行的7秒平均值

结束

由于RSSI电平相对于距离不是线性的，仅仅由增量值可能不足以触发一个转接请求。

如图13c中所示，仅需移动5到6米就能造成从-40dB到-50dB的跌降，但同时要想从-70dB跌降到-80dB则需要移动15至16米。显然，需要考虑不只一个RSSI电平增量。所采用的RSSI电平增量取决于现行的7秒平均值。

图13c中的曲线可以由三段直线近似表示，它们对应三个RSSI电平增量。

增量σ1：9dB→0dBm    --54dBm

增量σ2：7dB→-55dBm    --70dBm

增量σ3：5dB→-71dBm    --225dBm

我们可以用图14来描述转接技术在一个典型场合中的应用。图14所示的情况是一台手持话机的用户正在使用一条链路且从Y点走到X点后变为静止。首先，用户在点Y与无线基地台A接通一条链路，服务于该手持话机的无线基地台在一段预定时间间隔内测试一个RSSI电平平均值。在本例中保持7秒的间隔。在链路接通之后，无线基地台A对每个7秒间隔跟踪其最高或峰值电平。随着用户走近单元的中心和无线基地台A，峰值平均值逐渐增高。最后，随着用户逐渐靠近无线基地台，基地台控制器618就指令该手持话机把其发射功率减少一定的数量，在本例中，减少量为16dB。此时手持话机工作在小功率模式下，无线基地台对RSSI电平规则进行修改以补偿手持话机的较低发射功率。在本例中，当无线基地台A提高7秒平均值的等级时，在RSSI电平上增加一个16dB的增量。随着该用户走过并且远离无线基地台A，7秒RSSI电平平均值开始减少。由于信号强度下降，该手持话机就需要提高其发射功率。类似地，无线基地台再次修改其7秒平均值RSSI电平的规则。如果在7秒内的RSSI电平平均值下降了1个增量值，并且RSSI电平处于0-54dBm之间，单元管理器就发送一个功能转接请求。这一功能转接请求中包括无线电链路的RSSI电平再加上一个增量值，例如6dB。这一增量值确保了邻近的无线基地台在开始转接启动之前能提供一条较好的链路。从而消除在两个基地台之间反复发生转接。

在本实施例中，所有空闲的无线基地台都扫描各通道，以便查找是否有通话建立请求，并且保持通道RSSI电平的记录。在一个特定时间间隔例如5至15秒期间在每个通道上测量一个RSSI电平的长期平均值。每次测量一个通道的RSSI电平时，都要刷新信号强度平均值，并将其存入无线基地台的存储器中。因此，如果从请求转接的单元管理器收到了一个鉴别请求，每个邻近的无线基地台就会在其存储器中查找与请求有关的通道的长期平均信号强度。如果没有一个无线基地台测到一个高于该RSSI电平的RSSI电平信号，就维持服务于该手持机的现有链路，也就是不进行转接。

每当7秒平均值跌降了一定的值时，控制着服务于该手持话机的无线基地台的单元管理器就会启动另一个转接和鉴别请求。随着该手持话机移向邻域单元，其链路逐渐引起相邻的无线基地台的注意。如图14中所示，无线基地台B和C二者都能在被扫描的相应通道上观察到RSSI电平平均值的增加。由此，当相邻的无线基地台收到鉴别请求时，各自都会对那条通道察看其RSSI电平的长期平均值。在8个相邻无线基地台中，有6个台不具备高于该请求所要求的RSSI电平的长期平均值。这些基地台则继续进行对手持话机始发端呼叫的扫描程序。而其他基地台B和C的长期平均值高于该请求中所指明的RSSI电平。无线基地台B和C停止它们的通道扫描程序，并且查看指定通道上的信号是否是服务于该手持话机的通道，即查看PID是否正确。如果该PID变为1，无线基地台就执行另一个RSSI电平测试。根据其采集到的长期平均值的长度，基地台用存储在存储器中的长期读数均衡最终的RSSI电平，并且再次与转接所需的RSSI电平进行比较。该RSSI电平被汇报给请求转接的单元管理器。该单元管理器将选择具有最大RSSI电平的无线基地台来完成无线电链路的转接。在本例中，无线基地台B具备最大RSSI电平。

在转接之后，无线基地台B开始测量7秒平均值。如果手持机用户停止下来做某件事，来自无线基地台的7秒平均值就会是完全平直的。然而，如上文中已指出的，仍可能出现RSSI电平的下降。如果在服务于该手持机的通道上的RSSI电平比最后一个7秒平均值降落了一个量1、2或3，这一基地台B就会启动一个转接请求。然而，由于基地台A和基地台C都不能测得高于所需RSSI电平，即链路的RSSI+4dB的信号，因此不会启动转接。

以下参见图15a，15b和15c，我们在图中表示出了手持机的典型通话过程，以及交换始发端呼叫和受控制的无线电链路转接过程。

在图15a中示出了涉及由手持话机一方起始的顺序过程。这些顺序过程如下：

1）手持机用户使手持话机发射，由此启动一条链路。无线基地台3响应（CT2协议）。

2）无线电驱动器3显示出链路的存在，把该链路通知单元管理器2（基地台3预先已被分配给了单元管理器2）。

3）单元管理器2向连接服务器发送一个信息，请求批准手持话机的识别。

4）连接服务器请求批准服务器确认PID和LID。

5）批准服务器向连接服务器显示已确认了PID和LID。

6）连接服务器通知手持机驱动器1（与PID相关）可以提供链路，并且向单元管理器2发送一个信息通知其接收该链路。

7）单元管理器2通过指令无线电驱动器3在其本身与手持机驱动器1之间接通有效的链路而接受该链路。

8）无线电驱动器3与手持机驱动器1接通一条链路（称为驱动器链接）。此时手持机仿真器与用户可以通信。在此处可以实现话音通路、显示、数字采集等功能。

9）手持机仿真器1代表手持机用户与一条线路建立连接，并且根据手持机用户的指令拨号。

图15b说明了一种顺序过程，它涉及一个通向手持话机的来话通话过程，这些过程如下：

1）由PSTN始发一个呼叫，它通过线路到达服务控制器。

2）有关的线路仿真器对手持机仿真器1启动一个呼叫。

3）手持机仿真器把来话呼叫通知给手持机驱动器1。接着，该驱动器请求连接服务器接通链路。

4）连接服务器使用定位器查找被呼叫的手持话机。

5）定位器请求一组单元（单元1和单元2）偿试与手持话机建立链路。

6）各单元选出空闲的基地台（基地台1和3），并且发出搜索被呼叫的手持话机的请求。

7）选定的基地台执行该请求。

8）在本例中，被呼叫的手持机在基地台3的范围内并对其作出响应。此时链路就接通了。

9）无线电驱动器3通知单元2，告诉它与被呼叫手持机的链路已接通。

10）单元2向定位器发送信息，通知它搜索已完成。

11）定位器通知手持机驱动器，告诉它搜索已完成（通过连接服务器），并且与单元2完成握手。所有其他参与搜索的单元发现这一现象，并且空出其自身的无线基地台。

12）单元2指令无线电驱动器3与手持机驱动器1建立驱动器链接。

13）无线电驱动器按要求建立链接。此时手持机仿真器可以直接与被呼叫手持机通信，并且开始振铃。

在图15c中所示的情况是涉及到一台移动手持电话保持通信联系的顺序过程，该手持机正在跨过一个单元的边界。这些顺序过程如下：

一个手持机用户拥有一条已接通的链路，并且正在移动。

1）基地台3确定该用户的话机是移动的，并且可能需要转接。它向控制它的单元管理器发送一个转接请求，在本例中是通过无线电驱动器3向单元管理器2发出转接请求。

2）单元管理器2向其邻近的单元管理器广播一个请求，请求它们执行鉴别。由单元管理器2确定现行的通道和RSSI电平。

3）单元管理器1和3接受该请求并且选出空闲的无线基地台执行该请求。

4）基地台5成功地鉴别出该手持机，并响应其单元管理器。该无线基地台被留出来用于可能的转接。

5）单元管理器3通知单元管理器2，告诉它鉴别已完成并且报告由无线是台收到的RSSI电平。

6）单元管理器2向其所有的邻域发送一个信号，指示出单元管理器3是转接的候选者。其他单元管理器例如单元管理器1使其无线基地台恢复空闲。

7）单元管理器2请求无线电驱动器3向用户的手持话机发出一个重建链路请求。切断驱动器链接，以便阻止从手持机仿真器到用户手持话机通信联系的企图。

8）基地台3指示手持话机重建链路，并且由手持话机周期性地广播其识别码。

9）无线电驱动器3确认完成了对单元管理器2的请求。

10）单元管理器2通知单元管理器3接管该链路。

11）单元管理器3向留出的无线基地台5发出接管指令。

12）基地台5与用户的手持话机接通链路。

13）无线电驱动器5通知但单元管理器3它已成功地接通了链路。在无线电驱动器5与手持机驱动器之间建立驱动器链接。此时转接就完成了。

Claims (20)

1、一种数字电话系统，用于提供能耦合呼叫和/或被呼叫部分的话机的通信路径，其中的话机可以包括手持话机，并且其中与任何一台手持话机有关的通信路径包括在该手持话机与多个无线基地台中的任一基地台之间的无线电链路，每个无线基地台由一通信管道连接到数字电话系统，其特征在于该数字电话系统包括：

一个端口电路，用于使通信管道的操作信号格式与数字电话系统的操作信号格式接口，通信管道的操作信息格式包括一个双向信息通道以及至少一个双向通信通道，并且数字电话系统的操作信号格式包括帧编制通道；

一个服务控制器用于通过帧编制通道接收和发送信息信号，该服务控制器包括多个单元管理器，每个单元管理器都能响应从任何一个无线基地台接收到的信息信号，以便使无线基地台之一保持与呼叫或被呼叫手持话机的无线电链路；以及

一个交换机能响应服务控制器，用于从任一端口的一个帧编制通道向任一其他端口的一个帧编制通道传送通信信号。

2、一种电话系统，其特征在于包括：

多个端口，用于按电话系统的操作信号格式在无线基地台与通道之间传送通信信号;

一个服务控制器，它可以响应从与任一无线基地台有关的一个端口接收到的信号，从多个无线基地台中选出一个无线基地台，用于与呼叫或被呼叫用户的手持话机保持一条无线电链路，以及

交换装置，它能响应服务控制器，通过与上述无线电链路相关的端口提供一条通信路径。

3、如权利要求2的电话系统，其特征在于，服务控制器包括多个单元管理器，每个单元管理器均与预定的多个无线基地台在逻辑上相关。

4、如权利要求3的电话系统，其特征在于，上述预定的多个无线基地台的接收特性在地理上限定了一个单元的操作界限，在该界限内的手持话机可以在单元管理器的控制下用无线电链接到电话系统。

5、如权利要求4的电话系统，其特征在于，每个单元管理器包括响应信号强度的装置，在不断从包括与手持话机具有无线电链接的那个无线基地台在内的该单元中的任一无线基地台收到信号时，如果该单元中另一个无线基地台收到的手持话机信号强度较高，就把无线电链路转接到上述另一个无线基地台。

6、如权利要求4的电话系统，其特征在于，每个单元管理器包括响应信号强度的装置，在不断从包括与手持话机具有无线电链接的那个无线基地台在内的该单元中的任一无线基地台收到信号时，用于实现与另一个单元管理器的协作，以便从上述无线基地台向一个邻域单元中的多个无线基地台之一转接无线电链路。

7、在一个用于与手持话机无线通信的多单元小型电话系统中，每个手持话机有一个预分配的识别码，其中的每个单元包括多个无线基地台，每个基地台都可以通过多个射频通道中的任一条通道可操作地为手持话机提供一条无线电链路，并且其中一台手持话机通过识别至少一条空闲的射频通道可操作地启动无线电链路，并且接着在识别出的射频通道中周期性地广播一个无线电信号，该信号包括与该手持话机的预分配识别码对应的编码信息，其特征在于接通无线电链路的方法包括以下步骤：

a）在一个无线基地台中检测广播无线电信号的接收信号强度指示（RSSI）电平;

b）在上述无线基地台中记录所收到的RSSI电平;

c）响应于RSSI电平大于一个手持机始发端链路建立（POLS）门限电平的状态，从上述无线基地台向与该无线基地台相关的第一单元管理器广播一个确认无线电信号，该信号指示出通道以及上述手持话机的无线电链路的RSSI电平;

d）如果在无线基地台与手持话机间的无线电链路的RSSI电平至少达到了一个判优门限值，就在上述无线基地台与手持电话之间实现电话无线连接;

e）如果RSSI电平小于上述判优门限，并且如果邻域的单元管理器所记录的RSSI电平大于上述POLS门限电平时，就指令与邻域单元中的基地台相关的单元管理器发送由它记录的，与手持话机所用通道相关的RSSI电平，将其发送给第一单元管理器;

f）在第一单元管理器接收由与邻域单元相关的单元管理器所记录的RSSI电平，用其与无线电链路的RSSI电平比较;以及

g）批准由具有最大RSSI电平的单元管理器接管无线电链路。

8、在一个用于与手持话机无线通信的多单元小型电话系统中，每个手持机有一个预分配的识别码，其中的每个单元包括多个无线基地台，每个基地台都可以通过多个射频通道中的任一条通道可操作地为手持话机提供一条无线电链路，一种在一个无线基地台与一个手持话机之间实现通话的方法，其中从一个无线基地台建立一条通向被呼叫用户的手持话机的始发端无线电链路，其特征在于该方法包括以下步骤：

a）接收一个来话呼叫请求，该请求用于一个被呼叫的手持机用户;

b）在上述多个单元中估算手持话机的位置;

d）在靠近该手持话机可能位置的单元中选择具有空闲射频通道的无线基地台;

e）在每个被选定的无线基地台的至少一条空闲通道中广播一个无线电信号，该信号包括被呼叫手持话机的预分配识别码;

f）在播出每个无线电信号后，在至少一个射频通道中监测一个包括被呼叫手持机识别码的手持话机响应广播信号;

g）如果手持话机响应广播信号的接收信号强度指示（RSSI）电平大于一个交换始发端链路建立（SOLS）门限电平，就在第一无线基地台接收手持话机响应广播信号，并且广播一个无线电信号，该信号指示通道以及被呼叫手持话机的无线电链路的RSSI电平，该信号发给与上述第一无线基地台相关的第一单元管理器;以及

h）用上述指定通道在第一基地台与手持话机之间建立一条无线电链路。

9、如权利要求8的方法，其特征在于，如果在无线基地台与手持话机之间的链路上的RSSI电平至少达到了一个判优门限值，就在该无线基地台与手持话机之间完成了电话无线连接。

10、如权利要求9的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

响应于RSSI电平值小于判优门限的状态，如果其大于与上述手持话机有关的上述SOLS门限电平，就指令与邻域单元中的基地台相关的单元管理器向上述第一单元管理器发送所记录的RSSI电平;

接收与邻域单元有关的单元管理器所记录的RSSI电平，并且与无线电链路的RSSI电平比较;以及

批准由具备最高RSSI电平的单元管理器构成一条无线电链路。

11、如权利要求8的方法，其特征在于上述手持话机的位置是这样估算的：

识别和搜索上述多个单元中的第一半;

如果在第一半中没有找到手持话机，就识别和搜索上述多个单元中的第二半;以及

如果对上述第一半和第二半的搜索都没有确定手持话机的位置，就搜索上述多个单元的全部单元。

12、如权利要求8的方法，其特征在于上述手持话机的位置是这样估算的：

以有规则的间隔对全部手持话机进行随机查询;

相对于上述多个单元中的每个单元，为每台记录的手持话机保存一个位置组织图。

13、如权利要求8的方法，其特征在于上述手持话机的位置是这样估算的：

向分成几组的单元中的每个基地台传送一个空闲射频通道的目录;以及

指令一个单元中的一个无线基地台从上述目录中选择一个射频通道用于搜索手持话机，其中使用了一个无线基地台进行搜索的每个单元均由至少一个单元与其他任何一个使用一个无线基地台进行搜索的单元相互隔开。

14、在一个用于与手持话机无线通信的多单元小型电话系统中，每个手持话机有一个预分配识别码，其中每个单元包括多个无线基地台，每个基地台都可以通过多个射频通道中的任一通道可操作地为手持话机提供一条无线电链路，一种用于在手持话机移动操作期间保持已接通的无线电链路，同时可把已接通操作的单元向任一邻域单元转接的方法，其中特征在于该方法包括：

a）在操作已接通的通道中周期性地广播无线电信号，并且由操作已接通的单元中的多个无线基地台之一从操作已接通的通道中接收来自被识别手持话机的无线电信号;

b）在有关的一个无线基地台中连续记录接收信号强度指示（RSSI）电平，并产生其运行平均值;

c）响应于运行平均值的跌落大于一预定量的状态，通过一邻域单元中的一个无线基地台获得已接通通道的RSSI电平;

d）响应于邻域单元中的RSSI电平比已接通操作单元中的恒定RSSI电平大一个预定量的状态，把无线电链路转交到该邻域单元中的无线基地台，从而使该邻域单元成为已接通操作的单元。

15、一种在手持电话移动操作期间，并且可能把已接通操作的单元向任一邻域单元转交的过程中保持无线电话服务的方法，其特征在于该方法包括：

a）在操作已接通的通道中周期性地广播无线电信号，并由操作已接通的单元中的第一无线基地台从操作已接通的通道中接收来自被识别手持话机的无线电信号;

b）产生接收信号强度指示（RSSI）电平的运行平均值;

c）响应于运行平均值的跌落大于预定量的状态，当运行平均值至少达到第一电平时，其中的运行平均值跌落的预定量是第一数量，当运行平均值小于第一电平时，运行平均值跌落的预定量是一个小于第一数量的第二数量，由邻域单元中的第二无线基地台产生一个该通道的RSSI电平;

d）响应于邻域单元中的RSSI电平比已接通操作的单元中的恒定RSSI电平大预定量的状态，把无线电链路转交给第二无线基地台，从而使邻域单元变为已接通操作的单元，并且重复步骤a），b）和c）。

16、如权利要求15的方法，其特征在于，当运行平均值至少为一个第一电平时，在步骤c）中运行平均值跌落的预定量是第一数量，并且当运行平均值小于第一电平时，上述预定量是一个小于第一数量的第二数量。

17、如权利要求15的方法，其特征在于，在步骤c）中运行平均值跌落的预定量可以是第一数量、小于第一数量的第二数量、也可以是小于第二数量的第三数量，这取决于运行平均值是否分别大于第一电平、在第一和第二电平之间，以及小于第二电平。

18、如权利要求15的方法，其特征在于，当运行平均值电平中最近的尖峰至少达到第一电平时，在步骤c）中运行平均值跌落的预定量是第一数量，并且当运行平均值电平中最近的尖峰小于第一电平时，上述预定量是一个小于第一数量的第二数量。

19、如权利要求15的方法，其特征在于，在步骤c）中运行平均值跌落的预定量可以是第一数量、小于第一数量的第二数量、也可以是小于第二数量的第三数量，这取决于运行平均值电平中最近的尖峰是否分别大于第一电平、在第一和第二电平之间、以及小于第二电平。

20、如权利要求15的方法，其特征在于，在步骤c）中运行平均值跌落的预定量被预定为与运行平均值电平中的最近的峰值成比例。

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