专利名称：扩展移动电话网及其投币电话的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动无线电话网。它还涉及传统上连接到公用交换电话网的公众场合的电话设备，这样的设备也被称作公用电话或投币电话。
背景技术：
当前的无线电话网，无论什么类型(GSM、CDMA、TDMA、AMPS、D-AMPS、或PCS)原来都被设计为保证用户间的无线通信，并且尤其被开发以传输语音。
现在，这些网络，尤其是对于访问因特网的全球网，受到必须满足用户的增长数量以及还要传输不断增加的高速信息量的双重约束。因此，GSM移动无线电话不超过9.6k比特/秒的速度，而经计算机和调制解调器交换的电话的公用网络的连接速度可以达到56.6k比特/秒。
为了符合这些需求，由移动无线电话运营商当前研制的解决方案提高了网络密度，和尤其是其无线子系统的网络密度两者，所述无线子系统的网络密度经由基站和控制器构成的中继保证给定区域的地理覆盖范围；所述解决方案还调整了用于提高尤其关于信息速率的性能的技术。
然而，这种在移动无线电话网的密度和性能方面的提高需要在技术上和基础设施上大量投资。
例如，安装一个新的基站意味着购买或租用一个合适的场所、实际安装基站、并且将其连接到网络，尤其是连接到其相关控制器。
关于现在研制的用于提高移动无线电话网性能的新技术，应该提到GPRS(通用分组无线业务的英文缩写)，该技术通过将数据分组为数据包以允许达到144k比特/秒的理论速率，所述分组代替将数据切碎并且以新比特的切片进行发送的方法；如果改变无线电波调制，EGPRS(增强通用分组无线业务)可以达到384k比特/秒；并且，尤其是UMTS(通用移动电信系统)允许达到2Mbps。这些新技术，尤其是最后一个，UMTS，不但需要频带展开(以2G代替现在的900或1800)，而且需要编码算法、电话终端、天线和各种中继。实施这些新技术因此会迫使运营商完全改变当前网络。
发明内容
因此，本发明的目的在于，利用公用交换电话网，尤其是连接到它的投币电话，提高关于发射信息的利用率和速率的移动电话网的性能，而不会带来大量额外成本。
因此，本发明涉及移动无线电话网。根据本发明，此网络的特征在于其包括无线子系统和管理及路由子系统；无线子系统，具有基站的至少第一建网(meshing)和第二建网以及它们相关的基站控制器；第一建网基站经特殊装置与它们的相关基站控制器直接通信；第二建网基站经公用交换电话网与相关基站控制器通信。
根据本发明的主题，移动无线电话网的另一方面，第二建网中的基站被放置在接近或非常接近连接到公用交换电话网的装置的网络的位置，以利用现有基础设施并限制了安装成本。
根据本发明的移动无线电话网主题的另一方面，这些装置是其数量和地理分布特别适于发展移动无线电话网的投币电话。
根据本发明的移动无线电话网主题的另一方面，与第二建网中的基站相关的控制器经公用交换电话网与管理及路由系统通信。
根据本发明的移动无线电话网主题的另一方面，与第二建网中的基站相关的控制器通过高速调制解调器与公用交换电话网连接。
根据本发明的移动无线电话网主题的另一方面，第二建网中的基站与很多通信接口合作，这些接口允许不同的移动台访问公用交换电话网。这样允许将新业务提供给移动无线电话网用户，而不用使用必要地新通信技术。
本发明还涉及具有与公用交换电话网连接的终端的类型的投币电话。
根据本发明的投币电话的特征在于，它还包括移动无线电话网的基站，这种基站经公用交换电话网连接到移动无线电话网的其余部分(rest)。
根据本发明的投币电话主题的另一方面，基站通过高速调制解调器与公用交换电话网连接。
根据本发明的投币电话主题的另一方面，基站与很多通信接口合作，这些接口允许不同的移动台访问公用交换电话网。
通过参照附图示出作为不限于例子的本发明实施例，结合以下给出的本发明实施例的不同模式的描述，将会更好地理解本发明的各目的、方面和优点，其中图1是现在公知的移动电话系统的原理图；图2是类似于图1的示图，示出了本发明的扩展移动电话网主题的例子；图3是与根据本发明实施例特定模式的扩展移动电话网结合的基站的功能的结构图。
具体实施例方式
现在公知移动电话网PLMN(公用陆地移动网的英文缩写)的基本结构，并且如图1的概要图所示。
这种结构，例如不但是GSM网络中的结构，而且是CDMA、TDMA、AMPS、D-AMPS或PCS网络的结构，能够形成移动电话间和移动电话与公用交换电话网PSTN的固定站之间的数字通信。
移动技术PLMN的此标准结构包括PT移动无线电话(移动台)、BSS无线子系统(基站系统)、和管理及路由子系统NSS(网络和交换子系统)。
BSSZ无线子系统是保证给定地理区域覆盖的设备。此BSS无线子系统利用基站控制器保证控制功能，并保证由BTS基站(基地收发器台站(BaseTransceiver Station))辅助的无线发射功能。每一BTS基站覆盖被称作小区的地域。此小区利用名为无线电接口的接口管理具有PT移动电话的链路。BTS基站经清洁站(clean site)中的电缆或通过无线，直接连接到BSC基站控制器。被称作阿贝斯(Abis)接口的接口定义BTS基站和其BSC基站控制器之间的通信。还利用名为接口A的接口通过清洁站中的电缆或通过无线电进行BSC基站控制器和管理及路由NSS子系统之间的通信。
NSS管理和路由子系统主要包括一组以下名为MSC、HLR和VLR的组件。MSC组件(移动业务交换中心)是用于移动无线电业务的交换中心，该交换中心负责从PT移动电话路由通信，并且路由到PT移动电话的通信以及到PSTN公用交换电话网的通信。每一MSC组件经接口A连接到一组BSC基站控制器以及连接到网络中其它MSC组件。每一MSC组件还连接到HLR和VLR组件。HLR组件是其中记录用户参数的数据库；它们还包括一些用于每一PT电话的使其定位、并永久更新的信息。最后，VLR组件是其中记录呼叫区域中的移动PT电话的最佳位置的数据库。
PLMN移动电话网结构因此是小区结构，通过对具有由基站服务的每一小区的区域建网获得其容量。
如果参照图2，示出根据本发明的扩展移动电话网XPLMN(扩展公用陆地网)。此网络包括移动台MS、扩展无线子系统KBSS和管理及路由子系统ENSS。
MS移动台表示由经由XPLMN网络覆盖的地理区域移动的用户使用的物理设备。这种移动台可以是移动无线电话终端或笔记本计算机或经红外链路通信的个人计算机、通过利用蓝牙技术的电话呼叫接收付费的VT售货机(dispensing machine)(销售终端)、能够经红外链路下载音乐程序的MP3格式的音频阅读器、等等。
扩展无线子系统XBSS包括两个设备或基站的建网。
示出的第一建网EBSS包括十分类似于在图1中示出的BSS无线子系统中使用的那些的基站网络BTS。分布这些基站BTS以便保证匹配网络的整个地理区域的覆盖。对于此第一建网，BTS基站一般经Abis接口与它们的相关基站控制器BSC连接，BSC基站控制器经接口A依次连接到管理及路由ENSS子系统。
此第一建网因此可以更好地包括现有移动无线电话网的无线子系统。
第二建网PBSS包括XBTS基站。根据十分类似于第一建网中的EBSS基站技术，设计基站XBTS。根据对本发明有特别意义的实施例的模式，将这些XBTS基站与也被称作电话亭的PP公用电话(投币电话)安置在一起。
公用电话是典型的PSTN公用交换电话网中的终端，用户可以临时使用该终端以与被叫用户通信，应该理解所述用户必须履行关于通信付费的许多义务。
XBTS基站的物理安装可以以几种方式进行。它们直接与投币电话终端结合，其中终端被特别设计为允许这种结合，或者将它们放置在这些电话亭之外。根据本发明中的要点之一，主要的事情是每一XBTS基站经PSTN公用交换电话网连接到相应的XBTS基站控制器。
XBTS基站和XBSC基站控制器之间的接口是Abis型，并且通过经HDSL、DSL型的高速调制解调器(未示出)的PSTN网络保证链路，其中链路具有留给投币电话用的频带0-4kHz。
XBSC基站控制器与用于ENSS管理及路由子系统的移动无线电业务的MSC交换中心连接，该连接通过HDSL、DSL等未示出的高速调制解调器直接经典型的接口A或经PSTN公用交换电话网。
通过此双基站建网，BTS和XBTS，移动台用户可以利用高容量网络，并且可以对业务有大的选择。这是因为尤其当遇到在高密度移动电话网中打电话的性能的问题时，他还可以当接近XBTS基站时通过附加业务得到益处，如图3所详示。
利用投币电话容纳XBTS站显示了很多优点，尤其是用户，特别是关心附加业务的使用的用户，可以较容易地定位XBTS站的位置。它还使安装和与PSTN网的连接更容易。当投币电话的密度特别好地匹配人口密度和它的移动或利益的中心时，这导致符合用户需要的特别合适的大小，因此，可以预见网络饱和的风险很低。另外，通过将XBTS子站与投币电话结合，由于关于投币电话的基础设施已经存在，那么保证XBSS子系统以相对低的成本移动是可能的。最后，通过利用提供低成本业务的PSTN网络，降低XPLMN扩展移动无线电话网的成本是可能的。
当然，这些XBTS基站可以位于投币电话以外的其它地方，仅有一个约束，就是需要将XBTS站与PSTN网络连接。例如可以将XBTS站与钞票自动售货机安装在一起，其中自动售货机也与PSTN网络连接，并且也容易被用户找到。
见图3，其中示意性地示出通过使用连接到PSTN网络的XBTS基站提供给用户的新功能。
在图3中示出的例子中，XBTS基站与PP投币电话结合。基站经高速调制解调器与PSTN网络连接，例如利用分配因特网和电话间的频率的ADSL技术(非对称数字用户线)。当然，为了提高通带和速率，也可以使用其它高速调制解调器技术，诸如ISDN、DSL等。
根据实施例的此例，为了通过诸如GSM、CDMA、TDMA、AMPS等大范围无线电话通信协议运行，以便通过不同移动无线电话网使用，尤其利用一组接口调整XBTS基站。当然，仅根据网络使用的一种通信协议，例如GSM，也可以配置XBTS基站以运行。
再根据示出的实施例的模式，配置XBTS基站以接受比利用DECT、蓝牙或红外协议的范围小的范围的通信。当然，此配置也不限制本发明。
PP投币电话可以很合适地提供整个业务范围。
当然，覆盖的第一业务是保持不变的典型地投币电话业务。然后，是用于XPLMN网络的移动电话的基站业务，即使当用户数量大时，如网络小区的大小减小得很严重时，此业务也可以改善网络小区建网，并且因此提供更好的容量以处理呼入和呼出。
另一可能的业务是，利用音频阅读器MP3，经红外链路下载，经投币电话从因特网以MP3格式记录。
然而，简单地安装允许移动电话所有者经一个简单的呼叫购买包含在机器中的产品的VT自动售货机(贩卖机)是可能的。VT机器随后把要被记入借方的金额利用蓝牙链路经投币电话通知其服务器。如此VT机器不需要与PSTN网络的固定链路，可以在PP投币电话周围容易地安装和移动它。
如果它们不是通过将被安装的高成本的电缆，而是经PP投币电话通过CDMA或其它链路传输，也可以在投币电话的邻域使用WLLPP公用无线电话(Wireless Local Loop Public Phone)。
使用此PP投币电话以保证适于本地无线电话设施的FLTS(固定线路电话业务)建筑与PSTN公用交换电话网之间的通信也是可能的。那么由PP投币电话通过WAN(广域网)利用PCS链路保证此无线电话设施和PSTN网络之间的连接。
因此可以看到，因为经PSTN网络使用了已有场所，并且经PSTN网络构造了这些基站和网络组件的其余部分之间的链路，所以通过使移动无线电话网的基站与PSTN网络的投币电话关联，大大提高了网络密度，并且也提高了具有涉及基础设施的相当低额外成本的移动无线电话网的质量。而且以特别显著的方式，在很需要XPLMN网络的地方提高网络密度，即，在有大量建筑的区域或诸如访问量大的火车站，因为这些地方适于安装大量投币电话。而且，利用PSTN网络连接XBTS基站与XBSC控制器使这些控制器更好管理和更容易安装。
最后，提供根据很多通信协议通信的可能性和容许直接访问PSTN网络的很多可能性，如图3中已经示出的。
当然，所描述的功能仅仅是例子，并不限制可以通过本发明实施的可能性。
权利要求
1.一种移动无线电话网(XPLMN)，其特征在于包括无线子系统(XBSS)和管理及路由于系统(ENSS)；所述无线子系统(XBSS)包括基站(BTS)的至少第一建网(meshing)(EBSS)和基站(XBTS)的第二建网(PBSS)以及它们相关的基站控制器(BSC、XBSC)；所述第一建网(EBSS)的基站(BTS)经特殊装置直接与它们的相关基站控制器(BSC)通信；所述第二建网(PBSS)的基站(XBTS)经公用交换电话网(PSTN)与相关基站控制器(XBSC)通信。
2.根据权利要求1的移动无线电话网，其特征在于，所述第二建网(PBSS)的所述基站(XBTS)位于或紧邻着连接到公用交换电话网(PSTN)设施的网络中。
3.根据权利要求2的移动无线电话网，其特征在于，所述设施是投币电话。
4.根据权利要求1到3中任一个的移动无线电话网，其特征在于，所述第二建网(PBSS)的所述基站(XBTS)经高速调制解调器连接到公用交换电话网(PSTN)。
5.根据权利要求1到3中任一个的移动无线电话网，其特征在于，与所述第二建网(PBSS)的所述基站(XBTS)相关的所述控制器(XBSC)经公用交换电话网(PSTN)与所述管理及路由子系统(ENSS)通信。
6.根据权利要求5的移动无线电话网，其特征在于，与所述第二建网(PBSS)的所述基站(XBTS)相关的所述控制器(XBSC)经高速调制解调器与公用交换电话网(PSTN)连接。
7.根据权利要求1的移动无线电话网，其特征在于，所述第二建网(PBSS)的所述基站(XBTS)与很多通信接口合作，其中这些通信接口允许不同的移动台(MS)访问公用交换电话网(PSTN)。
8.一种包括连接到公用交换电话网(PSTN)的终端的投币电话，其特征在于，它还包括移动无线电话网(XPLMN)的基站(XBTS)，所述基站(XBTS)经所述公用交换电话网(PSTN)连接到移动无线电话网(XPLMN)的其余部分。
9.根据权利要求8的投币电话，其特征在于，所述基站(XBTS)经高速调制解调器连接到公用交换电话网(PSTN)。
10.根据权利要求8或9之一的投币电话，其特征在于，所述基站(XBTS)与很多通信接口合作，其中这些通信接口允许不同的移动台(MS)访问公用交换电话网(PSTN)。
全文摘要
本发明涉及移动无线电话网(XPLMN)，其特征在于它包括(a)无线子系统(XBBS)和管理及路由子系统(ENSS)；(b)所述无线子系统(XBBS)至少包括基站(BTS)链路和第二基站(XBTS)链路以及基站控制器(BSC、XBSC)的链路；(c)第一链路的基站(XBTS)经特殊装置直接与它们的相关基站控制器(BSC)通信；(d)所述第二链路的基站(XBTS)经公用交换电话网(PSTN)与相关基站控制器(XBSC)通信。
文档编号H04M3/00GK1428059SQ0180910
公开日2003年7月2日 申请日期2001年3月19日 优先权日2000年3月28日
发明者西蒙·巴拉卡特, 让－保罗·门古斯, 凯姆比茨·萨芬亚 申请人:施蓝姆伯格系统公司