多用途无线通信系统 本发明涉及一种使用无线技术的多用途通信系统。
通常都知道无线技术应用灵活，特别是短距离无线或无绳技术应用灵活，例如能够在电话装置以及连到有线电话网的基站之间管理无线链路。
然而，这些技术只在使用插座的用户设备上实现，所述插座位于用户的公寓或房间中并连接至多个用户所共用的线路分组单元，又被依次连接到网络的中央交换机。
在建筑物或住宅区域中终端布线的安装通常是很昂贵的，其不可避免地与安装成本、时间有关，并缺乏灵活性，因为实际上沿路安装一条用户线到该用户家里只能够证明是耐用的，为了支付涉及至用户家里沿途建立所有线路的各种费用，意味着相当长期的预订和用于到网络连接的费用。
这些实践中的限制和相应的成本在某些国家里减缓了电话的发展，特别是在发展中国家，其中潜在的用户资源受限制并且在环境复杂的地方铺设线路是很困难的。所有这些限制都导致阻碍了专用电话巨大数量优势的普及。
另外，由于其灵活性的缺乏，有线电信网络不适用于在那些用户希望具有只用于有限持续时间(例如只用于几个小时或几天)的线路的地方，或者那些用户准备在几个不同地区间旅行的地方。例如，GSM类型的无线电话的使用真正地构成了适用于这种情况地解决办法，然而其需要相对昂贵的装置，而且要求用户处于无线电话网络所覆盖的区域，而这远不适合大国家的广大乡村孤立区域的情况，这些国家中只有城市内的区域是在网络覆盖下的。
本发明的一个目的是通过提出一种通信系统以减轻有线网络的那些多种限制，该通信系统能够使用户简单和快速地(由此以低成本)连接到电话网络，而且这是非常灵活的。
如下所述，本发明的系统不仅提供电话连接的服务，而且还实现许多其他应用，如：本地对讲机，语音和数据服务器(例如发送由随身听传来的音乐)，如医学成像的专业应用中的图像服务器，多媒体游戏服务器等等。
为此，本发明提供的系统包括、结合：
多个插座的终端，所述终端连接到多条电信线路，并且包括用于和所述多条线路连接的装置，多个专用插座以及适合将所述多个插座选择性地耦合到所述多条线路的配电器装置；
至少一个专用连接模块，适用于可分离地安装在所述插座中的一个之上，其中包括用于和终端的所述配电器装置相连接的接口装置、无线收发机装置以及用于控制该接口装置和该收发机装置的控制装置，其适用于将从该终端的配电器装置和从某条线路中传送来的信号转换为用于发送的无线信号，以及用于将所接收的无线信号转换为被传送至终端的配电器装置的信号，用于应用于相同线路；和
对于每个专用连接模块，至少一个独立的远程站包括：无线收发机装置，用于和与所述远程站相关的专用连接模块建立双向呼叫；以及和转换器相连接的接口装置，用于提取和/或播放音频、视频、和/或数字数据信号。
当线路的数量少于插座数量时，在用户的线路上到来的呼叫的情况下、或者相反地，为来自用户的呼叫选择可用线路的情况下，终端包括用于选择分配到给定用户的模块的多路复用装置。
按照多个有利的辅助特征：
终端还包括与模块的收发机装置协同工作的中继收发机装置，以便接收由所述模块发出的无线信号，并且在放大后将它们重发到远程站；
终端的接口装置包括用于和一个或多个PSTN、VSAT、ADSL、无线电站、本地有线环路或无线电话网络类型的网络相连接的装置；以及
终端还包括电源装置，以及所述插座包括向专用模块供电和/或给专用模块中的专用电源再充电的端子。
在第一个实施例中，每个远程站被静态地分配并一一对应于给定的模块。
在第二个实施例中，远程站的数量大于模块的数量，每个远程站都以动态和可变的方式被分配给给定的模块。这些模块可以包括用于接收由远程站发送的对连接请求的装置，用于向终端控制装置发送访问认证和线路分配请求的装置，用于从终端接收同无线信道标识符一起的认证访问和连接到网络线路的信号的装置，以及在以这种方式鉴别的信道上与所述远程站建立呼叫的装置。
进一步地，另外有利地，该模块可以包括用于和音频、视频、和/或数字数据信号资源耦合的装置、形成本地服务器的装置，它适用于独立控制所述信源之间的信号交换、以及到和/或来自与模块相关联的远程站的收发机装置。
本发明的实施例将参照下列附图来描述。
图1是示出构成本发明系统的各个元件的示意图。
图2是本发明系统的多插座终端的方框图。
图3是本发明系统的专用连接模块的方框图。
图4是本发明通信系统的远程站的方框图。
图5示出了图3中的专用连接模块的改进形式，其被配置成能够作为本地服务器操作。
如图1中所示，本发明的系统包括多插座的终端100(以下称为“终端”)，该终端包括连接到一束电信线路102(以下称为“线路”)的箱体，该电信线路可以是公共交换电话网络(PSTN)的常规线路，或实际上是VSAT型的卫星束，或者是光纤线路，或者甚至是无线网络(无线电话网络)的线路。
该终端具有一系列专用插座104(以下称为“插座”)，每个插座仅仅适用于容纳一个被插于其中的专用连接模块200(以下称为“模块”)。每个模块200专门分配给一个用户，例如一个特定房子或建筑物或一个住宅区域中的一个公寓。
可以提供线路102一样多的插座104，假设没有必要同时使用所有的插座，提供的插座104的数量比线路102的数量多是可能的，利用常规类型的多路复用技术就能够增加插座的数量。
每个模块200和无线接收机装置或者和一个或多个远程站或对多个用户有用的“装备”300进行通信。每个装备300包括用于产生电话呼叫的多种元件，至少特别有：耳机310，话筒312和键区314，它们与模块200进行双向无线通信(天线304)，其中该装备与模块200(天线206)相关联。
如所示，耳机和话筒部件可以是一个系统，该系统没有任何线将其连接至键区或该装备的内壳，但是该装备可以同样很好地表示常规电话装置的外观，常规电话装置是无绳的或者具有通过电线连接至具有键盘的壳体的听筒。
有了这种常规构造，在公寓或房间里就不需要有线电话；终端200可以是公用的、住宅的、私人的或公共的，这取决于其位置和用途。
插座和模块可以安装在只可由电信服务操作者访问的面板上。
在另一形式中，插座可以由临时安装其自身模块的用户直接访问，用户在建立一个呼叫所需的时间或几个小时的时间内安装。在这个结构中，用户模块可以通过用户连接到任何终端的任何插座，这样使得用户在家里、在工作中、或者从街上所安装的公共终端利用相同的设备在任何位置从用户自身的装备作出呼叫。
该通信系统的不同元件将参照附图2至5在下面进行描述。
图2是示出构成终端100的多个功能元件的方框图。
为了连接到线路102，提供了接口106、108、110、...、它们对于各类连接(PSTN、VSAT、ADSL等)是特定的，并且包括交换信息所需的各种通信协议。
另外，通过总线112提供了与插接到插座104的多个模块200的连接。
接口106、108、110和总线112被连接到一个执行多种必要功能的中央管理单元114，该多种必要功能例如是：
·对线路的多路复用/多路分解；
·为到达多个线路的到来呼叫而提取信号；以及
·通过模块200产生来自多个装备呼叫请求。
该管理单元由一个计算机116来控制，计算机116适合与本地数据库118协同工作，将已插接到终端的插座中的模块200的多个用户所涉及的信息储存在存储器中，特别是为管理线路访问控制，和例如特别是给用户发信号、管理呼叫记帐等多种功能的目的。
终端100可以任选地具有可作为本地英特网服务器的存储器，多个模块可适应于在与各个远程站相关的设备上传送服务器内容。
终端可以具有一根中继天线120，它能够使模块和装备之间的传输范围增加，从安装在终端中的模块的天线向远程装备转发数据，反之亦然。
最后，该终端包括自身的电源系统(太阳能电池、电池等)，除了给它们自已提供专用电源之外也便于对多个模块200充电；将一个模块插接到一个插座中从而能够将其和一个电源耦合。
图3中示意地示出了专用连接模块的一般结构。
每个安装在终端的插座104上的模块200具有和该终端的一个接口202，和天线206合作的无线收发机装置204，以及由一个微型计算机210控制的中央管理单元208。如上所述，电源212可以方便地通过终端传送。
图4中示意地示出了远程站300。它包括一个连接到天线304的无线收发机部件302，和一个由微型计算机308控制的管理中央单元306。
如耳机310、话筒312和键区314这样的多个转换器通过导线连接而连接到微型计算机308，或者方便地通过使用如蓝牙、DECT等技术的无线连接而连接到微型计算机308。该远程站还具有电源316，例如可充电电池。
远程站300可以有利地是一种免提装备，其中的耳机310、话筒312和键区314是物理上独立的元件，每个具有用于和专用连接模块200通信的其自身的收发器装置。最好的是，耳机以头戴耳机的方式实现，这样就能够在即插即用模式中(即，实时地，不用再次初始化设备)将它插入：i)没有无线装置的第二个耳机(一个仅用于提高收听舒适性的转换器)；和/或ii)话筒312，位于头戴耳机外延的壳中，延伸到用户嘴巴附近。键区能够集成在以笔、手表为形式的物体中。另外，在所述物体中最好提供一插座，可以在即插即用模式中插入话筒312。用户因此就能够或放置话筒到头戴耳机或者到具有键区(例如放置在胸部口袋里的笔)的物体中；应当注意这样的情况，酌情地，就其功能性话筒不需要独立，并且可以仅仅是一个使用耳机310或键区314的收发机装置的转换器。
通常地，装备包括用户的标识号，其可以包括在微型计算机的存储器中，或者另外写在一个和GSM无线电话的SIM卡类型相同的分开的智能卡里，或者实际上在当建立连接时形式为用户键入的编码。
在第一个实施例中，物理信道(频率，编码，……)被静态地分配给每个模块200和与之相关的每个装备300。中央管理单元208本质上用于检测进入或输出的呼叫以及在接口202和无线部件204之间传递信息，这使得有可能具有相对简单的模块。
然而，该解决方法表现了要求和电话线路预定一样多的模块的缺点，即使所有用户同时进行呼叫的可能性实际上是零。
这样，在第二个实施例中，通过与潜在的用户数量相比减少模块的数量而优化该终端是可能的。这样信道以动态和可变的方式被分配，而模块没有以固定方式被分配给任意一个给定的用户。
为此，中央管理单元208因此执行多个附加功能，其次序就按照用户建立连接的请求次序：
·呼叫装备在预留的无线信道上发送普通的连接请求，该请求包括用户的标识号；
·该请求被终端上所有不活动的模块(即：不在呼叫中的模块)接收到；
·接收到呼叫的模块把该呼叫转发至终端的中央管理单元114；
·终端检查自己的数据库以在授权用户的列表中找到该标识号，然后它把授权发送到模块中的一个从而把用户连接至电话网络；该授权伴随着一参数，该参数给出要被使用的无线信道的数目；
·以这种方式选择的模块在预留的信道上向所述装备发送涉及授权的信息以及信号号(或者它发送一个拒绝建立呼叫的信号)。
检查用户标识号的功能可以在多个相同类型的终端上扩展，而所有的用户同意访问该终端从而建立在终端之间共用的呼叫；因此，根据用户的瞬时地理位置，用户能够同等地使用几个终端中的任何一个，因此能够扩展覆盖区域。
由于用户具有两个模块，模块可以任选地管理呼叫传送功能，一个模块(“静态的模块”)连接到一个插座用于用户常用电话号码；用户然后用设法重定向呼叫的号码对所述静态模块的存储器编程，直接地或者远程地。用户具有第二模块(“移动模块”)，使得能够将其插入到远离家的任何其他插座中。如果缺席的用户接收到用户常用号码的呼叫，那么静态的模块就负责在本地或国际网络上检索，从而了解该移动模块是否连接到另一个插座。如果是的话，呼叫被传送到移动模块所连接的终端，从而使得装备响铃并且不论用户在哪里都能接收到呼叫。有利地，当移动模块没有连接到任何地方时，静态模块就将该呼叫重定向无线电话号码。这种漫游原理可能由每个模块都具有一个标识码的情况所确定，该标识码例如是被写在与GSM无线电话中的SIM卡类型相同的智能卡的存储器中。不论是在本地网络上或者是在国际网络上，在漫游操作中要查找该标识码。
一旦移动模块连接到网络，它也能被自动编程以作出到静态模块的直接连接，以便简化和方便漫游过程。
除上面所描述的电话功能之外，每一个模块200可以以独立的方式作为音频、视频、或其他数据的本地服务器的通用适配器来使用。
图5中示出了模块200的结构。
除了上述元件之外，模块还包括一个或多个接口218，其使得可以通过插座216与不同设备建立连接成为可能，这些设备例如是随身听、摄像机、医学探测器(检眼镜、检耳镜、听诊器、回声器或多普勒探测器、心电图检波器)，等等。
这些不同设备发出数字或数字化的信号，这些信号经模块200的无线部件204发送到远程装备300，例如音频源的装备的耳机、用于再现图像的装备的视频屏幕等。在连接到模块的随身听的示例中，模块从随身听把音频信号广播到远程装备。这样，具有初级导线耳机的随身听通过模块和远程装备而转换成无线随身听。装备有利地可以包括用于控制信号或数据源的无线功能，使得用户能够对来自设备的这种信号的发送和广播进行完全控制。
为了实现如地理定位或下载数据这样不同的功能，模块200还可以包括如大规模存储器220、GSM接口222、GPS定位电路224等这样的元件。
如果用户同时地将随身听和GSM无线电话连接到该模块，那么用户就能够从所连接的随身听上收听音乐并且通过GSM无线电话接收电话呼叫；在呼叫到达或者被启动时，模块缺省地给电话呼叫优先权。这样它就作为GSM呼叫比其他功能优先的音频和数据信号服务器。该优先权可以通过适当地编程模块自然地修改。该扩展对于任何其他音频和/或数据信号源也有效。
这种模块结构也能够提供其它本地功能，例如在各自具有连接到模块信道的装备的多个用户之间的内部对讲机功能，或者实际上作为来自装备的音频或数据信号的记录器(“录音机”功能)，或者相反地，作为在用户没有响应时由呼叫者留下的音频或数字消息的记录器(“应答机”功能)。
最后，强调一下该模块不但可以便于连接到上述类型的终端的插座上，而且可以便于连接到任何其他电话插座上，例如通过合适的适配器装置而连接到墙壁插座上。