在无线本地回路系统中 分配固定用户单元的方法和系统 本发明涉及在电信系统中的无线固定用户单元领域。特别涉及向基站分配固定的用户单元。
在不同的地区，尤其是在发展中国家，在住宅楼、办公室和其它场所安装有线电话业务是很困难的。在这种情况下，通过在电话中心局内或附近安装一个无线基站并在用户的房屋内或附近安装一个称为固定用户单元(FSU)的无线收发信机，能够提供电话业务。该无线基站通过电话线或无线链路连接到本地交换机。FSU允许用户设备，如一个普通的电话机通过在无线链路上而不是在电话线上与基站通信，进而与电信网络通信。这种系统可以称作无线本地回路(WLL)。即使在某些地区已经建立了有线电话网，也可以使用无线本地回路系统。在此引用地特开平公报9-322254特表平公报9-510377中提供了关于无线本地回路系统的详细描述。连接到一个FSU的电话机就象连接到有线网一样能够发送和接收话音信号。
通常一个系统包括多个不同的基站和多个不同的FSU。在不同的情况下，例如当一个FSU被接入一个系统或者接通电源，则该FSU必然被分配到一个特定的基站从而与网络保持通信。在这种情况下，该FSU一定与所分配的特定基站相匹配。希望实现FSU向基站的有效分配和在FSU与基站之间的充分通信。
本发明的实施例提出了一种在包括多个无线FSU的系统中分配一个固定用户单元(FSU)与一特定基站进行通信的方法。每个FSU连接到一个用户通信设备，并且每个FSU都与至少一个基站进行无线通信。系统包括多个基站，这些基站与一个电信网络连接。FSU测量一组基站的信号强度，将这组基站的测量的信号强度的消息发送到一个基站。根据这个消息和与该基站连接的电路中的附加信息，与该基站连接的电路确定至少一个基站，该FSU分配到该基站。为响应由连接到基站的电路所作出的确定，基站向FSU发送一个消息，该消息包括FSU所分配到的基站。
与基站连接的电路中的附加信息可能采取不同的形式。例如附加信息可以包括由不同于该FSU的其它FSUs发送的基站的信号强度。与基站连接的电路中的附加信息包括在FSU所能分配到的不同基站中的使用模式。电路中的附加信息还包括到其它FSUs的基站的有效性的信息。
根据本发明的一个方面，FSU可以周期性地测量周围的基站的信号强度。该FSU向一个基站发送测量的信号强度的消息，为响应这个消息，基站发送一个该FSU可以被分配到的基站的更新表。
根据本发明的一个实施例，FSU保持一个该FSU可以被分配到的基站的优先表。该优先表可以首先以基站的被测量的信号强度为基础，然后响应来自于基站的消息以更新该表。来自于基站的消息可以包括一个新的基站优先列表并且该FSU可以用来自于基站的新的基站优先列表代替原基站优先表。该FSU可以试着按列表上的最高优先级基站来进行分配，如果FSU不能以最高优先级基站来完成分配，则该FSU可以用另一基站进行分配，然后再试着以最高优先级基站来进行分配。
本发明的另一实施例涉及一个通信系统。该通信系统包括多个与电信网连接的基站。该通信系统包括多个用户通信设备。该通信系统包括多个固定无线用户单元(FSUs)。每个用户通信设备与一个FSU连接。每个FSU被组成为与至少一个基站进行无线通信。每个FSU包括测量一组基站的信号强度和将这组基站的测量的信号强度的消息发送到一个基站的电路。该通信系统还包括与基站连接的电路，根据该消息和与基站连接的电路中的附加信息，该电路确定一个FSU将被分配到的基站。为响应该作出的决定，基站向FSU发送一个包括该FSU将被分配到的基站的消息。
本发明的另一实施例涉及一个用于电信系统的装置。该装置具有以响应(a)来自于FSU的包括一组基站的测量的信号强度的消息和(b)附加信息确定至少一个无线FSU将被分配到的基站的电路。该测量的信号强度由FSU进行测量。该电路还使得一个基站与该FSU通信以便发送一个包括该FSU将被分配到的基站的消息。
本发明的另一实施例涉及一个无线FSU。该FSU包括一个用户通信设备接口和一个无线基站接口。该FSU还包括测量一组基站的信号强度和将这组基站的测量的信号强度的消息发送到一个基站的电路。该电路还接收来自于基站的一个消息，该消息包括根据发送到基站的消息和附加信息该FSU将被分配到的基站。该电路试图执行从基站发出的消息中的基站的分配。
图1表示根据本发明的实施例的具有固定用户单元的一种电信系统；
图2表示根据本发明的实施例的固定用户单元的方框图；
图3表示根据本发明的实施例的基站控制器的方框图；
图4表示根据本发明的实施例在通电后定位登记的顺序图；
图5表示根据本发明的实施例的发送过程的顺序图；
图6表示根据本发明的实施例的用于与一个固定用户单元通信的时序图；
图7表示根据本发明的实施例的用于周期性的定位登记的顺序图；
图8表示根据本发明的实施例的用于报告周围基站的信息的顺序图；
图9表示根据本发明的实施例的周期性定位登记的顺序图；
图10表示根据本发明的实施例的在通话转接结束后返回到原始基站的顺序图；
图11表示根据本发明的实施例的在通话转接结束后返回到原始基站的顺序图；
图12表示根据本发明的实施例的在通话转接结束后返回到原始基站的顺序图；
图13表示根据本发明的实施例的搜索另一无线基站的示意顺序图；
本发明的实施例涉及固定的用户单元与基站连接的设备，和涉及在一个电信系统中使用固定用户单元(FSUs)的方法。用户设备通过一个FSU能与公共交换电话网(PSTN)通信，该FSU与连接到PSTN的设备进行无线通信。一个FSU被指定与一个特定的基站进行无线通信。本发明的实施例涉及将一个FSU更有效地分配到一组基站中的一个基站和在一个FSU和一个基站之间更有效地通信。例如，根据本发明的一个实施例，试着将一个FSU分配至与网络连接的不同基站中的具有最强信号强度的基站。根据本发明的这个典型的实施例，然后，基于更有效地使用基站资源或其它资源，或者基于其它的考虑，与基站连接的设备使得FSU被再分配到一个不同的基站。
图1表示根据本发明的一个实施例的具有一个固定的用户单元的电信系统。图1表示单个的无线基站BS104和单个的固定用户单元(FSU)107。然而，典型的系统包括多个基站和多个固定用户单元。本发明的一个实施例有助于将每一个固定用户分配到一组基站中的一个基站。本地交换机101与公共交换电话网(PSTN)100连接。本地交换机101可以通过有线链路110与电话设备如无线话机102连接。本地交换机101还可以通过无线链路连接与系统中的用户设备通信。如图所示，本地交换机101通过链路111、BS控制器103与基站BS104连接，该基站允许与连接到用户设备上的设备进行无线通信。如图所示，具有天线105的无线BS104通过空中接口112与具有天线106的固定用户单元(FSU)107通信。FSU107与一个用户设备连接。如图所示，固定用户单元107与WLL用户电话机108连接。固定用户单元107可以通过用户室内的插头，如插头14进行供电。
正如所表示的，一个典型的结构包括多个固定用户单元如固定单元107，和多个基站如无线BS104。一般，每个固定用户单元被分配到一个基站，并且根据情况可以被重新分配。典型地，一个FSU，如用户单元107，存储可以与其通信的不同基站的信号强度。该FSU则选择在这些基站中选择并尝试着分配到所选择的基站。然后，根据一种或多种情况，与基站连接的设备可以重新分配固定用户单元。
下面简单讨论使用一个固定用户单元建立一个用户呼叫。当一个来自于PSTN100的来话呼叫到达时，本地交换机101在本地网中为该呼叫选择一个路由，并向主叫用户提供一个告警信号(如振铃音)。本地交换机与BS控制器103通信，该控制器与无线BS104通信。当有一个来话呼叫时，为了向WLL用户电话单元108告警，无线BS104通过空中接口112与固定用户单元107通信。WLL用户电话机108的用户产生一个摘机应答信号，并且该信号被检测。然后，在WLL用户电话机108和与PSTN100的另一方连接的主叫方之间建立连接。最后，当呼叫结束时PSTN100向本地交换机发送一个结束呼叫信号。
在去话呼叫的情况下，本地交换机101检测呼叫用户的摘机状态，提供一个拨号音，接收来自于用户的拨号信号，并分析该拨号信号。本地交换机101检测来自于移动方的一个应答信号，在主叫方和PSTN100的另一方之间建立连接，并产生一个计费记录。本地交换机101还提供一些辅助功能，包括呼叫保持，呼叫通知，会议电话，呼叫转接，等等。
有线电话机102可以通过金属线回路110直接连接到本地交换机101，或者可以通过无线本地回路系统109连接到本地交换机101。一个标准的电话机，与有线电话机102相同，可以用于无线本地回路系统中。WLL用户电话机108通过金属线连接到FSU107，该金属线与金属线本地回路110具有相同的电特性。FSU107在无线接口112和金属线113之间作为一个转换器。
无线接口112可以应用多种无线接口协议。例如，无线接口112可以应用个人手持电话系统(PHS)、DECT、PACS、GSM、AMPS以及其它协议。此外，还可以支持专用接口。
在本地交换机101和基站控制器103之间可以使用不同的接口。例如，可以使用数字复用接口，可以应用Mercury T1067、Bellcore GR-103、ITUV5．1或V5．2，或者其它的接口。
总之，下面是根据本发明的一个实施例，一个FSU记录它自己和一个基站并且与该基站或另外的基站通信的过程。首先，该FSU记录周围的基站的信号强度。同时，基站控制器收集来自不同FSU的关于不同基站的信号强度的信息。其次，该FSU向一个基站发送定位登记消息。基站控制器使得基站发送一个确认消息或拒绝消息以响应来自于FSU的定位登记消息。基站控制器还向FSU发送一个关于该FSU将被试图分配到哪个基站的消息。最后，该FSU被成功地分配到一个基站，并且从这时起进入一个等待状态，等待一个来话呼叫或者由用户产生的去话呼叫。同时，因为原始的基站可能具有太多的业务量，可以将该FSU分配到另外的基站。此时，根据由FSU所保持的列表中的备份基站的相对优先级，该FSU被试着分配到这个基站。然后，再次尝试将该FSU分配到原始的基站。FSU还周期性地测量信号强度并通过该FSU所分配到的基站将这个更新的信息发送至基站控制器。基站控制器周期性地控制基站向FSU发送一个更新的、FSU将被试图分配到的基站的优先级列表。来自于基站控制器的优先级列表是基于由该FSU所测量的信号强度和由其它的FSUs所测量的信号强度以及不同基站中的业务量的信息。
图2表示根据本发明的实施例的一个固定用户单元的方框图。FSU由方框200表示。FSU200的外部接口包括天线插孔201和电话线插孔202，用于分别接入天线和用户电话机。电源线203与内部供电电路204相连。FSU200包括电路功能块如无线电路205、无线控制器206、信道编解码器(编码器／解码器)207、控制器208、电话线路处理器209和存储器210。无线电路205产生所需要的频率。无线电路205接收来自于无线控制器206的关于频率和时间序列的一个指令。无线电路205还发送和接收无线数据。控制器206控制无线电路205并与基站建立无线通信。
信道编解码器207用于同步和分析通过空中接口的控制和业务信道所接收和发送的数据。业务信道中所使用的数据由控制单元208所处理的信息组成。话音数据不发送到控制单元208，而发送到话音编解码器电路，该话音编解码器电路内置于用于信号处理的电话线路处理单元209。单元209包括一个话音编解码器和电话电路以及摘机和挂机测试电路(209a)，信号音产生电路209b，它产生拨号音和其它类似功能。拨号信号测试电路209c也包括在209中，测试用户发送的拨号信号。控制单元208，包括一个微处理器，用于控制FSU200。当执行了定位登记、发送和接收顺序时，单元208还监视和控制在用户、电话机和基站之间的数据发送。208a控制到基站的信息发送。存储器210由非易失存储器组成，用于存储多种信息，如基于信号强度的基站优先级表、FSU将被分配到的基站、和用户已拨的电话号码。
图3表示根据本发明的实施例的基站控制器的方框图。基站控制器800与链接到本地交换机的链路805和链接到无线基站的链路804连接。基站控制器包括使本地交换机与基站控制器连接的接口单元801、控制单元802、和使基站控制器连接到基站的接口单元803。控制单元802包括确定一个FSU是否可以被分配至一特定基站的功能和确定该FSU将试图分配到另外哪个基站的功能，还可以包括一个按优先级排序的基站的完整的表，其中，FSU将试图分配到这些基站。基站控制器可以通过基站发送控制消息以便确认FSU的定位登记或者拒绝。
图4表示根据本发明的实施例在接通电源后的定位登记顺序图。示出了在FSU200和基站以及基站控制器BS，BSC400之间的通信过程。首先，FSU接通电源(线401)。该顺序图表示一个成功的定位登记，其中基站接受来自于FSU的该定位登记。接通电源后，FSU接收来自于周围基站的无线信息。这意味着FSU检测各个基站的功率。然后FSU确定具有最强信号强度的基站并试着以该基站启动定位登记(方块402)。其次，在FSU200和BS，BSC400之间建立一个通信信道(线403)。在这个步骤中，建立链接信道(信道分配、在该信道建立同步，等等)。接下来，FSU200向BS，BSC400发送一个请求信息用于定位登记(线404)。FSU向BS，BSC400发送一个定位登记区域的报告信息，该信息包括FSU已经测量了信号强度并且已根据信号强度排序的基站的表(线405)。BS，BSC400响应确认定位登记信息(包括原始的基站和备份基站信息)(线406)。从BS，BSC400返回的备份基站可以是一个不同于上述步骤中由FSU200所发送的表。根据业务量或者由连接到基站的设备如基站控制器所确定的其它条件，该列表可以是不同的。为了响应定位登记的确认信息，将FSU200分配到原始的基站，也就是FSU200最初试图被分配到的基站(方块407)。FSU200还在存储器中存储备份基站的列表(方块407)。
FSU通知系统关于定位登记的原因。FSU中的控制单元包括处理该FSU的定位登记的通知功能的一个部分。该功能识别实现定位登记的原因。一旦该FSU接通电源，则定位登记启动。根据这个特性，在定位登记期间增加关于定位登记的原因的信息。
基站控制器确定是否将实现定位登记。此外，FSU试图分配到由基站控制器提供的基站。这个特性可以在如图3所示的系统中实现。控制单元802a提供选择是否登记定位的功能。单元802a使得一个控制信息被发送，该信息接受或拒绝FSU定位登记。单元802b通知FSU基站正在执行定位登记并提供一个用作备份的其它基站的表。如果基站控制器确定该基站不接受定位登记，基站控制器控制基站向FSU发送一个消息拒绝定位登记。
基站控制器使得FSU试着被分配到另一基站，该基站不同于被试图分配到的原始的基站。为了响应来自于FSU的定位登记消息，基站控制器使得基站向该FSU发送一个消息以试图被分配到另一基站。作为响应，FSU试着被分配到其它的基站并在存储器中存储这个基站和备份基站。
图5表示根据本发明的实施例的一个发送过程的顺序图。当连接到FSU的一个用户电话机摘机并且当前基站的所有信道都被占用时，FSU接收一个从该基站转接信道的拒绝消息。接下来，启动一个备份基站。如图所示，首先检测电话机处于摘机状态(线503)。其次，FSU500向第一基站BS1501发送一个消息请求建立一个链接信道(线504)。BS1501以拒绝提供链接信道的消息来响应(线505)。其次，FSU向一个备份基站BS2502发送一个消息请求建立到该基站的链接信道(线506)。基站BS2502以提供链接信道的消息来响应(线507)。然后，顺序启动实现业务信道的转接。
图6表示根据本发明的实施例，与一个固定用户单元通信的时序图。FSU自动更新关于各个基站的信号强度的信息并通知基站这个信息。这个关于各个基站的信号强度的信息存储在FSU的存储器中并定期向本地基站发送。如图所示，每隔T1602个周期接收从该基站来的控制信息。每隔T2609个周期接收来自于其它基站的关于FSU周围的基站的信号强度的信息。脉冲607和608表示FSU接收从所有基站来的这些信息。脉冲603、604、605和606表示接收来自于FSU被分配到的基站的控制信道信息。
图7表示根据本发明的实施例用于周期性的定位登记的顺序图。时间到了并启动定位登记(线702)。首先，建立链接信道(信道分配，在该信道建立同步，等等)(线703)。从FSU200向BS，BSC601发送一个消息请求定位登记(线704)。该消息指示终端为FSU和用于定位登记的原因。从FSU200向BS，BSC601发送一个报告定位登记区域的消息，该消息包括关于FSU周围的基站的信息(线705)。BS，BSC601响应确认该定位登记消息并且包括FSU将被试图分配到的基站的一个列表(线706)。然后，登记定位并且该定位登记顺序再次开始(线708)。建立一个链接信道(信道分配，在该信道建立同步，等等)(线709)。从FSU200向BS，BSC601发送一个请求定位登记的消息，该消息指示该终端是一个FSU和用于定位登记的原因(线710)。
图8表示根据本发明的实施例，用于报告周围基站的信息的顺序图。基站控制器定期向FSU报告周围基站的信息。这是在基站控制器的控制部件中执行的。无线本地回路系统开始请求FSU报告关于周围基站的信息。向FSU发送的用于提供这个信息的消息以非告警和自动应答方式来发送，因此不用振铃信号通知WLL用户这个有关控制的交换机信息。在通过这个交换机接收周围基站的报告后，FSU监控周围基站并启动定位登记顺序，并且通知基站控制器关于周围基站的信息。如图所示，首先由FSU200接收一个来自于BS，BSC750的呼叫(线751)。其次，建立一个链接信道(线752)。BS，BS750向200报告关于周围基站的信息(线753)。FSU 200以一个ACK命令响应(线754)。呼叫结束被处理(线755)。建立链接信道(线756)。FSU200通过向BS，BSC750发送一个消息来启动定位登记，该消息指示终端是一个FSU和用于定位登记的原因(线757)。FSU200发送一个关于定位登记区域的消息，该消息包括关于周围基站的信息(线758)。BS，BSC750响应确认该定位登记消息并且包括原始基站和备份基站信息(线759)。
根据来自于FSU的关于周围基站的信息，基站控制器向FSU发送一个消息以改变该FSU所分配到的基站。基站控制器的控制部件分配FSU被试图分配到的基站。一个属于FSU控制部件的信号接收功能接收关于将被试图分配到的基站的信息。
图9表示根据本发明的实施例的定期的定位登记的顺序图。如图9所示，首先，时限到了(线902)。建立一个链接信道(信道分配，在该信道建立同步，等等)(线903)。这发生在FSU200和BS，BSC901之间。FSU200发送一个请求定位登记的消息，指示终端是一个FSU和用于登记定位的原因(线904)。FSU向BS，BSC901提供关于周围基站的信息(线905)。BS，BSC901以FSU将被试图分配到的基站的消息来响应，其中包括原始的基站和备份基站(块906)。
图10表示根据本发明的实施例的在通话转接结束后返回到原始基站的顺序图。发送至FSU的消息指示FSU将试图被分配至另一基站，并且该消息以一种非振铃(非告警)控制方式进行发送。FSU的控制部件接收关于改变基站的信息和该非振铃控制信息。在当前通信终止采用不同于原始基站的一个基站后，FSU试图被分配至原始基站。首先，FSU200检测摘机条件(线1003)。向原始基站BS1001发送一个消息以建立链接信道(线1004)。原始基站拒绝提供链接信道并向FSU200发送这样一个消息(线1005)。然后，FSU200发送一个消息请求建立链接信道链接到不同于原始基站的其它基站BS21002(线1006)。该基站1002以提供链接信道的消息来响应(线1007)。则在其它基站和FSU之间启动一个发送顺序(线1008)。这个发送顺序执行业务信道的转接。其次，在FSU200和其它基站BS21002之间进行通话。最后，通话结束被处理(线1010)。根据原始基站的搜索功能，FSU在通话结束后搜索原始基站。如果FSU已接收到原始基站的控制信道信号，则它将处于一个等待原始基站的状态，在接收到一个来话呼叫或者进行去话呼叫时准备与原始基站通信。
图11表示根据本发明的实施例，在通话转接结束后返回到原始基站的顺序图。FSU继续试着被分配到原始基站。这是在FSU的控制单元中执行的。一旦与其它基站的通信结束，FSU就被试图分配到原始基站。如果FSU不可能被分配到原始基站，FSU则将自己暂时分配到另一基站并且与那个基站处于等待状态。如图11所示，FSU每隔一段时间就重复开始试着被分配到原始基站。一旦FSU分配至原始基站，就与原始基站处于等待状态。
如图11所示，首先，FSU200检测摘机状态(线1101)。FSU200向第一BS11102发送一个用于链接信道的请求(线1104)。第一基站拒绝向FSU200提供该链接信道并向FSU200发送一个消息来指示(线1105)。其次，FSU200发送一个消息请求来自于其它基站BS21003的链接信道(线1106)。其它基站BS21103以向FSU200提供该链接信道的一个消息来响应(线1107)。再次，启动发送顺序执行业务信道的转接(线1108)。在FSU200和BS21103之间进行通话(线1109)。最后，通话结束并且这是在FSU200和BS21103之间处理的(线1110)。接下来，根据原始基站的搜索功能，FSU在通话结束后搜索原始基站。如果FSU成功地被分配至原始基站，则它将与原始基站进入一个等待状态(方块1112)。否则，如果没有接收到来自于原始基站的指示FSU可以被分配到原始基站的一个控制信道信号，则FSU搜索其它基站并且当一个基站被找到时进入等待状态，等待来话呼叫或去话呼叫(方块1113)。在FSU已被分配至另一基站并且保持了一定时间的等待状态后，它试图再一次被分配至原始基站。如果接收到来自于原始基站的允许FSU被分配至该基站的一个控制信道信号，则FSU将与该原始基站处于等待状态(块1114)。
图12表示在通话转接结束后返回到原始基站的顺序图。FSU200检测摘机状态(线1200)。发送到原始基站BS11201的一个消息请求链接信道(线1203)。原始基站拒绝提供该链接信道(线1204)。作为响应FSU200向另一基站BS21202发送一个消息请求一个链接信道(线1205)。其它基站BS21202向FSU200发送一个消息提供链接信道(线1207)。在FSU200和BS21202之间启动一个发送顺序(线1208)。在基站和FSU200之间开始一个通话(线1209)。最后，通话结束并且这是在基站和FSU之间处理的(线1210)。
根据原始基站的搜索功能，FSU在通话结束后试着被分配至原始基站。如果允许FSU被分配至原始基站，则FSU被分配并且进入一个等待状态(方块1212)。如果不允许FSU被分配至原始基站，则FSU搜索其它的基站并与该其它基站进入等待状态(线1213)。一段时间后，FSU再次试图被分配至原始基站。如果接收到原始基站的控制信道信号允许该FSU被分配至原始基站，则FSU与该原始基站进入一个等待状态(方块1214)。一段时间之后，FSU已经多次试图被分配到原始基站。如果仍然没有接收到指示FSU可以被分配至原始基站的控制信道信号，则FSU启动一个通知功能，通知不能被分配到原始基站并且向上级站，如基站控制器，报告这个消息(方块1215)。接下来，返回到块1213。
图13表示根据本发明的实施例的搜索另一无线基站的顺序图。首先在FSU200和BS，BSC1301之间进行通话(线1302)。然后，接收来自于BS，BSC1301的关于通话结束的消息(线1303)。接收来自于BS，BSC1301的一个消息指示哪个基站将被FSU200搜索(方块1304)。如果FSU不能被分配到该指示的基站，则FSU向其上级站报告这一情况(线1305)。最后在FSU200和BS，BSC1301之间交换一个控制信道(线1306)。控制信道在这些设备之间被转接(线1307)。FSU200以不能被分配到的基站的消息进行响应(方块1308)。
上述内容说明和描述了本发明的不同实施例。本发明不受所公开的这些具体形式的限制。