CN1050964A - 无集中控制的自动漫游的中继网络 - Google Patents

Abstract

一个中继通信系统(A，B和C)的网络(100)支 持在上述网络覆盖的地理区域内漫游的通信单元 (112)进行通信，这是借助于具有与各个中继系统相 关的控制计算机(106)直接互相通信而实现的，并在 它们之间转发有关该漫游单元的信息。该漫游单元 (112)的识别码和特权通过计算机(106)在该网络内 传送，给予该漫游通信单元在该网络内直接交换数据 的能力，或者通过在各个中继系统中的电话互接，借 助于经过公共交换电话网络(108A，108B，108C)的 话音消息进行通信。

Description

本发明一般地说是涉及中继的通信系统。具体地讲本发明涉及中继的通信系统（包括蜂窝状电话系统和分配系统），而且使通信单元能够从一个中继系统漫游到另一个中继系统并导向支持全国范围漫游的中继通信网络。

中继的通信系统是已知的。在授予Comroe等人的美国4833701号专利中，描述了具有全国范围漫游能力的中继通信系统，但是它要求一个与该网络中的每个中继系统通信的中央计算机，以便允许离开它的基地系统的一个通信单元通过新的，外部的中继通信系统进行通信。（通常一个通信单元有一个基地中继系统。正如这里所用的术语那样，一个外部的中继通信系统被认为是不是它的基地系统的一个中继系统。）

正如在Comroe的专利中所描述的，中继通信系统一般包括一个资源控制器，在多个通信单元中分配有限数目的通信资源（如频率对或TDM时隙）。一个通信单元可看成是一个移动的单元（典型地是装在汽车上），一个手提单元（典型的是带在人身上），或一个控制站，它是一个中继通信单元，固定地或半固定地安装在一个建筑物中或其它固定的地点。

在中继通信系统中的每个通信单元都有一个识别码，当该通信单元希望接入一个通信资源时，该识别码与其它的信息一起被发送到在一个到该资源控制器的控制资源上的资源控制器。一旦识别出在该控制资源和给予通信资源的控制器上的该请求单元的识别码时，该资源控制器授权与该请求通信单元相关的其它通信单元去监视和经过一个特定的通信资源进行通信，并允许该请求通信单元和接收通信单元在该可用的资源中进行通信。（与请求单元有关的通信单元典型地是与请求单元功能相关的其它用户，如其它警察汽车，其它运输车等）。

在中继通信系统网络中，正如Comroe专利中描述的，从一个中继通信系统到另一个中继通信系统漫游的一个通信单元必须能够找到该系统的控制资源，寄存或把它自己识别入该新中继通信系统的资源控制器，之后具有资源控制器授予到访问通信单元的通信特权，以允许该通信单元通过新中继系统进行通信。在Comroe的专利中，该新的中继系统通过一个中央计算机来验证该访问通信单元的有效性，在给漫游的通信单元授予通信特权之前该中央计算，机与构成中继系统网络的所有中继系统的控制计算机连接。

正如Comroe所描述的，中继通信系统的问题是：该中央计算机是几个中继系统的计算机之间权有的数据链路。该中央计算机必须连续地与相关的中继系统的本地计算机通信，以便更新它的数据库来保持跟踪漫游用户的位置。

在中继系统的全国范围网络中，Comroe专利中的主或中央计算机可变成一个瓶颈问题，这个全国范围的中继通信系统的全部数据业务必须通过它流动。万一该中央计算机损坏，该中继通信系统网络将完全瘫痪。一个中继系统的网络避免单个中央计算机的数据瓶颈问题并减少了由于该中央计算机故障引起的整个系统故障的敏感度是对现有技术的一个改进。

这里公开了通过网络控制计算机互相通信的一个中继通信系统网络。在最佳实施例中，几个控制计算机中的每个计算机都与一个中继系统相关。除了其它中继系统监视功能外，中继系统的控制计算机跟跨在它的中继系统内的用户以及在其它中继系统中的外部或访问的用户。

处于外部中继系统的地理复盖区域中而希望通过外部系统进行通信的一个访问通信单元首先要找出该外部中继系统的控制资源（在一些系统中的控制信道），并且确认该新的资源控制器支持漫游的用户。（支持漫游的中继系统广播一个独特的出境信令字，一个识别码信号，在现存的出境信令字（OSW）中的一个可识别的比特码型，或其它信号，一个漫游的通信单元从这个信号可以确定新的中继系统是否支持漫游。）

当一个漫游的通信单元找到一个支持漫游的控制器时，该通信单元可以尝试记入或寄存入该新中继系统的本地计算机。该漫游通信单元一般给新中继系统的本地控制器发送一个业务请求。在最佳实施例中，当该通信单元从新的控制器请求业务时，该请求的通信单元将它自己和它的基地系统识别给新控制器。新中继系统的控制器经过连接中继系统网络的全部控制计算机的数据网络把该通信单元的识别码，业务请求，和该漫游者的其它识别数据发送给基地中继系统的控制器。

一旦接收到从新系统的控制器来的数据时，该基地中继系统的控制器尝试识别该漫游通信单元，它的基地系统给与特权并确认它的有效性（防止无权用户）。一旦由本地系统控制器验证该漫游者的身份后，该本地系统控制器可以下装到新系统的控制器，授予浸游者基地系统中的漫游者的特权下装入新的控制器。然后新系统控制器授予该漫游者相同的特权，或者由远端系统操作者任意授予更大的或更小的权利。（例如，该漫游通信单元可能在其基地系统中具有电话互连的特权，而该新系统可能没有电话互连能力。在这种情况下，授予在新系统中的电话互连权就是不可能的。）

一旦该漫游通信单元寄存入新的中继系统，从该基地中继系统来的数据或其他信息（包括可能的话音信息）可以经过把所有的中继系统的计算机连接在一起的数据网络与该通信单元通信。漫游用户基地系统的控制器将知道该漫游者在该网络中的位置，并知道用户信息，消息或指定给该通信单元的数据发送地点。数据交换的一个例子是从该漫游用户分配器（位于该基地系统中）到新系统的漫游通信单元的文本数据消息。类似地，在外部系统中的新的通信单元可以把数据送回到该控制器，用于到其它地方的后续的传送，或许到它的分配器。

如果该新系统支持到该本地公共交换电话网的一个接口，那么与该通信单元的话音通信是可允许的，与双方的直接联系可经过公共交换的电话网络（PSTN）进行。如果把计算机连接在一起的数据网络具有足够的容量（例如带宽），一个漫游通信单元和它的基地系统之间的话音通信可以在该数据网络上进行。另一种话音路由例如把包括该外部系统和该基地系统之间的一条微波链路。

在某些情况下，中继通信系统可以不接到中继通信系统网络。在这些情况下，如果该通信单元具有向本地控制器请求通信特权的能力，那么通信特权仍可授予在隔离的外部中继通信系统中的一个漫游通信单元。不是在该网络的本地计算机之间具有数据转发，而是在该漫游通信单元和该本地控制器之间有一个类似的数据转发。在该控制器收到该通信单元的请求之后，该控制器授予与允许的漫游通信单元特权组相当的特权。

图1  是支持自动漫游而不要中央控制器的网络中继通信系统的方框图。

图1  表示用于构成这种系统网络的三个中继通信系统（A，B和C），该网络允许一个通信单元（112）从一个系统漫游到另一个系统而不失去通信能力。组成该网络的每个中继系统（A，B和C）包括一个中央控制器（102A-C），一个本地计算机（106A-C），中继器（104A-C）和公共交换电话网络接口单元（108A-C）。该控制器（102A-C）在本地计算机（106A-C）的控制下工作并分配中继系统（A，B和C）内的中继器（104A-C）的工作资源。

三个中继系统的每个中继系统中的本地计算机（106A-C）执行几个管理功能，包括为该中继系统（A，B和C）复盖区域中的用户分配和指定ID码，对从通信单元发送的ID码进行译码和给漫游通信单元（112）重新编程，这样该漫游单元可以在本地计算机（106）控制的特定系统内工作。本地计算机（106A-C）也是直接连接的，通过数据网络（10，12和14）构成这种计算机的网络，数据网络在下面将详细地说明。

在图1所示的实施例中，本地计算机（106A-C）通过本地PSTN接口（108A-C）接到PSTN，使与任何中央计算机（102）通信的用户可以通过中继器（104A-C），本地计算机（106A-C）并通过本地PSTN接口（108A-C）进行电话互连呼叫（假定电话互连特权授兀该通信单元，中继通信系统中电话互连特性的技术说明是已知的而不作进一步说明）。

如果基地系统（例如A）和外部系统（例如B）支持到中继用户（112）的电话互连，则该中继通信系统网络（100）将支持呼叫转发。在系统A中具有电话互连特权的一个通信单元经过电话可到达该网络（100）中的任何地方，当通信单元出现在系统A中时，希望与通信单元（112）联系的一方拨该通信单元的电话号码。如果该通信单元（112）超出它的基地系统（A）的地理复盖区域，电话的互连通常是不可能的。如果该外部系统（B）支持电话互连，当该通信单元驻留在外部系统（系统B中时，外部系统可以给通信单元（112）指定电话互连特权并可把系统B中的PSTN接口的新电话号码转发到基地系统（系统A）的本地计算机。系统A的本地计算机然后可把通信单元（112）的入局呼叫转发到新的系统PSTN接口，或许拨主叫新的PSTN接口的新号码，使得该呼叫转发对该主叫是透明的。

但是本发明的基本特性通过网络本地计算机在不同的中继系统之间改善了通信;从这个改善引出其它的改善。

在图1中，支持自动漫游的中继系统网络（100）被改善了，这是通过把一个中继系统（例如A）的本地计算机接到其它的中继系统（B和C）的本地计算机（106B-C）实现的。在图1所示的网络（100）中，每个本地计算机（106）都接到包括该网络（100）的每个其它的本地计算机，改善了计算机之间的数据处理并增加了该网络的可靠性。

在最佳的实施例中，本地计算机（106A-C）经过商用数据业务线接到一起，商用数据业务线提供计算机之间的实际链路和定义计算机使用的规程。在一些情况下在计算机之间最好是专用的，硬接线连接）系统A的本地计算机（106A）一般用租用数据线（10或14）接到系统B或C的本地计算机。这些数据线可包括分组交换数据网（PSDN）。如图1所示，系统C的本地计算机通过类似的数据网络（10和12）与系统A和B的本地计算机通信，正如系统B的本地计算机经过数据网络14和12与系统A和C的本地计算机通信一样。

把这些计算机连接在一起的实际网络可以是任何合适的网络的组合，包括以微波为基础的数据链路，卫星是为基础的数据链路，租用的电路线路;或者是租用数据线路网。本地计算机（106A-C）之间的实际链路也可以安排成其它方位。（不是如图1所画的本地计算机几乎是并联的，几个本地计算机之间的链路也可以是电气串联的。一部本地计算机可以接收另一部计算机来的数据，译码该数据，和把它发送到本地计算机的线状串中的下一个本地计算机。但是这样的安排也会有与Comroe专利相同的缺点，在或靠近实际上处理所有有关漫游的数据的网络中心有一部计算机。）在实际链路上转发的数据可以用任何合适的规程。例如，本领域所熟悉的X.25规程可用在该网络中。

中继系统网络（100）中的每部本地计算机（106）包括在本地数据库（107A-C）中的它自己单独复制的重要数据。正如在Comroe专利中所叙述的，每部本地计算机（106A-C）一般给一个通信单元（112）指定一个漫游ID，该通信单元访问在另一个系统中的它的系统。这个信息一般保留在本地的本地数据库（107）。在这里的最佳实施例中，当它们被授予特权时，本地计算机可以给该漫游用户指定唯一的识别码（ID），而当该用户离开或不工作时可解除指定的ID。这些IID的状态通常保持在本地数据库（107A-C）。这些ID也可用于识别授于漫游者的特权。

当一个通信单元（112）离开它所访问的新中继系统，或从一个系统到另一系统漫游，本地计算机一般包括用于周期地探问用户的状态的装置，以便建立这些用户是否被认为在该中继系统中是工作的。

在最佳实施例中，本地计算机被编程，以便根据指定的漫游ID表的内容周期地与访问用户联系，并用本地计算机广播的数据资源寻找访问用户的响应。如果在直到某个预定的时限和重试数目之后，中央计算机从访问的通信单元没有检测到响应，那么本地计算机可能认为该访问通信单元或者离开该中继系统或者不再工作在这种情况下，本地计算机可能把访问的通信单元标注为空着，把该访问通信单元的ID码返回给可用的ID码表，并标注该访问通信单元不再驻留在它的中继系统复盖区域内。在该漫游通信单元暂时不工作时，本地计算机可能用多重超时（multiple  timeouts），在标注该漫游者为不在时之前，可能要求多重超时期满。

正如上面所述，每个漫游通信单元包括扫描控制资源（在一些系统中的控制信道）的能力和从本地计算机识别该控制资源，本地计算机支持漫游中继通信规程。在离开一个中继系统的复盖区域（例如检测到控制资源的数据差错增加），漫游用户一般扫描用作中继通信系统的控制资源频率的一组无线电频率。当可能扫描相应于几百个不同的控制资源的几百个不同的频率时，该通信单元可能必须用不同的算法去识别锁定一个最佳的控制资源。（当然该通信单元必须具有与包括该网络（100）的各种中继系统兼容的无线电发送和接收能力。）

已经找到一个控制资源后，通过把该控制资源的数据译码，通信单元必须检测本地计算机是否支持漫游通信。一旦检测和识别支持漫游的本地计算机来的控制资源，该通信单元无线电设备（112）必须把它自己记入并识别给漫游中继系统（B）的本地计算机（106B）。该无线电设备发送它的组号，如有的话，和ID号，如有的话，（以及由网络（100）使用的任何口令）给外部中继系统（B）的本地计算机，并从该中继系统本地计算机（106B）请求一个漫游ID，然后该无线电设备和中继的本地计算机将用它识别这个通信单元。一旦接收该通信单元（112）的数据（该数据的一部分把漫游者的基地系统识别给新的本地计算机）时，新系统的本地计算机（106B）经过一条合适的数据通路如上所述（直接通过14或可能通过12然后再通过14）转到与漫游用户基地系统（A）的本地计算机（106A）接触。根据在它自己数据库（107A）中的数据，该基地计算机可用外部的本地计算机发送的数据来识别该漫游者，并把授予在它的基地系统中的漫游者的操作特权下装入该外部的本地计算机。

在图1的系统中，在一个外部中继系统（该该中继系统）中通信单元（112）的通信主要是数据通信。在一个外部中继系统中希望与该通信单元（112）通信的基地中继系统（A）内的一个分配器终端（113）可以把一个数据消息经过本地计算机之间的数据网络（10，12，14）传送到该通信单元（112），该数据消息或者是一个分组型的消息或者是任意格式的文本。

在所示的实施例中，分配器终端（113）通过类似于其它数据链路（10，12，14）的一条数据链路（114）接到本地计算机（106A）。由于该通信单元（112）已超出其基地站本地计算机的通信范围，所以该通信单元（112）与分配器终端的分配器之间的直接话音通信经基地中继网络是不可能的。另一种情况，在基地中继系统（A）中的分配器（113）之间话音通信可以经过现有的电话通信网络进行。（如果这些网络具有传送模拟话音信息的能力或者传送数字话音的能力，另一个实施例可包括经过数据网络（10，12和14）的话音通信）希望经过一个话音资源与一个通信单元通信的分配器（113）可以使用到外部中继系统（如图1所示的系统B）中的公共交换电话网的一个接口提出或接收到该通信单元的呼叫：该通信单元通过该外部中继系统（系统B）及其到公共交换电话网系统（108B）的接口可以提出或接收电话呼叫，因而允许与基地中继系统（系统A）中的分配器进行话音通信。

本发明的另一个实施例可包括多个分离的中继通信系统（即这些系统不接到本地控制计算机网络，但至少有一部本地控制计算机），授予漫游的通信单元（112）以通信特权。该漫游通信单元（112）寻找支持漫游通信单元的一个分离系统的控制资源，在漫游通信单元（112）请求该分离系统的本地计算机授予它通信特权之后可授予通信特权，该通信特权相当于允许它的基地系统中该单元的特权。（另一种情况，该分离系统的本地计算机授予该漫游通信单元的特权大于由它的基地系系授予该单元的特权。）该分离系统的控制器通知该通信单元它需要的所有参数，可能一个参数除外，即该单元的序列号。如果该漫游通信单元不能成功地执行在该系统的这个初始化，或者如果该单元接收一个拒绝它试图记入，那么该通信单元开始寻找另一系统的控制资源，在这基础上尝试初始化。

假定连接计算机的数据网络（10，12和14）不存在，那么支持漫游但没有接到图1可看到的网络的中继系统不能工作，或者不在本地计算机之间传送数据。在这类型的系统中，该漫游单元必须下装操作特权到该本地计算机，根据从该通信单元发送给本地计算机的数据，该本地计算机授予该单元（112）通信特权。

Claims (19)

1、一种中继通信系统的网络，它被构成并安排来支持一个通信单元从一个中继通信系统漫游到另一个保持基本通信能力的中继通信系统，其特征在于：

多个中继通信系统；

多部控制计算机，至少一部控制计算机与上述多个中继通信系统的每个中继系统相关，与中继系统相关的控制计算机和在它的相关中继系统内的通信单元通信，而且接到构成计算机分布网络的另一个中继通信系统相关的另一部控制计算机；

多个通信单元，用通信单元识别码可在整个上述网络识别这些通信单元，在上述网络中至少一个中继通信系统，至少一些通信单元具有：

用于与上述多部控制机通信和向与一个中继系统相关的控制计算机请求通信特权的装置。

2、根据权利要求1的网络，其中所述的多个用户单元包括一种装置，用于确定与中继通信网络相关的一部控制计算机进行通信是不可能的，之后扫描通信资源去和其它控制计算机通信。

3、根据权利要求1的网络，包括一装置，用于把上述网络中它的基地中继系统的一个通信单元与公共交换电话网接口。

4、根据权利要求1的网络，包括一装置，用于把上述网络中外部中继系统的一个通信单元与公共交换电话网接口。

5、根据权利要求1的网络，其中上述多个通信单元包括识别装置，用于根据中继通信系统和授予上述控制计算机的中继无线无线电设备的特权单一地识别它们自己。

6、根据权利要求1的网络，其中上述多个通信单元包括用于识别上述控制计算机的中继无线电设备特权的识别装置。

7、根据权利要求1的网络，其中与上述多个控制计算机通信的上述装置包括用于监视与中继无线电通信系统相关的控制信道的无线电装置，中继无线电通信系统包括上述网络和解码上述控制信道上的控制数据。

8、根据权利要求5的网络，其中确定与中继通信网络相关的控制计算机通信是不可能的，上述装置包括测量上述控制信道错误的一个装置。

9、根据权利要求1的网络，其中上述多个控制计算机经过一个数据网络直接与其它的控制计算机通信。

10、根据权利要求9的网络，其中上述数据网络是一个分组交换数据网。

11、根据权利要求1的网络，其中上述多个中继通信系统的每个系统包括多个中继的中继器。

12、用于一个中继通信系统的网络中的一种无线电设备，上述网络被构成并安排来支持无线电设备从一个中继通信系统漫游到另一个保持基本通信能力的中继通信系统，上述网络的每个中继通信系统有一个相关的控制计算机，而且在一个控制资源上广播控制数据，上述无线电设备的特征在于：

用于从上述网络的中继通信系统的一个资源控制器检测控制资源的装置;

用于从上述资源控制器站由数据广播来识别支持漫游中继无线电设备的上述资源控制器;

从上述资源控制器请求通信特权的装置;

把上述无线电设备识别给上述控制计算机的装置;以及

从上述控制计算机接收临时的识别码的装置。

13、在一个中继通信系统网络中，该网络被构成并安排用于支持属于多个单元中的一个单元从一个中继通信系统漫游到另一个保持通信能力的中继通信系统，每个漫游通信单元具有一个基地系统，上述网络的每个中继通信系统具有一部控制计算机，每个中继通信系统的上述计算机连接到上述网络的其它中继通信系统的计算机，每部计算机有一个授予漫游通信单元特权信息的数据库，上述多个漫游单元在不同的中继通信系统中具有不同的通信特权，在一个外部中继系统中为一个通信单元建立通信特权的一种方法，其特征在于：

扫描上述中继通信系统的控制信道;

识别支持漫游通信单元的外部中继通信系统;

从上述外部系统请求通信特权和把请求的无线电设备识别给上述外部系统;

验证授予在它的基地系统中的上述通信单元的通信特权;

把数据从它的基地系统计算机下装入描述在上述基地系统中的上述无线电设备通信特权的外部系统计算机。

14、根据权利要求13的方法，包括授予在上述基地系统和上述外部系统之间的数据转发权的步骤。

15、在一个中继通信系统的网络中，该网络被构成用于支持一个通信单元从一个中继通信系统漫游到另一个中继通信系统，上述网络中的每个中继通信系统有一个控制资源，上述系统的控制数据在该控制资源上与通信单元进行交换，而且有一部控制计算机，发送和接收在上述控制资源上的数据，上述通信单元有一个指定的基地中继系统和从上述基地系统漫游到外部系统，一种允许在一个外部系统中的一个通信单元在上述外部中继系统中通信的方法，其特征在于：

把与上述网络的中继系统相关的控制计算机连成一个分布计算机网络;

在一个相应的控制资源上接收从访问外部中继通信系统的通信单元来的业务请求;

由上述控制计算机网络处理上述业务请求，以便识别该通信单元的有效性和该通信单元的通信特权;

在上述漫游通信单元处在上述外部中继系统内时，授予在上述外部中继系统内的一个有效的漫游通信单元的通信特权;

在上述通信单元离开上述外部中继系统之后，取消上述漫游通信单元的上述通信特权。

16、一种中继通信系统，被构成并安排来支持一个通信单元从一个中继通信系统漫游到另一个保持基本通信能力的中继通信系统，其特征在于：

一个中继通信系统;

与上述中继通信系统相关的一部控制计算机;

一个通信单元，用在上述通信单元内的数据，根据在上述网络中至少一个中继系统识别给上述控制计算机，上述通信单元有：

与上述控制计算机通信和从与中继系统相类似的上述控制计算机请求通信特权的装置。

17、根据权利要求16的中继通信系统，其中上述用户单元包括用于确定与中继通信网络相关的控制计算机进行通信是不可能的，以及之后扫描通信资源以便与其它控制计算机进行通信的装置。

18、根据权利要求17的中继通信系统，包括用于把在外部中继系统中的一个通信单元与公共交换电话网接口的装置置。

19、根据权利要求17的网络，其中上述通信单元包括识别装置，用于单一地识别它自己，基地中继通信系统和它的中继无线电设备到上述控制计算机的特权。

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