具有延伸网孔的网孔型电话系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN92104656.1

申请日:

1992.06.15

公开号:

CN1080443A

公开日:

1994.01.05

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开

IPC分类号:

H04B7/24

主分类号:

H04B7/24

申请人:

阿尔卡特尔电信公司;

发明人:

莱昂哈德·科罗瓦兹克

地址:

巴西圣保罗

优先权:

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利代理部

代理人:

邹光新

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内容摘要

提供特别设计用于农村地区的一种具有延伸网孔的网孔型电话系统,包括接到全国电话网(RNT)并与几个网孔通信的一个变换与控制单元(CCC),每个网孔装备一个接收和再发送基地无线站(ERB),包括一个塔和一个天线阵列,所述的塔最好是大尺寸的并且建筑在一个升高的地点以及具有高功率天线,以便覆盖大的区域,和多个固定端站(ETF),每个所述的固定端站(ETF)装备有连接到一个收发信机以完成一个用户终端的高功率检测定向天线。

权利要求书

1: 特别设计用于农村地区的一种具有延伸网孔的网孔型电话系统,其特征在于包括: 一个变换与控制单元,接到全国电话网并与几个网孔进行通信; 在每个网孔中的一个接收与再发送基地无线站,所述的基地无线站包括一个塔和一个天线阵列,所述的塔最好是大尺寸的和建筑在一个升高的地点,并且具有高功率天线,以便复盖大的区域;以及 多个固定端站,分布在每个所述的基地无线站范围内,每个固定端站装备有连接到固定端站的高功率检测天线,它被引向基地无线站。
2: 根据权利要求1的网孔型电话系统,其中每个基地无线站用四线模拟或数字信道连接到变换控制单元,它们之间的通信是通无无线频率,PCM波束或光纤进行的。
3: 根据权利要求1的网孔型电话系统,其中每个固定端站包括连接到定向天线的低功率收发信机,完成一个固定用户的终端。
4: 根据权利要求1的网孔型电话系统,其中基地无线站通过包含控制和音频信道的无线频率信道与固定端站通信。
5: 根据权利要求1的网孔型电话系统,其中该基地无线站与本地用户相互接口和/或本地用户与全国电话网的用户接口。
6: 根据权利要求1的网孔型电话系统,其中该基地无线站通过无线频率信道与固定端站通信,它使用标准协议发送和接收控制信道和音频信号。
7: 根据权利要求6的网孔型电话系统,其中该基地无线站和固定终站之间的通信是由工作在800MHz范围内的无线电系统的频率调制提供的。
8: 根据权利要求6的网孔型电话系统,其中每个基地无线站至少包括互连到全方向天线的两架。
9: 根据权利要求8的网孔型电话系统,其中所述的天线安装在适当的高度,足够用于复盖基地无线站周围约60Km半径的地区。
10: 根据权利要求1的网孔型电话系统,其中变换与控制单元包括一个主控制单元和一个开关单元,前者用于操作者与该系统接口,而后者用于呼叫的处理和呼叫的所有连接与切断过程。

说明书


一般地讲本发明涉及网孔型的电话系统,更具体地讲,涉及具有延伸网孔的网孔型电话系统,这种延伸的网孔特别适合在农村地区使用。

    一般地,提供农村地区有效的电话系统提出许多问题,其中的问题是:

    (1)由于人口的自然分散,人口密度低;

    (2)复盖的范围大,实现对新有的预期用服务的电缆电话网特别昂贵;

    (3)从地理分布看来,铺设和维护电话网的电缆是困难的。

    特别是由于存在这些困难,更趋向于使用无线电话向农村地区提供通信。

    典型地,例如目前正在使用的一种农村无线电话系统包括通过无线电话连接小的村庄或住宅区,和在给定地点将上述无线电话系统连接到全国通信网络。

    但是,这个解决方案除了不能照顾所有地预期用户外,还存在着严重的困境,主要涉及很小的村庄或住宅区需要的整个基础设施很昂贵,以及完全缺乏通信保密,因为如果任何人装备有合适的设备,他就可窃听给定的呼叫。

    为了解决上面讨论的所有问题并为农村地区提供有效的通信系统,建议使用网孔型电话系统。

    简单地说,网孔型电话系统是一个无线电话系统,在该系统中可用的频带被分为指定作为网孔的频率组,这些网孔以这样的方法在地理上分布,两个相邻网孔的频率组总是相互不同的,以便消除通信中的任何可能的干扰。

    类似地,在一个给定频率组中的频率只在网孔间的距离足以保证在一个网孔中这些频率之间再没有任何干扰和在另一个网孔使用相同的频率时才重复。

    由于每个网孔有一个给定频率组,所以能够执行或进行一定数目的同时的会话。但是,每个网孔复盖地区可能存在不同的话务负荷,网孔的大小可以根据上述话务负荷的变动而改变。换句话说,根据话务负荷,网孔的大小可以为半径约1和5Km(一和五公里)之间。

    虽然网孔的最小范围被目前可用技术限制在半径约1Km(一公里),因为小于这个极限可能出现在所用频率组中无法解决的干扰问题,网孔的最大范围取决于用户接收机检测能力,接收机的天线经常出现低功率检测。因此,在目前已知的网孔型电话系统中,网孔的平均范围为半径5至15Km(五至十五公里)范围内。

    典型地,通用的网孔型电话系统包括:

    (1)一个变换与控制单元(CCC),通过电缆接到全国电话网,和通过无线电波与几个网孔通信;

    (2)在每个网孔中一个接收与再发送基地无线站(ERB),包括一个塔和一个天线阵列;以及

    (3)多个移动终端站,装备有低功率检测天线,并且能够与前一段中的每个基地无线站建立无线频率通信。

    鉴于上述问题涉及话务负荷,网孔的大小和频率间的干扰,通用的网孔型电话系统在其基地无线站中使用代功率天线,该天线装配在相对低的塔上,最好建在不太升高的地点,以便尽可能地避免每组频率之间的任何干扰。

    因此,需要对农村地区提供一个有效的电话系统,这是本发明的目的之一。

    本发明的另一个目的是为农村地区提供这样一个有效的电话系统,它可为所有预期的用户服务。

    本发明另外一个目的是为农村地区提供这样一个有效的无线电话系统,它不存在上面讨论的有关安装费很高和电缆铺设与维护困难的问题。

    本发明还有一个目的是为农村地区提供这样一个电话系统,它不存在上面讨论的有关通用的农村无线电话的基础设施费用昂贵的问题。

    本发明的另一个目的是为农村地区提供这样一个电话系统,它不存在上面讨论的缺乏通信保密的问题。

    根据本发明,通过提供一个网孔型无线电话系统,特别用于农村地区,上述目的都达到了,其特征在于包括接到全国电话网并与几个网孔通信的一个变换与控制单元;在每个网孔中一个接收与再发送基地无线站,上述基地无线站包括一个塔和一个天线阵列,上述塔最好是一个大塔并建筑在一个升高的地点,并装备高塔天线,这了复盖大的区域;和分布在每个上述基地无线站可达到的范围内的多个固定端站,每个固定端站装备有连接该站的高功率检测定向天线,它被引向上述基地无线站。

    根据本发明,安装在升高地点的基地无线站天线的功率增加,固定端站的检测能力也增加,这时固定端站是耦合到被引向基地无线站的高功率检测定向天线,使得在平坦的地面每个网孔的范围可能增大到半径约60Km(六十公里),实际上增大到现有技术的网孔型无线电话系统中最大网孔半径的四倍。

    这样,通过转换现有技术的网孔型无线电话系统的基本原理,每个网孔的范围可以延伸到自然地理的边界而不出现两个相邻网孔的频率组之间的任何干扰问题。

    另外而且与通用的网孔型无线电话系统的情况相反,基地无线站天线功率的增加不包含任何干扰问题,因为除了在农村地区通常看到的话务负荷低之外,网孔的范围和分布消除了这类的问题。

    下面参见示于作为例子的附图中的非限制性的实施例更详细地叙述本发明,其中:

    图1表示集中配置的本发明的网孔型无线电话系统的示意图;和

    图2表示非集中配置的本发明的网孔型无线电话系统的示意图。

    现在更详细地参照附图,在图1和2中示出根据本发明的具有一个延伸的网孔的网孔型无线电话系统。该系统基本上包括一个变换与控制单元CCC,多个基地无线站ERB和多个固定终站ETF。

    变换与控制单元CCC是一个数字电子通信设备,它使用分布处理与存贮程序控制操作技术来控制基地无线站ERB和固定端站ETF,以便提供一个有效的通信系统。

    变换与控制单元CCC最好是技术发展水平中已知的类型,它能够变换话音和数据电路,并进行模拟-数字(A/D)和数字-模拟(D/A)变换,因此下面不再详细叙述。变换与控制单元CCC的目的是提供在根据本发明具有一个延伸的网孔的网孔型无线电话系统中的基地无线站和通过RNT电缆的全国电话网之间的接口。上述接口可以是本地的和话务相关的。

    这样,通过变换与控制单元CCC能够在固定端站ETF和全国的及国际范围的电话中心站之间提供自动的互连。

    变换与控制单元CCC基本上包括一个主控制单元CCP和一个变换单元CC。主控制单元CCP的功能是建立操作者与该系统之间的接口,为此目的给整个系统装备一个数据存储单元,通过供人-机通信的协义允许执行系统管理和维护功能。另一方面,变换单元CC的目的是控制呼叫处理,监视基地无线站ERB设备和执行在主控制单元CCP中的外围设备或在变换单元CC本身的本地终端接口开始的管理和维护功能。

    另外,变换单元CC负责所呼叫的连接和拆除过程,包括信令,监视,变换和无线频率信道的分配。

    确定单个网孔的基地无线站ERB通过四线模拟或数字信通连接到变换与控制单元CCC,网孔之间的通信通过无线频率,PCM波束或光纤,根据每个项目的技术要求进行。但是在这样的通信系统中,有话音和数据流用特定的数据链路发送和接收控制,监视和情报消息。

    每个基地无线站ERB的主要功能是与本地用户相互接口和/或本地用户与全国电话网RNT用户接口。

    为此目的,基地无线站ERB最好包括至少两架(rack),指定为无线频率和普通的架,它们接到装在恰当高度的两个全方向天线,它们可完全复盖基地无线站ERB周围平均半径60Km(六十公里),这样构成一个延伸的网孔。

    基地无线站ERB与固定端站ETF的通信是通过无线频率信道进行的,它使用发送和接收控制数据与话音信号的标准协议,这样的通信通过工作在800MHz范围内的无线系统中的频率调制进行的。换句话说,基地无线站ERB和给定的固定端站ETF之间的通信是通过控制与话音信号进行的。

    控制信号供给基地无线站ERB控制器和每个网孔的固定端站ETF之间的数据,其功能是:发送信息给固定端站并监视它们的寄存器,包括消息寄存器参数和发送到固定端站的频率;控制开始的和完成的呼叫;和确定接收呼叫的固定端站的可用性。

    话音信道提供固定端站ETF和变换单元CC之间的音频接口。虽然话音信道发送音频监视音TSA和信令音TS。

    话音信道是:提供音频链路和信号变换以支持呼叫;监视无线频率信号强度;监视固定端站用于设备接入用户;和在呼叫期间切断音频监视音TSA。

    固定端站ETF包括低功率收发信机,它耦合到被引向基地无线站的定向天线,还装备用户终端,它是固定的,对于本发明的网孔型电话系统特别有意义。

    根据本发明的具有延伸网孔的网孔型电话系统的工作将参见三种类型的呼叫叙述如下:一个呼叫从固定站ETF到全国电话网RNT;一个呼叫从全国电话网RTNN到固定端站ETF;和一个呼叫从一个固定站ETF到另一个固定站ETF。

    在从固定端站ETF到全国电话网RTN的呼叫中,当固定端站ETF用户开始呼叫时,基地无线站ERB通过控制信道接收和识别该请求,发送该请求与要求完成该呼叫的所有其它信息到变换单元CC,即:用户的电话号码,用户的顺序号和所拨的号码。

    然后变换单元CC选择一条该呼叫使用的空闲信道和向基地无线站ERB发信号去命令固定端站ETF使用所选的信道。另外,变换单元CC进行所拨号码的确认以保证该用户可以进行呼叫和确定要求的路由以及呼叫类型。

    通过数字变换建立连接,变换单元CCU完成固定端站ETF和基地无线站ERB与全国电话网RTN的话音链路。

    另一方法,为了提供低费用路由,根据图2所示的非集中化系统,该呼叫可以由变换单元CC从网孔型电话系统发送到另一个网孔型电话系统中的另一个变换单元CC到达全国电话网RTN。

    当该呼叫完成时,断开变换单元CC的任一方释放了该呼叫所用的全部资源。然后相应于上述呼叫的记录发送主控制单元CCP随后用于产生标称磁带和话务分析。

    当呼叫是从全国电话网RNT到固定端站ETF的,全国电话网RTN进入变换与控制单元CCC中的一条中继线,并且通过数字开关把相应的信息数字发送到固定端站ETF的用户。

    变换与控制单元CCC进行确认与数字翻译并命令相应所在地区的基地无线站ERB通过控制信道启动所选的固定端站ETF,以便使它能与全国电话网RTN连接。

    基地无线站ERB通过控制信道定位该固定端站ETF,当后者应答该呼叫时,变换单元CC被基地无线站ERB命令去选择该呼叫使用的空闲话音信道。通知固定端吖ETF关于由基地无线站ERB选择的信道的情况,当固定端站ETF已准备接收该呼叫时,变换单元CC连接相应的数字开关。

    这样命令基地无线站ERB通知该用户,而且固定端站ETF中的电话机开始振铃。当固定端站的用户应答呼叫时,全国电话网RTN中的话音链路已接通。

    还有,当呼叫完成时,断开变换单元CC的任一个释放该呼叫中所用的全部资源,并产生相应于上述呼叫的记录,这个记录被发送到主控制单元CCP在随后用于产生标称磁带和话务分析。

    当呼叫是从一个固定端站ETF到另一个固定端站时,当固定用户开始呼叫时,它如上所述被处理直到数字翻译步骤为止。这时,变换单元CC通过其数据存贮单元确定该呼叫是否被引向另一个固定端站ETF。

    如果这另一个固定端站ETF是由同一个变换单元CC服务的,则该呼叫以常规的方法处理。相反地,如果该用户用由另一个变换单元CC服务的,则空闲中继线被指定给该呼叫,然后作为一个固定端站ETF到一个固定端站ETF型的呼叫处理。

    被叫用户被定位,并通过应答该呼叫,指定一条话音信道以建立两站之间的话音链路。上述话音链路的建立是从相应于始发该呼叫的固定端站ETF开始到目标的固定端站ETF的基地无线站ERB中的变换单元CC。

    当呼叫完成时,断开变换单元CC的任一方释放该呼叫使用的全部资源,而且在始发的基地无线站ERB中产生相应于上述呼叫的记录,发送到主控制单元CCP随后用于产生标称磁带和话务分析。

    在这一系统中,呼叫可以通过固定端站ETF进行,在数据存贮单元中有空间可用于每个用户进行呼叫的记录。

    根据本发明具有延伸网孔的网孔型电话系统的一个重要特性是:通过网孔分扇区和/或分区,它的扩展的可能性。

    这样,通过一个预定的项目,可以构置初始复盖一个给定地区所要求的网孔,精确地确定网孔的位置和数目,以及被服务地区要求的基地无线站ERB。为了支持这种话务,给每个网孔分配信道组总是正比于最大的预期话务。

    但是,由于用户的数目,话务负荷和其他的因素包括地理因素,本发明具有延伸网孔的网孔型电话系统允许第二级中的每个网孔分扇区和分区。

    在前一种情况下,一个给定的网孔被分为扇区,然后这些扇区由变换与控制单元CCC作为新的网孔对待,而在后一种情况,被分区的网孔具有它的区域,该区域由发送功率的减小而减少,因此剩下的区域由一个新的网孔复盖,产生几个微网孔而不是一个宏网孔。

    本发明已叙述了,应该懂得,可以进行若干修改和变化,如果这些修改和变化不脱离如所附权利要求中确定的本发明的精神和范围。

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提供特别设计用于农村地区的一种具有延伸网孔的网孔型电话系统,包括接到全国电话网(RNT)并与几个网孔通信的一个变换与控制单元(CCC),每个网孔装备一个接收和再发送基地无线站(ERB),包括一个塔和一个天线阵列,所述的塔最好是大尺寸的并且建筑在一个升高的地点以及具有高功率天线,以便覆盖大的区域,和多个固定端站(ETF),每个所述的固定端站(ETF)装备有连接到一个收发信机以完成一个用户终端的高功率。

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