符号流虚拟无线电组织方法和设备的制作方法

专利名称：符号流虚拟无线电组织方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及提供虚拟通信协议、处理和过程，为移动蜂窝(MC) 移动中继无线电(MTR)、专用移动无线电(SMR)、增强型专用 移动无线电(ESMR) 、 IEEE802.11、 IEEE802.16、 Hiperlan2和其它无线网络拓朴实现完全虚拟的多信道通信平台而无需修改现有网元 或者操作过程。
背景技术：
为向网络运营商和无线客户提供的常规无线服务赋予许多增 强的电信技术如第2.5代、第3代(3G)和建议的第4代(4G), 要求大量无线和有线网络基础结构升级。这些升级成本很高并且没 有在全球规模充分地服务于无线用户的需要。本发明引入新颖技术， 该技术教导如何实施针对所选移动无线通信网络拓朴而设计的完全 可缩放的多应用特定宽带多模式无线电信平台，而无需引入新的网 元，比如无线电基站、基站控制器、新的交换拓朴升级等。另外， 在多数情况下，这些新的移动蜂窝技术要求附加的无线电频谱分配 等。如今存在实现移动电信大规模公共陆上移动系统的许多移动蜂 窝技术。然而，最盛行的移动蜂窝公共陆上移动网络是全球移动系 统(GSM) 。 GSM用800-850Mhz、 900Mhz、 1800Mhz和1900Mhz 进行操作。另外，无线局域网(WLAN)无线广域网(WWAN)网 状拓朴网络正在全球规模的布署方面贏得进展。本发明将第2代(2G)移动蜂窝网络与当前且规划的IEEE.802.11、 IEEE.802.16变 体如全球微波接入互操作性(WI-MAX)等无缝地结合。本发明将 它的独特遗传算法语言应用于2G移动蜂窝网络和无线局域网(WLAN)无线广域网(WWAN)网状拓朴以<更创建将在全球*见才莫 运营的非常安全、高效和低成本的网络拓朴。GSM网络包括定义为移动事务区域(MTA)和乡村用户区域(RSA)的超过690个第2代(2G)移动无线公共陆上移动网络。 这690个GSM PLMN规划区域也包括400多个2.G、 GPRS和第3 代(3G)运营商。总计而言，GSM网络向全J求777.5百万个语音和 数据用户提供无线服务。本发明提供第一个完全虚拟、多特征的无 线宽带通信平台，该平台将常规2 G无线移动电话网络转变成高度灵 活的高带宽通信系统。实现这一点却无需与常规布署策略相关联的 所有提前支付成本，这些常规布署策略要求实现分组交换网络所需 要的诸如昂贵的附加无线电频谦信息之类的网元升级，其中这些分 组交换网络比如是通用分组无线电系统(GPRS )多时隙第8类、GPRS 多时隙第10类、GSM EDGE-EGPRS多时隙第IO类技术、高速电路 交换数据(HSCSD)通用移动电话系统(UMTS) 、 CDMA20001X、 WCDMA、 3GSM、正交频分多址(OFDM)网络等。比如Inmarst、 Globalstar-CDMA、 Iridium-TDMA、椭圆卫星网 络、携带专用平流层基站的BigLeo、 Little Leo、 Geo和HALO高空 低地球轨道航空器这样的移动卫星网络能够从本发明的装置和方法 中受益。也存在许多其它这样的网络，其能够用本发明的装置和方 法来虚拟地升级。本发明实现卫星、陆地移动蜂窝和无线局域网、 无线广域网的无缝会聚。本发明应用了用于布署即时消息接发(IM)、蜂窝一键通语音 和数据(PoC)、如MPEG3-MP3、 MPEG 4的音乐文件CODEC递 送、视频内容等的装置和方法。IP多媒体子系统(IMS)是基本上 针对移动无线网络而规定的新框架，这些移动无线网络用于提供合 并了会话发起协议(SIP)的网际协议(IP)电信服务。本发明也为
拓朴隐藏互通网关(THIG)提供一种新颖方式，其中所述THIG除 了提供它的Holophasec 3D编码解码器加密之外还提供另 一消息加 密层。本发明以无需承运商网元升级等的完全新颖方式应用这些模 态。全球移动蜂窝承运商正在面临越来越少的平均每用户收入 (APRU)并且需要从它们的投资回报(ROI)中受益。由于竟争激 烈，语音呼叫和因特网接入的价格正在下降而承运商的利润正在减 少。承运商再也无法承担得起只供应语音以及不断更快的因特网接 入，因为这些项目正在变成起码的商品。本发明应用一种增强第2代(2G)的虚拟门户方式以及应用一 种大规模成批服务和应用，如多媒体域(MMD)等。本发明应用了 视频、数据和语音聊天服务、 一键通服务、个人对个人VOIP服务， 这些服务也包括高速符号数据服务等。本发明增强了具有广泛应用 的2G网络，这些应用例如利用存在管理的即时消息接发。本发明应 用在现有技术中无可匹敌的经得起将来检验的虚拟网络解决方案。 本发明利用移动蜂窝语音信道以及其它承载和远程服务异步数据信 道来发送语音、数据和专用I.P.语音服务。本发明提供H3D编码解 码器文件，这些文件通过从本发明的SVRO无线电模块(SRM)到 在因特网和公共交换电话网(PSTN)上操作的任何用户存在点的独 特加密的同时语音和数据服务来实现点到点的语音和数据。发明内容才艮据本发明的第一方面，提供新颖Holophasec 3D遗传算法的 应用，这些算法实现了为在无线和有线电信网络的拓朴内操作的语 音信道和数据信道而一度开发的最高效和安全的虚拟调制。这一独 特调制在本7>开中定义为Holophasec 3D遗传算法虚拟调制 (H3D-GA-VM)。根据本发明的第二方面，提供Holophasec 3D编 码解码器(H3D-Codec) 。 Holophasec 3D编码解码器应用于在所有 电信网络拓朴中利用的单信道语音和数据信道。H3D编码解码器用 来在算法上取代所有语音电话使用的常规音码器。
根据本发明的第三方面，提供用于通过无线和有线电信网络来 实现多路复用多信道通信而无需修改任何电信网络的任何网元的装置和方法。根据本发明的第四方面，提供一种专用SVRO无线电模 块(SRM),该SRM利用通过无线和有线网络实现单信道和多信道 通信的的修改的协议栈以及其它新颖特征。根据本发明的第五方面， 提供一种SVRO宽通调制解调器，该调制解调器通过常规多信道空 中接口语音和数据信道电话线提供直接快速连接、分组交换虚拟电 路。根据本发明的第六方面，提供一种SVRO宽通调制解调器，该 调制解调器通过常规单信道和多信道电话语音和数据线提供直接快 速连4妻、分组交换虚拟电路。根据本发明的第七方面，提供了用于修改现有协议栈的装置和 方法，其中现有协议栈结合常规移动蜂窝(MCR)、移动中继无线 电(MTR)、专用移动无线电(SMR) WI-FI IEEE802.il 、 WiMAX IEEE802.16e、 Hyperlink/2以及其它等效手机来利用。根据本发明的 第八方面，提供一种在这里定义为SVRO事务事件处理(STEP)网 关系统的单信道和多信道管理系统，其中所述网关也充当在用户与 整体全局电信网络拓朴之间的专业化公共和专用因特网服务提供商(ISP)接口。本发明提供混合快速连接/断开虛拟电路TCP/IP-I.P. 语音-同时语音和数据服务。根据本发明的第九方面，提供一种SVRO 无线服务器，该服务器在一个用户设备中通过工业系统(ISM)非许 可频率、IEEE802.il 、 IEEE802.16 10-66GHz WiMAX、 HIPERLAN/2、 DECT、蓝牙系统等等来应用Holophasec 3D-遗传算法虚拟调制(H3D画GA-VM)。本发明应用H3D-GA-VM方法以实现用户和多层网络特4i的综 合组合，这些特征通过多个常规TDMA、 CDMA、 SDMA、 OFDM、 无线移动网络来实现宽带性能，这些网络比如是全球移动系统(GSM ) 800-850/900/1800/1900 、 CDMA IS-95 、 CDMA2000 、 TS-CDMA、 UMTS-WCDMA、 GPRS、 EGPRS、 3GSM、 iDEN移动 中继无线电(MTR-PTT) 、 EDACS移动中继无线电(MTR)、四频
移动中继无线电(MTR)、 一键通(PTT)无线电网络、IEEE802.11a/g 宽带网络、IEEE802.16 a/g WI-FI、 WiMAX双频带系统宽带网络、 蓝牙跳频扩频(FHSS) 、 DECT、归属RF等。本发明也能够应用于 所有已知形式的移动卫星通信拓朴。利用本发明的装置和方法能够 虛拟地升级比如Inmarsat, Globalstar-CDMA、 Iridium-TDMA、椭圆 卫星网络、BigLeo、 Little Leo、 Geo和其它此类网络这样的移动卫 星网络。本发明实现大规模成批应用特定的系统和服务。本发明通过多 个无线和有线通信拓朴实现宽带通信。这样的金融交易应用通信用 于自动拒员机(ATM)系统、商户终端EFT/POS系统以及小型银行 分支金融终端系统。另外的与金融有关的应用用于改进型预付借记 金融应用，如移动无线服务预付、公用设施预付服务等。本发明实现大规模成批商业企业应用特定的系统和服务，比如 电子邮件、SVRO短消息服务(SSMS)、通用消息接发、用户组消 息广播和递送、文档文件传送等。本发明提供大规模成批固定机器 到机器(M2M)遥测/远程信息处理相关的应用，比如电计量功率使 用报告、电计量和气计量防篡改管理和报告、气计量使用报告、红 绿灯控制系统、热通风空调控制(HVAC)、商业和居民安全系统状 态报告、高价值农业资产管理、高价值制品评估管理、海运港口安 全和集装箱跟踪等。本发明也提供船上集装箱跟踪、货物状态分析等。本发明也提供独特的海运防海盗系统等。本发明提供大规模成批移动机器到机器(M2M)遥测/远程信 息处理相关的应用，比如机动车辆跟踪与系统管理、机动车辆紧急 响应、才几动车辆防盗响应系统、机动车辆快速管理、才几动车辆防劫 持系统、机动车子系统状态报告、铁路路由与管理、铁路火车车厢 与非系留集装箱跟踪。本发明实现大规模成批应用特定的系统，这 些系统使得能够向用户递送视频和音频文件内容。本发明实现了去 往和来自专用SVRO无线电(SRM)的MPEG3、 MPEG4以及其它 此类压缩音乐和视频内容文件的高带宽传送。本发明提供一种具有 完全集成式硬驱等的SRM。本发明也通过引入前所未有的安全和用户呼叫跟踪来提供新颖的预付借记服务等。


并入说明书中并且构成说明书 一部分的附示了本发明的 优选实施例并且与上文给出的 一般描述和下文给出的特定实施方式 一起用以说明本发明的原理。将理解到后续描述的细节不会使以上 发明内容有失一般性。图1描绘了根据本发明在现有无线移动蜂窝公共陆上移动网络(PLMN)的网元内才喿作的SVRO虚拟语音和数据网络。图2描绘了根据本发明的Holophasec 3D调制(H3D-MOD )编码过程的逻辑框图。图3描绘了根据本发明的多信道认证协议的逻辑框图。图4是根据本发明的本发明SVRO无线电模块(SRM)的逻辑框图。图5是根据本发明的本发明SVRO事件处理器系统(STEP)网 关系统的逻辑框图。图6描绘了根据本发明具有内含SVRO呼叫者I.D.增量的多电 路路径拓朴的逻辑框图。图7是根据本发明的本发明SVRO子网(SSN)微微网和分散 网(Piconet-Scatternet)拓4卜的描述图。图8是才艮据本发明为SVRO语音和数据通信而虚拟地重新4各式 化的数字业务信道(DTC)的框图描述。图9是根据本发明的SVRO宽通(Broadcom)网络拓朴的逻辑 框图。图IO描绘了根据本发明的SVRO全局网络拓朴的逻辑图。 图11描绘了根据本发明的SVRO宽通调制解调器的逻辑框图。 图12描绘了根据本发明的修改的SVRO呼叫处理协议单元。 图13描绘了根据本发明利用多个卫星网络的SVRO虚拟网络。
图14描绘了根据本发明的SVRO金融交易网络。图15描绘了根据本发明的主机移动GSM系统控制协议拓朴。图16描绘了根据本发明的修改的GSMMAP认证算法过程的逻辑框图。图17描绘了根据本发明的与主机网络加密相关的本发明逻辑框图。图18描绘了根据本发明的主机GSM移动蜂窝网络寻呼功能。图19描绘了根据本发明的H3D调制采样状态词典方法。图20描绘了根据本发明应用于GPRS和其它2.5代、第3代和第4代网络的改进型金融通信网络，图21描绘了才艮据本发明的SVRO消息封装(message capsule)格式和使用。图22描绘了根据本发明通过2.5G/3G/4G移动无线蜂窝网络的 优选SVRO H3D调制协议流。图23描绘了根据本发明的SVRO无线电模块(SRM)始发的多 时隙信道事件。图24描绘了根据本发明的SVRO话音/数据呼叫连接协议。图25描绘了根据本发明的SVRO远程接入应用消息。图26描绘了根据本发明的专用SVRO归属位置寄存器数据协议。图27描绘了本发明的一个实施例。
具体实施方式
现在将对附图中图示的本发明的当前优选实施例进行详细参 考。在描述本发明的优选实施例和应用时，为求简明和建立新颖性 而使用了特定术语。然而，本发明本意不在于局限于如此选择的特 定术语。将按照各特定单元如何包括按照相似的方式操作的所有技 术等效单元、按照在公开的实体内容中包括的相似技术配置来理解 在本公开中4吏用的术语。
根据本发明的第 一 方面，应用新颖的Holophasec 3D遗传算法， 这些算法实现了为在无线和有线电信网络的拓朴内操作的语音信道 和数据信道而 一 度开发的最高效虚拟调制。这 一 独特调制在本公开 中定义为Holophasec 3D遗传算法虚拟调制(H3D-GA-VM )。根据 本发明的第二方面，提供Holophasec 3D编码解码器(H3D-Codec )。 Holophasec 3D编码解码器应用于在所有电信网络拓朴中利用的单信 道语音和数据信道。H3D编码解码器用来在算法上取代包括本发明 的移动SVRO无线电才莫块(SRM)蜂窝/WWLAN多才莫式手机的所有 语音电话使用的常规音码器。H3-D编码解码器通过移动无线信道实 现安全的语音和高带宽数据通信，这些信道比如是具有存储器的基 于语音的带宽受限非线性信道以及在移动蜂窝PCM信道和无线及有 线IP语音信道中使用的没有存储器的异步数据信道。根据本发明的第二方面，本发明的H3D编码解码器将网际协议 (VOIP )上的高带宽数据和语音功能性引入到数据承载服务信道， 如分组组装器/解组装器数据(PAD)、第3组传真(G3) 、 X.25、 速率自适应子速率信息-电路交换同步和同步双工数据、 300-9600bps、同时语音和数据服务等。本发明将来自本发明SVRO 无线电模块(SRM)、本发明SVRO无线电模块(SRM)和符号流 事务事件处理(STEP)网关的H3D编码解码器服务提供给任何指定 的应用服务提供商(ASP)或者任何其它存在点(POP)如另一 SRM 和/或客户驻地设备(CPE),这些客户驻地设备例如为个人计算机、 膝上型计算机、个人数字助理(PDA)。根据本发明的第三方面，提供用于通过无线如GSM绝对频率 数字业务信道和有线电信网络来实现多路复用多信道通信而无需修 改任何电信网络的任何网元的装置和方法。本发明使用H3D编码解 码器-网际协议(VOIP )高带宽数据和语音功能性来将同时多信道多 路复用提供给数据承载服务信道，如分组组装器/解组装器数据 (PAD)、第3组传真(G3) 、 X.25、速率自适应子速率信息-电路 交换同步和同步双工数据、300-9600bps、同时语音和数据服务等。200680014355.X说明书第9/115页本发明将来自本发明SVRO无线电模块(SRM)、本发明SVRO无 线电模块(SRM)和符号流事务事件处理(STEP)网关的H3D编码 解码器服务提供给任何指定的应用服务提供商(ASP )或者任何其它 存在点(POP)如另一 SRM和/或客户驻地设备(CPE),所述客户 驻地设备例如为个人计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)。 根据本发明的第四方面，提供一种专用SVRO无线电模块(SRM),该SRM利用通过无线和有线网络实现单信道和多信道通 信的修改的协议栈以及其它新颖特征。根据本发明的第五方面，提 供一种SVRO宽通(SSB)调制解调器，该调制解调器通过常规多 信道空中接口语音和数据信道电话线提供直接快速连接、分组交换 虚拟电路。根据本发明的第六方面，提供一种SVRO宽通(SSB) 调制解调器，该调制解调器通过常规单信道和多信道电话语音和数 据线提供直接快速连接、分组交换虚拟电路。根据本发明的第七方 面，提供了用于修改现有协议栈的装置和方法，其中现有协议栈结 合常规移动蜂窝(MCR)、移动中继无线电(MTR)、 一键通(PTT) 无线电网络、蜂窝PPT(POC) 、 iDEN-MTR-PTT、专用移动无线电(SMR) IEEE802.il 、 IEEE802.16-WIFI、 WiMAX以及其它等效手 机和用户设备无线电卡等来利用。事实上，本发明是用于会聚(2G) 和IEEE802.16变体的装置和方法。根据本发明的第八方面，提供一种在这里定义为SVRO事务事 件处理(STEP)网关系统的单信道和多信道管理系统，其中所述网 关也充当在用户与整体全局电信网络拓朴之间的专业化公共和专用 因特网服务提供商(ISP)接口。本发明提供混合快速连接/断开虚拟 电路TCP/IP-I.P.语音-同时语音和数据服务。根据本发明的第九方面， 提供一种SVRO无线电模块，该模块通过工业系统(ISM)非许可 频率如DECT、蓝牙系统、IEEE802.16、 WIFI和WiMAX网络等等 来应用Holophasec 3D遗传算法虚拟调制(H3D-GA-VM )。第2代(2G) SVRO方法与应用到IEEE802.16、 WIFI和WiMAX网络等的 S VRO方法的联姻构成 一 个综合移动无线通信平台。12
根据本发明的第十方面，提供用于在使用H3D编码解码器装置 和方法的同时通过任何移动蜂窝信道和/或包括GSM的IEEE802.11 、 IE802.16来应用一4建通(PTT)语音和数据服务的装置和方法。本发明应用H3D-GA-VM方法以实现用户和多层网络特4正的综 合组合，这些特征通过多个常规无线移动网络来实现宽带性能，这 些网络比如是全球移动系统(GSM ) 450/800/850/900/1800/1900Mhz-V.110 ISDN数据服务、9.6电路交换 数据(CDS)、高速电路交换数据(HSCDS) 、 CDMA IS-95 、 CDMA2000、 TS-CDMA、 UMTS画WCDMA、 GPRS、 EGPRS、 3GSM、 iDEN移动中继无线电(MTR)、四频移动中继无线电(MTR) ED ACS 移动中继无线电(MTR)、 一键通(PTT)无线电网络、蜂窝PTT (PTT國PoC) IEEE802.11a/g WI-FI宽带网络、IEEE802.16a/g WI-FI、 WiMAX双频带宽带网络等。本发明也能够应用于所有已知形式的移 动卫星通信拓朴。利用本发明的装置和方法能够虛拟地升级比如 Inmarsat, Globalstar-CDMA、 Iridium画TDMA、椭圆卫星网络、Big Leo、 Little Leo 、 Geo和其它此类网络的移动卫星网络。本发明包括最佳地描述为电路交换、分组交换协议拓朴以及预 连接数据等组合的特征。这一新颖组合包括数字语音和数据电路交 换信道、分组交换信道、控制信道、信道开销监视、用于应用特定 的消息接发的呼叫者I.D.、逻辑T1/E1-DS0加信道、ISDN信道、帧 中继信道、I.P.语音信道、TCP/IP变体、GSM移动应用部分(MAP) 协议、利用第7号信令系统(SS7)和第7号信令系统信道(SS#7) 的ANSI 41协议(ANSI SS7用于北美以及南美一些国家，而SS#7 是在世界其它地方普遍使用的CCITTSS7)中的最佳组合。本发明通过现有的第2代(2G)移动蜂窝无线电(MCR)、移 动中继无线电(MTR)、专用移动无线电(SMR)和增强型专用移 动(ESMR)无线网络来提供第2.5代、第3代(3G)、第4代(4G ) 性能而无需回避常规操作暂定标准(IS)、国际电信联盟(ITU)推 荐、欧洲电信联盟(ETU)以及监管操作标准的其它有关标准组织。
本发明也能够应用于所有已知形式的移动卫星通信拓朴。利用本发明的装置和方法能够虚拟地升级比如Inmarsat, Globalstar-CDMA、 Iridium-TDMA、椭圆卫星网纟备、Big Leo、 Little Leo、 Geo和其它此类网络的移动卫星网络。本发明无需分配附加频谱以便提供这些附加特征。本发明不以作。对于比如常规基站(BS)、收发机基站(BTS)、基站控制器 (BSC)、移动交换中心(MSC-MTSO)硬件、固件和软件才莫态这 样的网元也没有不利影响。本发明只需对与独特虚拟用户认证相联 系的移动交换中心(MSC)的新服务类(COS)设置以及同时多用 户信道分配方法。本发明也提供用于重使用和改进现有认证、信令、 远程特征接入协议的完全新颖的装置和方法，这些方法和装置仅增 强和扩展主机无线窄带网络功能而对任何常规主机网络操作模态没 有不利影响。本发明的装置和方法能够通过任何GSM、 CDMA和移 动中继无线电(MTR)收发机基站(BTS)进行才喿作而无需硬件或 者软件升级。本发明的专用移动无线无线电模块协议栈也包含独特修改，该 修改实现了更简单的人机接口 (HMI)接口指令、命令集和服务请 求协议、在一个符号流通信事件过程中多达八个同时信道的多时隙 信道多^各复用。本发明实现了将八个前向信道和八个反向信道时隙 同时用于通过语音信道、承载信道的多个数字数据服务，比如9.6 电路交换数据(CDS)、分组组装器/解组装器(PAD)、高速电路 交换(HSCSD)业务信道(TCH)以及V.llOISDN数据服务处理和 过程。分布最广泛的通信服务是数字语音。对于所有移动蜂窝公共 陆上移动(PLMN)而言，都支持鲁棒语音服务、9.6电路交换数据 (CDS) 、 PAD数据、HSCSD、 C3传真和V.l 10 ISDN在所有收发 机基站(BTS)上可用。反言之，通过多语音信道的SVRO多信道 数据能够在具有移动蜂窝GSM和/或CDMA覆盖的任何地方进行操 作。这些修改实现了广泛的新服务模态。 这些新的操作特征包括用于用户接入和利用如在本领域中定义为物理频率-绝对射频信道号码(ARFCN)的2G窄带数字业务信 道(DTC)的所有多时隙信道时隙和用户帧的装置和方法。数字业 务信道(DTC)定义了在多个用户业务信道(TCH)的逻辑调制结 构内实现多个用户双向通信的物理频率界。TCH信道包含所有语音、 数据、承载和远程服务信道服务、控制和信令协议、处理和过程。 例如，GSM TDMA DTC信道实现多达八个时隙或者多时隙/TCH-信 道。本发明实现了一种多路复用通信的新颖方式。 一个已交织已多 路复用的SVRO无线电模块(SRM)能够占用整个DTC,即所有反 向上行链路TCH信道和所有前向下行链路TCH信道。按照这种方 式，本发明具有多信道功能的SRM能够同时管理一个前向和反向多 信道SVRO语音、数据和/或控制和信令通信事件循环。CDMA数字 业务信道(DTC)能够支持多于八个同时TCH用户。本发明容易应 用于所有形式的与C D M A无线和有线有关的语音和数据通信。例如，本发明提供多信道接入，该接入超越第8类和第10类 GPRS和EDGE服务能力以及3G和4G多信道服务能力的当前限制。 事实上，本发明提供了用于实现对GSM 450/850-900/1800/1900主机 网络数字业务信道(DTC)所有八个逻辑多时隙信道的用户接入的 装置和方法。本发明不受高业务负荷所影响，因为协议处理和过程 以半速率(TCH/H)或者全速率(TCH/F)进行操作。在许多新颖协 议模态之一中，用户能够初始化同时语音和数据会话。该协议能够 在结合一个SVRO无线电模块(SRM)和虚拟连接的SVRO事务事 件处理(STEP )网关系统来使用单个窄带GSM、 CDMA、 iDEN-Nextel、 Tetra、 EDACS、数字业务信道(DTC)的同时将常规语音呼叫和多 信道数据、文本或者文件下载/上传处理作为组合通信事件实现。所选移动无线/^共陆上移动网络(PLMN)简单地充当通信管 道。本发明也将H3D-GA-VM调制方法应用于一键通(PTT)无线电 网络，这些网络操作改进型蜂窝网络一键通(PoC)标准，所述标准 帮助运营商为PTT服务建立开放式标准。本发明利用一种新颖、简 单直接的装置和方法，该装置和方法通过一键通(PTT)'步谈式，无线电网络将H3D-GA-VM调制应用于纟皮虚拟地修改和适应于本发明 H3D-VOIP的脉冲代码调制(PCM)通信网络以及利用独特I.P.语音 的一键通(PTT)'步谈式，无线电。事实上，本发明在多个本发明SRM 之间通过长距离VOIP技术引入无线一键通(PTT)。本发明的独特调制方法通过任何常规或者建议的 一键通(PTT ) 无线电网络引入快速连接事实的分组交换同时语音、数据、文本、 音频和一见频服务。本发明也应用了专用H3D-GA-VM方法，这些方 法在操作于SVRO全局虚拟网络的虚拟网络拓朴内的一个具有PTT 功能的SRM与其它具有PTT功能的SRM之间提供H3D-VOIP网络 链接。本发明恢复了作为电话早期基础的部络(tribal)'合用线，(party line)文化。然而，本发明实现了'预连接，PTT方到PTT方'键控，， 该键控通知向'被键控，方 一 个或者多个SVRO PTT虚拟网络服务。对 用于PTT服务的成功全局布署的参数进行支配的主要问题是互操作 性、端到端性能和快速布署。SVRO PTT服务坚持国际PTT-PoC标 准。然而，本发明大大改进PTT服务，因为它组合了专用I.P.语音 协议，这些协议保证了一键通(PTT)'谈话组，的全球社会发展。本发明实现了创建具有分离成员用户的SVRO PTT-VOIP谈话 组的这一 简单思想，其中所述分离成员用户跨经大规模地区边界无 缝地进行操作。例如，在澳大利亚墨尔本才喿作的SVRO PTT-VOIP 用户能够简单地通过键控正在操作具有PTT-VOIP功能的SVRO无 线电模块(SRM)的用户来容易地'键控，在伦敦的谈话组成员。 一旦 SVRO PTT-VOIP用户已经建立PTT-VOIP用户组，各分离用户无论 他在地J求上的位置如何都将总是知道另一成员SVRO PTT-VOIP用 户何时在线。他经由SVRO PTT-VOIP预连接服务来简单地'键控，用 户。通过应用独特音码器波形映射协议来虛拟地升级这些移动无 线网络拓朴，这些协议使用了专用Holophasec 3D空间分集逻辑 (H3D-SPD)遗传算法(GA),当活跃地使用音码器时产生等同于
Holophasec 3D调制(H3D-MOD )方法的波采样形成的无穷变型。 当本发明的Holophasec 3D编码解码器虚拟地应用于所选PCM多时 隙信道结构时，也出现独特快速连接断开协议、远程特征接入协议、 操控式ANSI 41 、 IS-41 、 GSM MAP、 PDC、 TS-CDMA认证HLR/VLR 协议、GSM移动应用部分(MAP)认证协议、日本PD-SS7等效认 证协议、新颖SIM卡和多信道分配开销协议等。这些SVRO协议虛 拟地应用于本发明SVRO无线电模块(SRM),该SRM具体表达了 所有这些组合协议的综合。这些SVRO协议虚拟地应用于本发明的 SVRO事务事件(STEP)网关处理器系统，该系统基于人工寻优和 本发明的独特遗传算法在一个动态自适应STEP网关管理系统之下 具体表达所有这些协议的综合。本发明提供用于经由任何所选移动无线蜂窝网络所应用的一 个或者多个物理和逻辑信道双向地通信的装置和方法，创建一种新 的高度有效、灵活和成本有效的虚拟网络通信系统。这一虚拟网络 创建表示了本发明的第一方面。然而，本发明也呈现了一种通过简 单地集成本发明的SVRO事务事件处理(STEP)网关处理系统将最 少的基础结构添加到任何/>共陆上移动网络(PLMN)的新颖方式， 这是交换矩阵阵列、TCP/IP-VOIP服务器阵列和存储区域网络(SAN ) 阵列的组合。根据本发明的多个关键方面之一，提供一种专用SVRO无线电 模块(SRM) 。 SRM是一种利用现成的(off the shelf)电子组件来 创建的、包含和管理新颖语音信道H 3 D编码解码器波形映射的专用 无线电模块，这些映射用来在二维(2D)主机数字PCM语音或者其 它承载和远程服务数据信道的频率、幅度和线性相位限制内进行自 适应。 一旦本发明的自适应波映射在主机信道的操作界限内遠合， 自适应协议就虚拟地优化信道的整体性能。这样，本发明提供一种 修改的移动无线无线电模块协议栈(MPS)。协议栈包括所有移动 蜂窝无线电(MCR)和/或移动中继无线电(MTR) 、 PTT-PoC、包 含自治系统控制功能的操作过程，其中所述功能通常包括用于主机
网络接入过程的用户接入协议，所述主机网络接入过程诸如注册 通知(Regnot)、语音和数据服务组织过程、用户认证过程、远程 SRM管理、远程应用设备管理等。这些常规协议包括物理频率信道 分配以及用户和控制信道逻辑信道分配时隙过程等。这 一 专用协议 栈使用包括GSM数字业务信道的所有八个逻辑信道时隙的新颖方 式和使用来提供虚拟认证接入，同时操作本发明的SVRO无线电模 块(SRM)以及它的虚拟连接的同步流事务事件处理(STEP)网关 系统。根据本发明的多个方面之一，提供一种专用SVRO事务事件处 理(STEP )网关系统，该系统被设计用以结合多个操作的SVRO无 线电模块(SRM)来管理专用带内和带外虚拟通信协议、处理和过 程。本发明的STEP网关系统包括多个支持系统，这些系统创建一种 独特网络操作中心(NOC)系统，该NOC系统组合了专用服务器、 路由器、存储区域网络、修改的服务控制点(SCP)如归属位置寄存 器(HLR)、修改的服务交换点(SSP)和信令传送点(STP)数据 库，这些数据库管理所选的ANSI-41、 GSM-MAP标准和其它有关的 ITU推荐。STEP网关系统也通过简单地将H3D调制方案应用于I.P. 语音信道采样来组合TCP/IP以及IP语音协议、处理和过程的新颖 使用，这些信道采样能够应用于公共TCP/IP网络和本发明的专用虚 拟专用网络(VPN)，所述专用虚拟专用网络用来支持金融通信如 自动拒员才凡(ATM)交易通信、内容递送通信和才喿作统计更新通信。 本发明也将这些VPN网络模态应用于商户终端电子金融交易/销售 点(EFT/POS)。通过将H3D-MOD应用于TCP/IP-VOIP信道，本发明提供了用 于在银行交换机与其它金融应用特定存在点之间应用同时的数字语 音和数据通信的装置和方法。本发明也将如今本领域中已知的最牢 固的实际加密引入到这些金融通信后端网络中。STEP网关系统也包 括包含专用算法的组件，这些算法为许多其它应用实现了专用的LP. 语音协议、处理和过程的专门利用。
根据本发明的多个方面之一 ，应用了一种使用人工寻优(evolution)遗传算法(GA )过程的专用人工智能，该过程由于定 义H3D调制(H3D-MOD)方法的独特波映射和多维符号词典算法 过程而创建了一种完全可变连续离散态(CDS)调制。这一方法重 新定义如何应用能够产生n维符号状态界的高度灵活的符号词典。 这一信道波映射过程实现了几何符号构造(GSC )映射的生成。SVRO 引入了将H 3 D调制新颖地使用于所有形式的数字语音加代码调制信 道、无线和有线数据通信。本发明的独特H3D调制方法没有通过现 有音码器注入标准二进制数据。本发明通过重新映射PCM话音采样 来独特地使音码器生成无损符号数据。本发明也实现重新映射所有管承载服务信道类型，这包括IEEE802.il 、 IEEE802.16 WI-FI、 WiMAX和其它此类无线LAN信道结构的重新映射。本发明能够应用于通过现有移动无线通信网络协议实现整个 虚拟通信网络的多个移动蜂窝无线电公共陆上移动网络、移动中继 无线电协议、处理和过程。本发明的第一方面包括通过一个或者多 个业务信道(TCH)的H3D调制方法。H3D调制实现了虚拟地应用 于一个或者多个通信信道、用户装置和虚拟网络后端设备的独特协 议、处理和过程，该信道、装置和设备具体表达了一种用于映射多 个波形结构的新颖装置和方法。根据优选实施例，提供一种用于在 使用人工寻优的同时通过具有存储器环境的带宽受限的有损通信信 道为数据通信生成符号字母表的装置和方法。本发明解决了这里针 对的新问题在压缩语音信道上的无损数据通信。这一类信道就存储器而言高度非线性，因此常规数据调制技术 不适用或者表现不可接受的性能。由此这里基于人工寻优的概念来 发展一种新方式。本发明引入Joho Holland在他的著作"Adaptation in natural and artificial systems"中描述的 一种随才几优化方法。乂人那时起 它已经用于传统优化方法已经证明不足够的应用范围。在这种情况 下，本发明使用一种针对遗传算法的完全新颖方式。这样它用来搜
索多维信号空间，以找到在具有存储器的非线性信道的影响之下鲁 棒的信号集。在这一新颖方式的核心是开发适当的符号的字母表或 者词典，这些符号被协调地优化以供使用于通过所选通信信道的通 信中。这些H3D调制符号必须适合到指定带宽中并且满足任何其它 信道约束。正如所公开的那样，使用遗传算法来生成H3D调制符号。 一旦已经确定这一符号集，其中所述操作离线发生，所述信号处理 就相当直接明了 调制包括从词典中简单地选择代表了希望发送的 数据的符号，而解调涉及到在词典中找到与接收符号最接近的匹配。 人工寻优用来生成满足信道的带宽和幅度约束以及任何其它限制的 符号的最优字母表，同时保持符号之间最大程度差异。符号之间差 异越大，在接收机处发生模式匹配错误的概率就越低。因此，本发 明通过数字通信方法引入第一完全可变符号状态调制，由此各符号 或者符号串在对瞬时主^IL信道的动态自适应性方面完全可变。本发明通过遗传算法-H3D调制来独特地应用信道和信道符号 优化。本发明引入这一新方式以便通过具有存储器的带宽受限的非 线性信道来传送数据。与常规技术不同，这一新颖方法不无需信道 均衡和常规调制，因为它是基于符#的概念，这些符号是具有有限 带宽的预定义信号集。将数据编码成用于同时通过具有存储器的一 个或者八个非线性信道发送的符号。在接收机处也通过使用一种神 经网络的符号匹配来对这一符号集进行解码。在将符号可分离性最 大化的这一中心目的下通过人工寻优来合成包括符号集和解码器的 整个非线性信道拓朴。作为当前例子，本发明呈现了 SVRO系统的 完全算法结构，该系统通过GSM语音信道和/或IEEE802.1 、 IEEE802.16 WI-FI和WiMAX信道来产生数据通信。这一寻优综合 代表了通信系统设计中的新范例。在本发明的H3D编码解码器的算法处理和过程内具体表达了该蜂窝无线电，所述移动无线蜂窝无线电包括GSM无线电模块、TS-CDMA-China无线电模块、CDMA IS95-2000无线电模块、iDEN 无线电模块、GPRS无线电模块、 一键通PoC(PTT)无线电网络、 UMTS-WCDMA无线电模块、卫星无线电模块、有线广播调制解调 器、ADSL调制解调器、用于金属和光纤信道的本发明SVRO宽带 快速连接调制解调器等。H3D编码解码器部分上来说是本发明使用 寻优综合的产品。例如，首先，随机创建波形结构"总体(population )"。 在这种情况下跨经所选信道发送这些专用波形结构或者符号。协调 地评估各符号的适合度，然后通过消除被判断为不适合的那些实体 并且保持在系统中奏效的那些实体来增加符号总体的平均适合度。通过组合旧的适合实体、跨越(crossover)或者通过随机变更、 变动而来取代所去除的符号，以产生新的符号或者子符号。重复这 一符号评估、去除和取代处理直至产生最优解决方案。这一 H3D-GA-VM算法在所包含的附图中有更清楚地概括。这一适者生存 方式模仿了在物理界和生物界内的自然进化中发生的自然选择。本 发明应用这些方法作为 一种通过所选信道的优化通信方法以^更生成 表现良好的采样符号集。然而，当利用协作竟争而不是从完全竟争 性的装置和方法简单地产生符号时，信道被最佳地优化。如何定义符号或者符号集的适合度能够有所变化-从很广义的 方面而言，很适合的符号是能够通过信道发送并且在接收机处几乎 无错或者无错地成功识别的符号，而不适合的符号是在通过系统发 送时常常被错认为另 一符号或者被错认为仅仅是噪声的符号。同样 通过本发明的虚拟网元来实现和使用经受最不利的信道条件集的最 适合符号，以这种方式，本发明实现了符号词典的增殖堆(breeder reactor),其能够一再反复重使用，同时将新符号引入到位于本发明 的STEP网关系统中的主要数据符号存储区域网络(SAN)中。因此， 用以评定波形符号适合度的最直接方式是使用符号来进行仿真以便 通过信道进行通信以及测量各符号或者符号组的错误概率。尽管有 效，但是这种适合度评定方法可能耗费时间，因此作为更快的替代 方式，可以将符号适合度定义为讨论中的符号与词典中所有其它符 号之间的最小差异，其中符号之间的差异意味着采样点之间的均方 差。这是令人满意的适合度定义，因为按照符号与词典中的其它符 号有多么相似来确定该符号被接收机错认为另 一符号的概率。虽然针对优化周期性波符号词典这 一 问题而对人工寻优最简 单直接的应用是生成多个不同词典，但允许它们使用参照所包含的 附图所公开的算法来进行寻优。在这一方法中，本发明的算法允许 寻优处理中的每个新的符号波形实体产生整个词典。然而，这一处 理由于涉及到很大数量的变量而既耗时又低效。由于任何特定符号 的性能部分地由词典中的其它符号来确定，所以协作的优化方式是 最高效的。在协作遗传算法中，仅考虑单个符号词典，使得各实体 是单个符号，而符号必须以如下方式寻优，即，使得它们相互补充 或者协作，以形成最优词典。也可组合竟争与协作这两种方式，以 在字母表内允许协作寻优而在各符号内允许竟争寻优。符号在频域 和时域中均呈现。当优化的字母表用于数据发送时，分配字母表中的各符号用以 代表一条数据。在接收机处，通过将接收符号与表中的符号相匹配 来恢复此数据。这 一 模式匹配能够通过许多公知方法中的任何方法 来实现。这些方法包括但不局限于任何种类的神经网络、最小均方 差、最大似然度等等等。为了补偿信道的影响，在我们的特定情况下，应当修改G S M音码器或者任何其它移动通信或者固定通信音码 器或者诸如H3D编码解码器之类在接收机处字母表用于模式匹配的 所应用的编码解码器，以考虑到信道对各单独符号的影响。这是一 种通过测量在很长的数据发送时段上对各符号的平均影响来实现的 新颖三维递归协议。以这种方式创建一种新的字母表，该字母表所的符号。本发明引入用于将计算机处理系统链接在一起以便产生海量 SVRO符号状态的装置和方法，因为当布署SRM时各SRM具有它 自己的通信语言。然而，当两个或者更多SRM正在通信时， 一种常
规PCM语言用于PTT-POC通信的目的。在两个或者更多SRM交换 数据文件的情景下，本发明的STEP网关系统创建一种允许所有各方 传送数据、文本、图像、视频和音频文件等的会聚语言。本发明应用了实现持续创建新字母表和通信信道语言的方法。 然后由蜂窝网络或者其它模式匹配机制在对传入符号进行解码时使 用这一新字母表。这一补偿方法允许不同地均衡各符号，这对于非 线性带宽受限的信道如移动蜂窝PCM和无线LAN PCM而言是优 点。这里所描述的以及公开的附图所代表的通信协议同样无需调制。 事实上，它如同在发射机处从查找表中选择以及在接收机处对不同 但是对应的表进行寻址一样简单，该表提供优化谐波匹配。这具有 成本低、灵活和容易实施的优点。关键优点之一在于这种方式减少 了计算复杂度。本发明应用一种独特协议，该协议按照一种被设计 用来在没有话音时避免发送的技术来操控PCM语音信道语音活动检 测(VAD) 。 VAD持续地监视信号活动，以确定话音是否存在还是 仅有噪声。如果它推断没有话音，则它取消发送。这对于通过GSM 语音信道的数据发送而言可能造成问题，因为它拥有类似噪声的特 征。本发明的H3D调制协议处理具体表达了如下这些处理初始 化、波形适合度评定、波形选择、波形跨越、波形变动以及发射机 与接收机之间的终结，以便持续地生成符号，从而在执行H3D-词典 符号和语言集生成的专用计算机阵列中永久地构建H3D调制词典。为了保证VAD指示存在有语音，在约80ms的时间标度上动态地改 变信号的频谱包络是足够的。为了在当前协议之下实施这一点，可 以使用两个发送字母表，其中各字母表被设计为具有不同的频谱形 状。当然，这意味着必须同步地在接收机和发射机处使用两个不同 的对应的字母表。本发明的第四方面引入这里介绍的方法以 <更通过 具有存储器的非线性信道传播数据通信。这种方式同样无需调制以 及需要很少的信号处理。所实现的数据速率取决于字母表的大小并 且只能够受限于计算硬件的处理能力。 由于这里描述的用于生成信号字母表的算法是随机的，即各寻 优是独特的，所以可能有的字母表的数目实质上是无限的。这使得 它对于如下应用而言具有吸引力，这些应用比如是用于自动拒员枳j(ATM)、商户EFT/POS等的金融交易的安全数据发送。这一方法 添加到所有就绪的重度加密(heavily encrypt)的移动虫奪窝网络以及 所有其它现代无线网络。虽然当前实施例考虑通过GSM语音信道的 数据通信，但是这一技术的其它可能应用包括通过任一种具有存储 器的有损非线性信道或者能够被定义为模拟或者数字信道的任何其 它数据通信信道的数据通信。新颖的H3D调制符号生成处理如下。初始化建立包括N维 符号变化的初始总体；分配跨越和变动的概率、用于H3D调制所必 需的其它变量。词典适合度评定包括计算总体中各单独符号的适 合度。适合度反映了符号在已经通过音码器/H3D编码解码器发送之 后有多好地得以"保留"。选择这是选择更适合的单独符号以便再 生下一代符号的处理。基于单独符号或者完整词典适合度来分配选 择概率。总体中的单独符号根据它们的适合度来加以分类。跨越 这是在提高下 一代符号的适合度这一意图下通过交换所选父系符号(symbol-parents)的特征来生成新符号的处理。变动变动是为了 保持总体的多样性，实现更多样化的词典和信道语言集。它是通过 向符号的一个或者数个分量添加随机扰动来执行的。终结当达到符号时，发生终结。这一 H3D调制和H3D符号生成方法也用作如下新颖协议、处 理和过程的一部分，该协议、处理和过程创建了实现高效形式H3D 调制的改进版本的Holophasec 3D编码解码器。在这本公开中提供了 用来在所有移动无线电手机中在算法上"交换-取代"常规音码器软 件的Holophasec 3D编码解码器。这一新颖H3D编码解码器用于通 过本发明的SVRO无线电模块(SRM)和SVRO事务事件处理器 (STEP)网关系统来动态地实现。本发明能够应用于任何已知多接
入技术，众所周知的是应用于卫星移动拓朴、无线本地环、宽带、宽带系统等的CDMA、 TDMA、 FDMA、 OFDM和SDMA。多接入 方案用来提供用于建立语音和数据呼叫的资源。由于无线电频谱是 稀缺资源并且会与容量直接有关，所以效率使有限的频谱能够处理 大量呼叫。在移动无线电话的基本理解方面，为了进行呼叫，需要 电路交换机所服务的物理信道或者分组交换机所服务的虛拟信道。 本发明组合电路和分组交换拓朴的最佳特征以便创建如今已知的最 灵活、高效、安全和j氐成本通4言系统。为了接入物理信道，有六种主要多接入方案。FDMA:频分多 址利用不同频率信道服务于呼叫。TDMA:时分多址具有不同时隙。 CDMA:码分多址利用不同代码序列服务于呼叫。PDMA:极分多址， 利用不同极化服务于呼叫。OFDM:正交频分多址。SDMA:空分多 址通过点束天线服务于呼叫。在SDMA中，小区服务于由对应点束所覆盖的不同区域并且能够被同一频率所共享。除了 PDMA之外， 所有目前为止公开的多接入方案都能够应用于移动通信系统和无线LAN拓朴。本发明能够应用于这些多接入方案中的任何方案。根据本发明的多个方面，提供一种独特SVRO宽通方法和装置 解决方案，其通过网际协议语音(VOIP)实现快速连接/断开高速宽 带无损数据。本发明提供ADSL和宽带有线因特网接入服务的第三 替代方式。术语"宽通"相对于MATV-SMATV有线网络而找到它 的起源，其中所述这些网络也提供了实现在20世纪70年代开始有 线电视的附加边带通信信道。这些网络也成长为通过同轴缆线拓朴 提供早期TCP/IP系统的早期虚拟专用网络(VPN)。本发明使用这 一术语来定义它的组合式移动无线蜂窝虚拟网络解决方案和宽带快 速连接/断开系统，该系统通过有损带宽受限的PSTN语音和数据信 道拓朴来提供高带宽符号无损数据。本发明组合了网际协议语音(VOIP)和规则PCM语音信道协议、处理和过程。本发明提供一 种专用SVRO宽通调制解调器，该调制解调器包含独特硅集成电路(IC)技术，该技术包含除了移动无线蜂窝虚拟网络解决方案之外
还将独特Holophasec 3D调制(H3D-MOD )应用于金属和光纤信道 空间的固件和软件。本发明组合了常规脉冲代码调制(PCM)、 VOIP-PCM协议以及本发明的Holophasec 3D编码解码器装置和方 法，这些装置和方法利用新颖的人工寻优遗传算法，这些算法对于 通过VOIP和常少见OCM语音信道以及所有其它数据通信信道的符号 数据传播实现了大量改进。本发明引入五种不同的专用用户设备(1 )使用现有音码器 以及H3D-GA-VM调制装置和方法的SVRO无线电才莫块(SRM )单 信道。(2)具有H3D编码解码器和多路复用多信道能力的SVRO 无线电模块(SRM) 。 (3)集成了 SRM多信道无线电模块的SVRO 宽通调制解调器，该模块也具体表达了快速连接虚拟电路快速分组 交换陆地线协议，比如本发明的无损H3D-GA-VM调制符号数据语 言，该协议被适配为应用于对网际协议语音(VOIP)的新颖利用的 独特隧道传输过程。本发明在一个SVRO通信事件期间实现同时语 音和数据服务。这些协议实现对本发明的专用STEP ISP网关系统的 快速连接。(4) SVRO无线服务器，该服务器经由如下各项来具体 表达专用多模式通信能力(a)陆上无线和地球外的卫星无线网络 拓朴；(b)非许可频率，比如ISM 2.4-5.8Ghz跳频扩频(FHSS ) 装置和方法；(c) IEEE802.il、 IEEE802.16、 WI-FI、 WiMAX; (d) DECT频率；(e)归属RF,其实现同时语音和数据协议的布署，这 些协议通过直接序列扩频(DSSS)和FHSS CDMA调制能力的所选 变型来使用SVROH3D-GA-VM调制。(5)与小型硬驱系统或者闪 存一起集成的SVRO无线电模块，该模块实现多个(a)个人数字 助理(PDA)功能、(b)多媒体文件功能、(c)内容下载功能、 (d ) MPEG3/MPEG4音乐文件、(e )视频文件等。参照在此描绘的图1,提供以本发明的许多新颖方面为基础的 虚拟无线移动和固定通信拓朴。本发明提供高带宽多信道协议处理 和过程并且将这些处理和过程应用于现有的窄带第2代(2G)通信 协议。这些信道结构纟皮定义为绝对频率物理信道，这些信道纟皮指定 为数字业务信道(DTC) 。 GSM数字业务信道(DTC)利用时分多 址(TDMA)，该TDMA使用高斯最小键移(GMSK)调制。全球 移动系统(GSM)移动无线公共陆上移动(PLMN)网络155。本发 明从不以任何方式局限于GSM移动蜂窝拓朴。GSM完全支配了所 有全球移动蜂窝网络通信，因为它在全球超过200个国家运营并且 仍在增长。尽管GSM全球拓朴支配了这一公开的主体内容，但是其 它网络如CDMA2000、 CDMAIS-95、 iDEN TDMA移动中继无线电 (MTR) 、 EDACS移动中继无线电(MTR )、 一键通(PTT ) PoC、 四频移动中继无线电(MTR)、专用移动无线电(SMR)、增强型 专用移动无线电(ESMR)等是与GSM—样重要的移动无线蜂窝网 络拓朴。参照图1，本发明提供用于通过具有存储器的带宽受限非线性 信道发送和传播无损符号数据的装置和方法，其中该信道是有损数 字语音信道或者任何数据信道环境，比如利用数字语音-脉冲代码调 制(PCM)方案的在逻辑上定义的信道。本发明将这一新的虚拟通 信介质定义为SVRO语音和lt据通信信道126、 126a。例如，GSM TDMA数字业务信道(DTC)在一个物理信道中实现多达八个同时 用户业务信道(TCH)。这些用户信道能够在逻辑上定义为语音、 承载或者远程服务服务异步数据、分组组装器-解组装器数据 (PADA)、高速电路交换数据(HSCSD)、 G3传真数据、V.110ISDN 等。尽管所有窄带移动无线网络如GSM提供各种数据服务，但是这 些服务无一足以递送高带宽数据。已经利用各种系统如通用分组无线电系统(GPRS)、增强型 数据速率GSM演进(EDGE)来升级窄带2G移动无线蜂窝网络， 在 一 些情况下合并GPRS和EDGE技术以创建EGPRS 。这些系统要 求通过一个单数字业务信道(DTC)达384Kbps数据的性能。这些 要求的性能级别只能够发生在理想的无线电信道和互相链接的公共 陆上移动网络(PLMN)信道条件下。当前GPRS第8类和第10类 提供的甚至无法接近实现这些要求的数据速率。本发明也引入一种
新颖手段，该手段将GPRS、 EDGE、 EGPRS、 CDMA20001X、 UMTS-WCDMA、 OFDM网络升级到能够应用于这些网络的那种安 全、及时和低成本的金融交易。目前这些网络对于金融通信的运送 而言是不可接受的。支持这些2.5G、 3G和4G网络的承运商不能保 证和支持时间关键服务线路协议(SLA)。这一数据速率要求不适用于一个用户逻辑信道。当按照本发明 在多路复用拓朴中使用包含在物理数字业务信道(DTC)中的所有 八个上行链路和所有八个下行链路逻辑TCH信道时，实现理论上的 极限384Kbps。本发明能够使用多达八个上行链路和八个下行链3各用 户时隙的共享交织传输来发送和接收 一 个用户数据会话。这 一 技术 通过在本发明的SVRO无线电模块(SRM)和同步流事务事件处理(STEP)网关系统中具体表达的独特虚拟协议、处理和过程来控制。 然而，每个多路复用信道在逻辑上和在物理上相互分离。因此无损 于敏感金融信息，这是对于GPRS、 EGPRS、 HSCSD和所选第3代(3G)移动、3GSM、蜂窝通信网络平台而言的情况。然而，本发明 无需应用大量主机移动无线蜂窝网络升级以便实现多个操作服务类(COS)。常规2.5G、 3G和建议的第4代(4G)解决方案通常要求将新 的无线电收发机昂贵地物理添加到收发机基站(BTS) 54、基站控制 器(BSC) 63、移动交换中心(MSC) 53、归属位置寄存器(HLR) 60和拜访位置寄存器(VLR)、互通功能(IWF) 57等。由于本领 域技术人员已知的许多因素，GSM承运商对于每收发才几基站(BTS) 54仅分配如此多的GPRS/EDGE信道。事实上仅如此多的基站收发 机(BTS) 54分配有任何GPRS/EDGE以及其它前体承载服务。这 些新的无线电收发机通常布署于密集用户环境中，该环境比如是第 一代国家中的城市商务区等。移动承运商仅在将使用高带宽服务之 处布署GPRS/EDGE服务。GPRS/EDGE数据服务对于用户而言也趋向于昂贵而性能在高业务时段期间并不良好。语音服务总是具有优 先级而这是本发明的关键优点之一 ，因为它使用语音信道而成本非
常之低。另外由于GPRS/EDGE技术是完全分组交换，由此^夸经宽 泛的通信拓朴来共享用户信道。这一共享拓朴要求大量网络开销并 且易受通过来自其它专用和公共TCP/IP网络的黑客入侵而进行的安 全入口攻击。有时在沉重负荷之下将需要许多分钟才将消息递送给 客户/用户。这是完全不可接受的。GPRS/EDGE分组才各式是基于TCP/IP并且与万维网(WWW ) 62兼容。在原理上，GPRS/EDGE和第3代(3G)共享的网络拓朴 被视为相较于电路交换拓朴而言的显著进步。在实践中，这些开放 式通信平台呈现出许多实际问题。任务关键商务消息接发、金融通 信如自动拒员机(ATM)交易、电子金融交易/销售点(EFT/POS)、 安全系统报告、保险公司数据挖掘事务、保险公司偏离风险管理通 信事务、移动远程信息处理消息接发等要求服务移动无线承运商能 够以安全、低成本和及时的方式递送这些消息。本发明的装置和方 法提供了能够保证无例外地递送所有任务关键;肖息接发的机制。本发明组合了专用电路拓朴，这些拓朴在算法上与分组交换、 消息的多目的地递送和专用"总是接通"特征相集成。本发明提供了 高带宽虚拟通信服务，这些服务能够在从一个到所有逻辑TCH用户 语音和/或包括数字业务信道(DTC)的承载数据信道被分配给单个 SRM时每用户以20-384Kbps之间进行递送。本发明能够在一个 SVRO多信道符号数据通信事件过程中虚拟地占用所有可用多时隙 逻辑信道，其中所述事件使用多达八个同时聚集的分配逻辑PCM语 音信道。在这一特定情况下，目标主机网络是全球移动系统(GSM) 窄带第2代(2G)移动蜂窝网络，该2G移动蜂窝网络是包括典型 公共陆上移动网络(PLMN)的集成拓朴。本发明能够虚拟地使用适 合于任何GSM窄带收发机基站(BTS)的硬件配置内的任何现有常 规无线电收发机。实现这一点不必破坏和回避现有主机PLMN网元 配置、通信信道功能、设备规范、操作标准等。参照图1，典型的公共陆上移动网络(PLMN) 155包括许多不 同网元，如移动交换中心(MSC)53。MSC 53也能够是网关MSC 53a。
两类MSC配置通常包括一个或者多个移动交换机矩阵拓朴、网络管理系统、质量和维护(Q和M)系统以及本领域技术人员公知的其 它此类常规装置。PLMN也包含多个基站控制器(BSC) 63,这些 BSC用来与操作在所选无线移动电话网络地形的拓朴内的MSC和多 个收发机基站(BTS) 54交互。在图1中，任何移动无线PLMN也包括多个无线无线电、光纤 和金属信道拓朴，这些拓朴充当比如移动交换中心(MSC) 53、基 站控制器(BSC) 62和收发机基站(BTS) 54这样的网元之间的物 理和逻辑信道互连。这些常规光纤和金属物理信道拓朴通常包括本 领域中在这种情况下为GSM移动蜂窝承运商所公知的拓朴，这些拓 朴在一些情况下能够延伸到公共交换电话网(PSTN) 58中。此外有 许多常规和逻辑信道结构创建了在PSTN网络拓朴的物理信道空间 内操作的所选数字通信模态。本发明使用了综合业务数字网(ISDN) 64、所有基本和补充的ISUP 232、移动应用部分(MAP) 232a服务 协议变体。ISDN和ISUP提供数字语音、音频、用户数据和控制数据的逻 辑传送并且提供一种用于直接互连到通常包括MSC 54的多个交换 矩阵的相对高效手段。ISDN的装置和方法为本领域技术人员众所周 知，而本发明仅使用ISDN系统和ISUP-HDLC信道协议提供的逻辑 信道结构的PCM部分。本发明的装置和方法不要求对现有 ISDN/ISUP-HDLS物理和/或逻辑信道空间进行任何修改而通过任何 信道拓朴来简单地传递本发明修改的PCM波采样。本发明也使用并 巧妙地操控事务能力应用部分(TCAP)以及包含GSM MAP和 ANSI-TIA-41自动漫游和认证消息接发的移动应用部分(MAP )232a。 本发明巧妙地操控TCAP和MAP协议以便在如图4中所示使用仅一 个SIM卡73的同时提供多路复用多信道服务。参照图1,实现这些 协议而无需回避支配目标网络操作模态的操作标准，本发明也不需 要与主网元等相关联的任何软件或者硬件单元。在图1中，移动交换中心(MSC) 54通常管理比如用户呼叫流
之类的所有呼叫流模态，其中所述用户呼叫流包括始发于移动用户 的呼入和呼出语音和数据业务，这些移动用户向其它移动用户或者或者操作作为PSTN 58上用户存在点的客户驻地设备(CPE) 65的 那些用户进行语音呼叫或者发送数据、文本和其它数字信息。客户 驻地设备(CPE)能够是常规有线或者无绳电话设备、个人计算机 (PC)、虚拟专用网络(VPN)、专用商务交换机(PBX)、拨号 调制解调器、异步数字用户线(ADSL)调制解调器、宽带线缆调制 解调器和/或其它本领域技术人员众所周知的此类用户接口设备。信令系统#7 (SS#7)是虚拟带外信令和控制网络。SS7包括如 今世界上最大的陆线数据通信网络。在北美洲、中美洲和南美洲， SS7在字节字符格式上与称为SS#7的在全球其余地方使用的版本略 有不同地操作。这些差异是本领域技术人员众所周知的。因此对于 本公开的目的而言将不在这里添加这些差异的细节。基本上SS7在 美国和在所有其它国家的操作标准是基于国际电信联盟(ITU)标准。 首先存在ISDN。然后出现"便携"800号码。不久，移动蜂窝提供商 将ISDN看作一种用以将多个移动蜂窝网络集成在一起使得用户能 够从 一 个蜂窝网络漫游到另 一 蜂窝网络而无需人工输入特殊漫游号 码的方式。这一实施解决了当SS弁7应用于ISDN逻辑信道拓朴时的 自动漫游问题以便有助于跨经广泛范围的移动蜂窝网络拓朴的自动 漫游呼叫流。本发明在操控ANSI 41 、 IS-41和GSM MAP协议的独特协议装 置和方法方面利用SS#7，其中这些协议被虚拟地操控以便实现多达 八个用户PCM的多信道接入以及本发明的多路复用信道服务信道 414,这些服务信道在能够与多达八个T1/E1 ISDN/ISUP-HDLC信道 互连的物理数字业务信道(DTC)内在逻辑上加以定义，这些Tl/El ISDN/ISUP-HDLC信道提供在本发明的SRM与STEP网关系统之间 的点到点连接。本发明提供它自己的SVRO归属位置寄存器(SHLR) 66，该SHLR是如图5中所示也互连到常规SS7网络的SVRO带内 ^人证系统的完整虚拟网元。本发明的SHLR应用最新的双栈 (ANSI/GSM-MAP )概念，使得单个配置的SHLR和同步流归属用 户服务器能够应用于任何北美洲ANSI 41、 3GPP和/或全3求GSM MAPPLMN协议。这一独特操控实现了如图4中所示4吏用仅一个远 程可编程用户信息模块(SIM)卡模块73以及根据与标准语音服务 和承载信道服务账户有关的主机移动无线蜂窝承运商网络提供商认 证要求而使用一个注册的可信(bonifide)用户账户。这些要求符合 ANSI-41、 IS-41以及GSMMAP信令和认证协议标准。本发明创建一种能够跨经任何GSM移动无线蜂窝拓朴并在任 何G S M移动无线蜂窝拓朴内漫游的新颖且高度灵活的四*夢S VRO 无线电模块(SRM) 。 GSM使用一种TDMA正交键移(QSK )信道 化变体技术，在该技术中多达八个用户能够使用由任何所选和分配 的GSM数字业务信道(DTC)所定义的相同的已分配的物理射频。 DTC也称为绝对频率信道。各用户业务信道(TCH)在不同时间发 送。数据承载信道或者PCM语音采样的数字位流对应于多达八个不 同的语音对话，或者使用数字TDMA多接入方案对承载数据信道发 送事件进行编码、交织和发送。在TDMA系统中，通常在数毫秒级 在时间上分离采样的语音对话，其中位采样的流被组织成帧。这些 方法也是本领域技术人员众所周知的。本发明使用协议的组合，这 些协议实现了多达八个上游和八个下游PCM语音信道、用于端到端 语音和数据通信的网际协议PCM语音信道、或者在如图1中所示同 时使用仅一个本发明SRM 50的当前的服务收发机基站(BTS) 54 上当前可用的任何GSM承载数据信道的集合分配。GPRS/EDGE用户无线电或者移动站能够同时通过多个用户帧 来访问、获取和发送数据。例如，第8类和第10类GPRS/EDGE网 络能够利用多个上游和下游信道。第8类GPRS/EDGE能够同时接 入和使用一个上游信道和两个下游信道。第10类GPRS/EDGE能够 同时接入和使用两个上游信道和四个下游信道。然而，只有已经利 用实现GPRS/EDGE通信的无线电收发机来改进翻新过的那些收发 机基站(BTS)才能够支持这一特定版本的2.5代服务。另外典型
GSM-GPRS/EDGE承运商安装策略仅允许一个TCP/IP兼容的收发 机。正如所/>开的那样，由于成本和其它因素，只有在中心i成市区 域中的收发机基站(BTS)通常配备有GSM-GPRS/EDGE无线电收 发机。正如所公开的那样，本发明提供用于同时接入和利用多达八 个上游用户信道和八个下游用户信道的装置和方法。SVRO单信道 和多信道通信也能够按照不同服务类(COS)来定义。本发明的另 一重要方面在于语音服务相对于GPRS-EDGE和V.110 TCP/IP端到 端服务而言具有优先级。由于本发明主要使用多达八个语音信道来 发送数据，所以SVRO服务具有与语音服务相同的优先级。在峰值 语音业务时间期间，由于高容量的常规语音业务，所以本发明的语 音和数据服务将不会运行较慢或者被拒绝接入当前的服务网络。本发明的SVRO无线电模块(SRM)能够接入和利用在操作在 任何GSM移动无线 ^共陆上移动网络(PLMN)拓朴中的任何BTS 塔站的硬件配置内安装的任何GSMBTS无线电收发机。类似于任何 GPRS/EDGE/EGPRS或者3G移动用户单元，本发明的SRM能够同 时接入和利用多个用户信道。然而，GPRS/EDGE、 V.llO、 HSCDS 数据、第3代或者任何其它基于CDMA的2.5G或者第3代移动用 户单元都不能够跨经多个用户信道接入和使用多个数字话音语音 -PCM信道和传播的无损数据，因为需要对收发机基站(BTS)、基 站控制器(BSC)和移动交换中心(MSC)实施明显操作变化。本 发明只需为本领域中称为都市事务区域(MTA)或者乡村事务区域 (RTA)的任何整个操作区域集成一个综合SVRO承运商STEP网 关系统。GSM数字语音PCM信道被配置用以提供常规点到点电路交换 信道通信信道路径。常规GSM PCM语音信道随同所有移动蜂窝和 移动中继无线电数字语音信道一起是基于具有存储器的有损频带受 限非线性信道。本发明的数据方法与包括网际协议语音(VOIP)的 所有PCM信道成为一体。不仅通过无线空中接口信道而且通过通常 运送常身见PCM语音信道通信的光学和金属信道拓朴来4吏用这些信道
结构。本发明也利用通过ISM/蓝牙、IEEE802.il 、 IEEE802.16-WI画FI、 WI-FI MAX、 WI-FI Hyperlink以及支持PCM语音、数据、文本、视 频、音频等的其它ISM信道来应用的PCM语音信道和PCM数据信 道、PCM — 见频信道和PCM音频信道。事实上，本发明引入一种用 于传播SVRO虛拟符号数据的完全新颖的手段，其中所述数据可能 源自于如图1中所示本发明的STEP网关系统51或者源自于通过本 发明的STEP网关系统51来路由的任何客户驻地设备(CPE ) 65。通向也充当专用无线服务器的SRM 50的虚拟信道链^^实现了 通过如图1和图7中所示的微蜂窝IEEE802.16 WI-FI和/或WiMAX 184拓朴的通信。本发明提供了用于在集合地定义SVRO虚拟语音 和数据通信信道126、 126a、 126b、 126c、 126d和126e的一个无缝 通信事件中分别通过ISDN PCM信道、ISUP/HDLC/PCM语音和PCM 数据信道、移动无线蜂窝空中接口信道、PTT-PoC信道以及本发明 的SVRO子网(SSN) IEEE802.il 、 IEEE802.16-WIFI画WIFI MAX、 WIFI-Hyperlink2 、 ISM/DECT/蓝牙信道来应用它的独特无损符号数 据协议的装置和方法。本发明的这种独特通信事件可以包括如图1 和图7中所示使用通过GSM或者任何其它移动无线蜂窝PLMN技 术、IEEE802.16 WI-FI和/或WiMAX 184拓朴网状拓朴来才喿作的一 个或者多个逻辑信道。本发明也引入一种在SVRO-SVRO移动^^窝 网络与具有SVRO功能的IEEE802.16 WI-FI、 WI-Max和Hyperlink2 网络之间实现无缝自动漫游的新颖协议。通过任何移动无线蜂窝空中接口信道拓朴来使用的PCM语音 信道通常被压缩和重度加密，以便保证对话私密性。本发明也引入 一种新的Holophasec3D-编码解码器(H3D-Codec ),该编码解码器 将用来动态地交换在包括SRM的应用和PCM突发功能的软件模块 中驻留的常规音码器软件。当本发明使用非修改的PCM语音、数据、 音频、视频和其它多媒体文件(本发明将这些文件应用于未修改的 数字PCM或者承载数据信道)时，H3D编码解码器用来动态地增加 原始和有效数据吞吐量效率以及PCM和/或承载数据信道效率。H3D
编码解码器动态地降低每PCM采样的数字位数量。在一些情况下， 完全上下文字符将在一些情况下需要每字符六位而在其它情况下需 要每上下文字符采样三位。在常规原始数据速率的比较方面，这将造成提供每信道在20-30之间的Kbps。然而，H3D编码解码器在主 机PCM语音、数据、文本音频和/或多々某体信道的上、中和下频率、 相位和幅度界限内操作。H3D编码解码器不仅仅用于未修改的移动 无线蜂窝语音信道中，因为本发明的H3D编码解码器通过基于 TCP/IP的I.P.语音(VOIP)信道来实现高速符号数据和同时语音服 务。这一使用创建在本领域中完全独特的Holophasec 3D VOIP (H3D-VOIO)协议。H3D编码解码器实现音码器的所有常规操作 参数。然而，H3D编码解码器消除常规音码器的许多单元，包括严 重阻碍语音和数据传送性能级别的各种滤波算法。当SRM50用来支 持常规语音时，SRM的协议栈为常规音码器软件交换H3D编码解码 器。当用户需要SVRO无损符号数据服务时，SRM的协议栈简单地 交换回到H3D编码解码器。H3D编码解码器改进主才几PCM信道的 性能，使得它能够传播可以包含语音、数据、文本、音频和/或其它 多媒体信息的优化数字采样。事实上，H3D编码解码器能够在全速 率与半速率之间自动交换或者它即使在BTS上的其余信道以半速率 操作时仍然能够保持全速率发送。参照图1,在一些情况下H3D编码解码器的灵活性延展超越了 PCM语音信道的发送界限。本发明也被设计用以通过诸如9.6异步 信道、分组组装器/解组装器信道、远程服务信道、第3组传真信道、 X.25信道等任何承载信道来在SRM50与STEP网关51之间进行端 到端才喿作。这还能够结合WI-FI 802.11和/或WI-MAX IEEE802.16 184通信信道拓朴来深入。这一独特拓朴能够在一些应用特定的情况 下延展任何具有SVRO功能的ASP 55和CPE 65。本发明也才是供如 下装置和方法，该装置和方法将这些移动蜂窝信道多路复用，使得 能够使用多达八个上行链路或反向信道以及使用多达八个下行链路 或前向信道来随同接入一起发送多路复用的信道宽带数据和语音，
并且本发明将WI-MAXIEEE802.16、 184、 WI-FI IEEE802.11拓朴与 这里定义为SVRO无线电模块(SRM)50的一个通信设备一起使用。参照图1和图5,本发明实现在多数情况下基本上对称的双向 通信。本发明针对经由如今本领域中已知的任何服务移动或者固定 数字语音和数据通信网络在本发明的SRM 50与STEP网关系统51 之间发生的上行反向信道发送和下行前向信道发送都实现基本上相 同的性能。这些专用PCM采样从本发明的SRM50传播到各收发机 基站(BTS) 54并且由发送速率适配单元(TRAU)控制，其中所述 TRAU通常与基站控制器(BSC) 63协同定位，其中所述基站控制 器应用与SRM 50有关的纠错和信道定时、同步以及本领域技术人员 众所周知的其它功能。本发明的快速/连接和断开协议是SRM 50独 特信道内协议层和STEP网关系统51 SW/SSP 87独特信道内协议层 的软件部件，这些软件部件使用与用于常身见语音呼叫PCM语音信道 模态相同的同步方法。如图4中所示作为SRM 50的基本软件部件的 协议栈1112以及如图5中所示的协议栈112a独特地掌控本发明的 独特信道内协议层以及独特带外信令和认证协议层。本发明仅引入 用以优化信道内符号数据传送性能的 一 些附加的同步、周期性拍音、 滤波器优化等。本发明使用ISUP/HDLC的协议层和/或ISDN链路层 协议在SRM 50之间纟喿作，正如无缝地通行经过"l务移动无线PLMN 的MSC和/或网关MSC，该MSC虚拟地连接到如图5中所示与服务 交换点(SSP) 87阵列协同定位的本发明STEP网关系统51。参照图2，为了更好地理解本发明所引入的益处，虚拟带内 Holophasec 3D遗传算法(H3D-GA )协议也是一种称为Holophasec 3D 虚拟调制(H3F-GA-VM)的遗传调制技术。术语Holophasec简单地 意指任何定义的信道空间的整个或者完整360。相位利用。然而，在 传统网络的情况下，本发明能够用来仅仅优化二维(2D)香农信道，该信道在这时支配包括微控制器等的所有形式的通信模拟和数字通 信拓朴。然而，无论本发明的装置和方法应用在何处，本发明都完全地优化这些二维(2D)拓朴。组合的这种独特合成创建了Holophasec 3D遗传算法-虚拟调制(H3D-GA-VM) 。 H3D-GA-VM具体表达了数字采样调制初始化的遗传算法优化过程的独特应用， 其中所述过程包括动态波形适合度评定、波形选择、波形跨越、波 形变动以及通过无损和有损信道环境的无损数据通信的终结。本发 明提供了独特符号词典的装置和方法，其中所述词典动态地操作以 便为比如蜂窝一键通(PTT-PoC )这样的信道内服务提供最优波采样 状态，其中所述服务使用H3D-GA-VM调制在PTT-PoC多用户通信 期间在定义的PTT-PoC用户组内递送同时语音、数据、文本、音频 文件、视频文件。本发明也能够应用于为多个应用而使用预连接 MRC-SHPD通信服务来实施用户组在线指示符(PTT-OLI)等。这 一词典构建在本发明虚拟H3D-GA-VM调制算法的能力上，其中所 述这些算法产生n维波状态，即包括n维符号变化的波采样快照。 这些新颖装置和方法产生数以千计的符号以供使用。在许多情况下， 提供数以百计和数以千计的不同二维和三维符号，例如英文字母"A" 或者数字"9"。参照图14,这里例如描绘了本发明为比如金融通信网络的机器 到机器(M2M)通信提供独特通信形态，其中所述金融通信网络支 持自动柜员机(AMT) 248、商户FT/POS终端244事务通信、无线 拒员机终端394等。事实上这一新颖装置和方法无论操作标准如何 都能够用来优化任何语音或者数据信道，因为它是 一 种完全创新的 数字调制方式并且能够集成于如今本领域中已知的现有调制方案的 协议层内。本发明提供Holophasec 3D遗传算法虚拟调制 (H3D-GA-VM) 249作为产生无穷符号词典的Holophasec 3D谐波 符号构造(HSC)生成形式。这些独特词典是基于无穷可操控的符 号采样状态。出于通过现有无线和有线通信网络信道拓朴的布署考 虑，H3D-GA-VM所基于的Holophasec三维空间分集逻辑简化成二 维(2D)。所有模拟和数字通信技术当前是基于2D逻辑，因此与 Holophasec 3D有关的技术的所有实施都简化成二维符号协议构造， 以便将本发明的协议、处理和过程应用于当前无线和有线通信系统。
由于本发明的H3D-GA-VM调制装置和方法所固有的专用模态而能 够动态地改进如此之多的常规调制方案。
参照图1，除了这样描述的主机公共陆上移动网络(PLMN) 单元之外，本发明还引入已经巧妙地修改为实现本发明的协议、处 理和过程的常规用户和网络管理装置以及用户装置。这里提供SVRO 无线电模块(SRM) 50和同步流事件事务处理(STEP)系统51。 组合的这两个主要虚拟网络部件包括完整的SVRO宽带、陆地和地 球外的-无线和有线全局通信拓朴。SRM 50包括常规移动无线电以 及专用固件和软件模块，这些模块能够配置用以通过任何已知移动 蜂窝(MCR)、移动中继无线电(MTR)网络拓朴来实现SVRO多 信道服务的无缝操作。
本发明修改了实现STEP网关系统51始发的以及SRM 50终结 的语音服务方法的无缝网络接入的常规协议层，反言之，本发明实 现了 SRM 50始发的以及STEP网关51终结的接入，该接入掩蔽了 通过多个电路交换语音信道、公开的承载数据信道和远程服务信道 的无损符号数据、文本和多媒体文件的虚拟集成，其中这些信道通 过本领域中公知为数字业务信道(DTC)的绝对频率信道(AFC) 在逻辑上进行操作。本发明应用了修改的用户无线电管理协议栈和 主机移动无线网络管理协议层，这些协议栈和协议层实现了对本原 机制的巧妙操控，这些操控具体表达了对如下各项的虛拟修改；(a) 常规PCM语音信道服务请求；(b)用户语音和数据服务请求认证 通路；(c)主机网络PCM语音信道分配；(d)从SRM50到服务 收发机基站(BTS)与经由多个业务信道(TCH)分配的用户服务层 有关的控制信道功能。
在图1中，BTS 54包括基站子系统(BSS )，基站控制器(BSC ) 63管理适当的数据链路、控制链路和语音信道链路，比如E1/T1信 道等，这些信道链路是集成服务MSC 53和/或服务网关MSC 53与 >共交换电话网络(PTSN) 58的物理信道链^各；(e)用户无线电 管理等。当SRM 50用作为宽带无线电部件83 (该部件是如在图7
中所示4全测到的IEEE802.16或者IEEE802.il全向与定向网状网络 185的集成部件)时，本发明的协议栈也在移动蜂窝PLMN 155与协 同定位的WI-MAXIEEE802.16之间实现无缝割接(cut over )。
参照图1，本发明操控主机网络多信道；常规音码器的多路复 用、控制、信令、认证、操控；带内TCH语音信道PCM采样的重 映射、Holophasec3D编码解码器方法的引入，这些方法是H3D调制 方法以及优化波状态的符号词典生成和传播方法的产物。本发明也 组合了独特远程特征接入增量、呼叫者I.D.文字数字信息、控制信道 语音和数据逻辑信道分配算法，以便向现有窄带移动蜂窝网络提供 高性能、灵活、高效和安全的多信道服务。在图4中描绘了本发明 的SVRO无线电模块(SRM ) 50的逻辑框图。印刷电路板(PCB ) 阵列67包括所选常规电子部件，这些部件通常填充移动蜂窝无线电 PCB和WI-MAX IEEE802.16e无线电才莫块。这里示出了包括如 Holophasec 3D编码解码器58的软件创新的部件以及渐进逻辑步骤， 其中所述编码解码器生成图2中所述的H3D调制249装置和方法。 这里也提供常规音码器69，该音码器实现语音呼叫并且能够被本发 明用于根据本发明的关键方面来传播无损快速连接/断开管制符号波 状态。
在图1和图4中，SRM 50在物理上和在逻辑上与专用设备 (ASD) 52进行接口 。专用设备能够是自动拒员机(ATM) 248或 者单个商户EFT/POS终端244a。本发明引入了所选新颖协议栈结构， 这些结构被添加和集成到比如中央处理器、时钟、音调、内部总线 逻辑系统和人机接口 (HMI) 85这样的常规移动无线蜂窝移动无线 电协议结构中。此外提供了实现本发明的多层多功能优选实施例的 修改的协议、处理和过程。本发明创建和引入了通过多个空中接口 逻辑语音PCM信道、E1/T1-DS0、 DS1语音PCM信道、 ISUP-HDLC-LLP交换机到交换机信道以及I.P.语音(VOIP)信道等 的语音、数据、文本同时传播，这些信道在SRM50与本发明的STEP 51系统之间无缝地交互。SRM 50也专门地与专用多媒体硬驱系统
379和闪存379a相适合，其中所述闪存实现了多i某体文件如MP3、 MP4、视频编码解码器文件等等的存储和回;^文。SRM50也能够与音 频和一见频回方文软件和硬件部件相适合，该部件将实现用于任何客户 或者商业专用目的的大规模成批应用回放和显示阵列。
SVRO虚拟网络及其专用H3D-GA-VM调制实现了经由前向上 行链路TCH语音信道从本发明的STEP网关系统51发送到SRM 50 的这些多媒体文件的快速发送，其中所述信道是如图8中所示主机 移动无线蜂窝GSM和/或CDMA PLMN 155数字业务信道(DTC ) 201等的部件。本发明的独特H3D调制和多时隙信道协议栈实现了 一种最低成本、最高效和安全的手段用以向遍及第2代移动无线蜂
提供比如音乐文件和视频文件这样的多媒体文件。本发明的SRM50 分别与无线电和协议部件以及算法过程相适合，这些部件和过程实 现了在具有SVRO H3D-GA-VM调制功能的GSM PLMN 155与 SVRO H3D-GA-VM调制的IEEE802.16全向与定向网状网络之间的 无缝漫游。这些WI-MAXIEEE802.16网络在遍布全球的才几场、酒店、 购物中心和整个都市区域中运营。
参照图1， GSM数字业务信道是包含八个逻辑信道时隙的物理 数字业务信道(DTC),所述信道在被虚拟地转换时变成SVRO高 带宽同时多信道125 H3D-GA-VM通信介质。SVRO信道126支持能 够相应地始发于SRM 50或者STEP 51的同时双向通信。在一些应 用特定的情况下，SVRO双向虚拟通信信道能够始发于被配置用以 支持本发明的协议的所选ASP 55。根据本发明的第五方面，本发明 提供了结合如图9中所示本发明的独特PCM采样结构来工作的网际 协议语音(VOIP) 62的变型。这八个逻辑信道实际上是通常分配给 在按照常规信道接入协议进行操作时的分离用户的八个用户信道。 这种方式对于所选商业应用而言具有价值。本发明能够通过新颖的 动态级联功能来将这些信道初始化。
参照图1和图2，本发明通过遵循完全创新形式的协作遗传算
法跨越、变动和形成经过信道符号优化来独特地应用信道性能。这 一方法能够应用于存在于如下模块和调制解调器中的所有形式的音
码器GSM无线电模块、TS-CDMA无线电模块、CDMA IS-95-20001X 无线电模块、3GSM、 iDEN无线电模块、GPRS无线电模块、EGPRS 无线电模块、UMTS-WCDMA无线电模块、卫星用户无线电模块、 线缆宽带调制解调器、ADSL调制解调器、本发明的SVRO宽带快 速连接调制解调器等，其中这些宽带快速调制解调器用来增强用于 金属和光纤信道的虚拟专用网络(VPN)。本发明使用遗传算法来 进一步编码和稳定H3D-GA-VM调制谐波符号构造(HSC)。本发 明也引入几何符号构造(GSC)采样作为一种映射本发明的遗传算 法波编码的方式，该方式根据三位分形-弧度-向量形成来定义波符号 总体。提供这些谐波形成以创建一种需要少量SRM 50和镜像STEP 51网关系统设备协议计算的词典和简单查找表。
本发明提供一种简单的谐波符号构造(HSC)波形查找表。首 先随机创建波形结构的^、#。本发明提供第一谐波生物模仿，该模 仿在如何优化电,兹波形成以及将这些形成应用于任何所选通信信道 空间方面涉及频谱谐波以及所选生物函数的合并。在这种情况下， 这些专用波形结构也称为跨经所选信道来发送的上下文符号。协调 地评定各符号的适合度，然后通过消除那些在如下方面被判断为不 适合的实体来增加符号总体的平均适合度，其中所述方面是在波形
通过信道从收发机-发射机传播到收发机-激励器时表现如何以及激 励器有多良好地接受符号并且将符号匹配于存储的符号。作为发送/ 发射波符号条件的响应反映了瞬时信道的条件。以这种方式，本发 明确定哪些波符号要保持和重使用而其它符号需要被丟弃或者用于 在其它通信拓朴中存在的其它信道，这些拓朴比如是可以不同配置 的其它GSMPLMN网络、WI-FI网络等。以这种方式，不会浪费生 成的符号。
重复使用的符号是通过分析接收的波符号在接收/激励点处的 谐波稳定性而在系统中工作良好的符号。当谐波符号不可接受时，
通过组合旧的适合实体、在跨越过程中和/或者通过随才几更改、变动 以产生新符号或者子符号来取代去除的符号，这些新符号或者子符 号被优化以便跨经相同信道和/或在比如单个微处理器这样的其它拓 朴中的其它信道表现得好得多。事实上，本发明选择在与单个专用 设备通信时跨经所选信道拓朴工作最好的符号。专用设备如自动拒
员机(ATM) 、 EFT/POS终端、远程信息处理-遥测设备、个人数字 助理(PDA)和便携计算机等。事实上，本发明提供一种用于为各 专用设备应用单独符号词典的独特方法。本发明也引入一种称为 Holophasec 3D力。密的创新加密方法。
以这种方式，能够优化远离MSC53、 53a和本发明的STEP41 网关系统进行操作的ATM机器。ATM机器、EFT/POS设备和固定 远程信息处理-遥测专用系统固定于一个拓朴位置。当SEM 50随同 公开的固定设备之——起安装时，SRM天线被安置用以关于服务收 发机基站(BTS) 54以最大效率操作。各无线电信道之所以独特是 因为通过许多与环境和网络性能有关的方面来形成它的足迹。发送/ 发射、后续跨经所选信道的传播以及接收/激励的这个处理定义了符 号的评估、去除和更换以便获得优化的性能级别。重复这一处理直 至产生最优符号词典。这 一 适者生存方式模仿了在生物功能中不言 而喻的生物演变中出现的自然选择。本发明提供用以发展符号集的 装置和方法，其中所述符号集作为通过所选信道的通信方法表现良 好。这一方法也直接涉及n维符号词典变量的产生，这些变量生成 几乎无穷的n维信道符号加密。本发明提供了用以将永久生成和动 态应用的符号词典等应用于与任何WI-MAX IEEE802.16和/或WI-FI IEEE802.11全向与定向网状网络拓朴相组合的任何移动蜂窝信道介 质。
如何定义符号或者符号集的适合度能够有所变化。从很广义的 方面而言，很适合的符号是能够通过信道发送并且几乎无错或者无 错地在接收机成功识别的符号，而不适合的符号是在通过系统发送 时常常被错认为另一符号的符号。因此，用以评定波形符号适合度
这一处理的最直接方式是使用符号进行仿真以便通过信道进行通信 以及测量各符号或者符号组的错误概率。尽管有效，但是这种适合 度评定方法可能耗费时间，因此作为更快的替代方式，可以将符号 的适合度定义为讨论中的符号与词典中所有其它符号之间的最小差 异，因为符号之间的差异意味着采样点之间的均方差。某些信道拓 朴如光纤信道往往在预测良好的模态内操作，而无线电信道可能表 现出宽泛得多的性能变化。这是令人满意的适合度定义，因为按照 谐波符号与词典中的其它符号有多么相似来确定该符号被接收机错 认为另一符号的概率。出于效率这一点考虑，不应当丢弃符号而应 当存储所有符号以供以后使用。尽管针对优化符号词典这 一 问题而对人工寻优最简单直接的 应用是为了生成多个不同词典并且允许它们使用参照图2所公开的 算法来进行寻优。但是在这一方法中，本发明的算法允许寻优处理 中的每个新的符号波形实体产生整个词典如分形结构，该结构产生具有自相似性但仍具有无线独特性的无穷变型。然而，这一处理由 于涉及到很大数量的变量而既耗时又低效。由于任何特定符号的性 能部分地由词典中的其它符号来确定，所以协作的优化方式是最高 效并且为本发明所利用。在协作遗传算法中，仅考虑单个符号词典， 使得各实体是单个符号，而符号必须以如下方式寻优使得它们相互 补充或者协作，以形成最优词典。也可组合竟争与协作这两种方式，域和时域中均呈现。然而从三维观点来看，需要从定义的信道顶部无用中心(TDC)或者零点的观点按照360。度相位来考虑这些相同 的符号。当优化的字母表用于数据发送时，分配字母表中的各符号用以 代表一条数据或者上下文字符。在接收机处，通过将接收符号与表 中的符号相匹配来恢复此数据。这一模式匹配能够通过许多公知方 法中的任何方法来实现。这些方法包括但不局限于任何种类的申请 网络、最小均方差、最大谐波匹配似然度等。为了补偿信道的影响， 在我们的特定情况下是GSM 850-900/1800/1900MHz音码器或者 WI-MAX 802.16 VOIP音码器或者H3D-VOIP音码器，H3D编码解 码器应用于在4壬何通信信道内比如VOIP这样的4壬何PCM采样方 法。这是一种通过测量在很长的数据发送时段上对各符号的平均影 响来实现的新颖三维递归协议。以这种方式创建一种新的字母表，望它表现出的符号。本发明提供了保证SVRO符号在它从发射机-发 射这一点通过信道传播到接收机-激励这一点时的完整性的装置和方 法。然后蜂窝网络或者其它模式匹配机制在对传入符号进行解码 时使用这一新的谐波符号字母表。这一补偿方法允许不同地均衡各 符号，这对于非线性或者VOIP信道或者WI-MAX 802.16信道而言 是优点。这里所描述的以及公开的附图所代表的通信协议同样无需 调制。事实上它如同在发射机处从查找表中选择而在接收机处对提 供优化谐波匹配的不同但是对应的表进行寻址一样简单。这具有成 本低、灵活和容易实施的优点，因为这种方式减少了计算复杂度。 本发明应用 一 种独特协议，该协议按照 一 种被设计用来在没有话音 时避免发送的技术来一喿控PCM语音信道语音活动检测(VAD)。 V A D持续地监视信号活动以确定话音是否存在还是仅有噪声。如果 它推断没有话音，则它取消发送。这对于通过GSM信道的数据发送 而言可能造成问题，因为它拥有类似噪声或者白噪声的特征。本发 明发送非对称周期性拍音，该拍音不含数据但是充当一种去激活所 选P C M信道滤波器的手段，这些滤波器倾向于阻碍本发明的优化符 号数据结构的高效传送。这些周期性节拍用来更好地优化所选信道 以便保持也涉及不连续发送(DTX)模式的VAD激活。本发明的H3D-GA-VM调制和词典生成装置协议处理具体表达 了如下这些处理初始化、波形适合度评定、波形选择、波形跨越、 波形变动以及终结。为了保证VAD指示存在有语音，利用这一优化 谐波节拍/音调模式在约80ms的时间标度上动态地改变信号的频i脊
包络是足够的。为了在当前协议之下实施这一点，能够使用两个发 送字母表，其中各字母表被设计为具有不同的频谱形状。当然，这 意味着必须同步地在接收机使用两个不同的对应字母表。这一方案在图2中示出。本发明的第四方面引入这里介绍的方法以便在常规 音码器点以及位于服务BTS或者BSC (在 一 些情况下为服务MSC ) 的主机服务网络发送速率适配单元(TRAU)处通过具有存储器的非 线性PCM信道传播数据通信。这种方式同样无需调制以及需要很少 的的信号处理。所实现的数据速率取决于字母表的大小并且也可以 受限于计算硬件的处理能力。由于这里描述的用于生成信号字母表的算法是随机的，即各寻 优是独特的，所以可能有的字母表的数目基本上是不受限制的并且 由于不受限制的符号多样性而赋予本发明众多的加密模态。因为无 需附加加密或者其它安全层，所以这使得它对于如下应用而言具有 吸引力，这些应用比如是用于ATM事件发送和EFT/POS事件发送、 充值预付借记服务以及大规模成批机器到机器(M2M)应用的金融 通信的安全数据发送。虽然当前实施例考虑通过GSM PCM语音信 道的数据通信，但是这一技术的其它可能应用包括通过任一种具有 存储器的有损非线性信道，如VOIP-TCP/IP信道的数据通信。该新颖的处理如下。初始化建立包括受限频带内符号的初始 总体；分配跨越和变动的概率、用于H3D-GA所必需的其它变量。 适合度评定计算总体中各单独符号的适合度。适合度反映了符号 在已经通过音码器或者经由H3D编码解码器发送之后有多好地得以 "保留"。选择这是选择更适合的谐波符号以便再生下一代符号的 处理。结合瞬时信道条件基于单独符号的适合度来分配选择概率。 总体中的单独波符号根据它们的适合度来加以分类。跨越这是在提高下 一代符号的适合度这一意图下通过交换所选父系符号的特征 来生成新符号的处理。变动该变动处理保证了总体的多样性。它 是通过向符号的一个或者数个分量添加随机扰动来执行的。终结 当达到目标适合度或者已经通过了特定数目的多代符号时发生终 结。这一方法也用作如下新颖协i义、处理和过程的一部分，该协i义、处理和过程创建了不断改进性能版本的H3D编码解码器。关于由本 发明的SVRO无线电模块(SRM)为互连到SVRO事务事件处理器 (STEP )网关系统的移动蜂窝和WI-MAX IEEE802.16全向与定向阵 列拓朴184而实现的动态控制，Holophasec 3D编码解码器用来取代 常规音码器软件。参照图1，无论基于移动还是陆上线路，所有电话用户号码都 包括相似命名。例如，所有用户目录或者MIN号码包括: NPA-NXX-XXXX号码结构。例如在美国，NPA或者号码规划区域 (NPA)指定用户起始或者归属用户区域代码。服务移动交换中心 (MSC)在物理上位于特定城市或者乡村用户指定的区域。各区域 分配有特定区域代码。如果SRM 50发送的NPA与分配《会当前的服 务MSC 53的NPA匹配，则SRM 50用户3皮认为是归属用户。如果 SRM 50发送的NPA与服务MSC 53分配的NPA不匹配，则SRM 50 用户被认为是漫游者或者拜访用户。如果SRM 50用户被指定为归属 用户，则MSC 53路由SRM 50,将REGNOT增量117 3各由到MSC 54 和它相关联的归属位置寄存器(HLR) 60。 HLR是相当简单的数据 库，该数据库存储用户信息，比如当前记账状态、注册状态、当前 操作区域、当前呼叫状态如是否在对话中、远程特征接入状态以及 其它当前历史活动细节等。HLR和VLR 61纟皮定义为通过公开的第 七号信令系统(SS7)网络进行操作的服务控制点(SCP) 。 SS7网 络59是主要用来运送用户信息、呼叫路由协议等的带外信令网络。 在一些情况下，SRM 50能够操作为漫游移动用户、归属用户 以及同时为漫游用户和归属用户的组合，而这取决于与主才几网络正 在利两和服务卄幺SVRO应用有关的服务类型。这完全地取决于 SRM50被配置用以向用户提供的服务类型。参照图1和图4，在该 第一例子中SRM50被动态地配置用以来使用常规音码器/编码器69 和音码器/解码器69a或者H3D编码解码器作为编码器或者解码器 68、 68a来发送SVRO数据呼叫。 一旦恰当地认证SRM 50， SRM 50
用户就能够选择进行常规语音呼叫或者发送和接收无损数据呼叫。本发明如此透明以至于服务主机移动无线蜂窝网络将仅把SVRO数 据通信事件"视"为常规语音呼叫。主机网络运营商甚至将检测不到 明显的信道性能差异化。这实际上是包括一些本发明的装置和方法 的关键优点之一。SRM50用户能够指定为人类用户，或者如果SRM 50连接到与机器到机器(M2M)通信有关的专用设备(52),则基 于专用设备(AD) 52操作软件中包含的自动自治指令来进行SVRO 数据呼叫。在一个例子中，SRM 50与自动拒员机(ATM)集成，而客户 插入他的信用卡或者银行卡以执行 一 些有关的交易，S RM 5 0对实现 完全金融通信事务的自动功能简单地做出响应。当ATM客户将他的 卡插入具有SVRO功能的ATM中时，在他已经完成输入它的个人标 识号(PIN)之前，ATM已经将SVRO通信事件初始化。 一旦认证 过程完成，服务MSC 53命令相关联的基站控制器(BSC) 63使相 关联的收发机基站(BTS) 54经由分配的反向空中接口和PSTN信 道118在SRM 50和STEP 51之间^各由完整的点到点数据呼叫通信 电路。这一常规无线移动蜂窝公共陆上移动网络(PLMN) PSTN 58 带内信道路径使用了常规T1/E1-ISDN 64协议方法。在这种情况下， 将带内信道在逻辑上构造来支持脉沖代码调制(PCM)语音采样。 在一些应用特定的情况下，本发明的STEP网关系统51系统也能够 将到关联SRM 50的语音和/或数据呼叫进行初始化。应用服务提供 商(ASP) 55如银行系统ATM交换机i殳施能够通过经由万维网(WWW ) 62 TCP/IP-VOIP网络62对关联的STEP 51系统建立本发 明的专用Holophasec 3D PCM数据呼叫来容易地进行SVRO数据呼 叫。本发明能够将它的H3D编码解码器应用于隔离的虚拟专用网络(VPN) 197的金属和光纤信道以便保持可能的最高安全性。本发明 的VPN 197网络也用作如下装置，该装置用以进一步保证递送任务 关4建消息接发，比如ATM和电子金融传送-销售点(EFT/POS)交 易消息接发。无论SVRO数据呼叫始发于SRM 50还是STEP 51 ，本
发明都将新颖的虚拟优化过程应用于分配的PCM话音/语音信道的 操作。参见图2,本发明虚拟地转换这些PCM采样以支持无损符号数 据消息格式而无需应用任何附加开销等。事实上本发明仅应用作为 谐波节拍模式的管理音调，这些模式摆脱了在互通功能(IWF)的回 声消除和噪声因子，该IWF是在如图1中所示当前的服务主机移动 蜂窝PLMN155内工作的网元。参见图2,这些信道优化音拍模式增 量200a、 200b不含用户数据而仅用来将某些操作过程最小化，这些 过程可能在无损数据在优化有损语音呼叫的信道内模态内发送时破 坏该数据，也可能产生对于跨经常规有损PCM语音信道的无损数据 传送而言有害的异常。这些优化的音调和节拍模式也用来最小化当 前的服务收发机基站(BTS)发送速率适配单元(TRAU)的操作， 该TRAU通常管理在几乎所有移动无线电话PCM语音信道中4吏用的 空中接口 PCM语音信道。因此本发明应用所选频率音调，这些音调 动态地关闭信道内回声消除滤波器、优化TRAU单元操作以及本发 明的虚拟信道解决方案所能够优化的其它此类语音信道单元、协议、 处理和过程。本发明在生成和发送已经被映射用来提供无缝无损数 据通信的优化波符号过程中应用优化音拍模式200a、 200b。 H3D-BP 音调增量200a和200b是SRM/STEP在始发SVRO数据呼叫时提供 的本发明优化的波映射138、 138a过程的完整部件。SVRO虚拟网络利用管理本发明多信道协议、处理和过程的专 用SVRO协议栈。SVRO协议栈安装于专用数据存储模块112和专 用数据存储模块112a中，该模块112是如图4中所示的本发明SVRO 无线电模块(SRM)50的关键部件，而该模块112a也是本发明SVRO 事务事件处理(STEP)网关51系统的关4建部件。SVRO协议栈112、 112a分别集成和管理如图4和图5中所示的虚拟SVRO多信道接入 多路复用系统72、 72a。正如所公开的那样，SVRO多信道拓朴组合 了基于安全的点到点电路的信道与本发明的独特筒化分组交换技 术。本发明的SVRO协议栈在逻辑^^艰經(w/z"^/b〃mi^-w/7"/)的
顺序方式下交织消息内容以便保持内容递送到它的网络目的地的线 性进展。完全分组交互技术跨经多个TCP/IP信道在非顺序方式下组 装消息串，其中这些消息串无序地到达它的目的地并且必须重新组 装以便实现消息的逻辑意义。参见图8,,在初始网络始发过程中无论是先选择用户时隙-信 道一 171、 二 172、三173、四174、五175、六176、七177和/\ 178 中的哪个，以及无论最后选择哪个用户时隙-信道来发送多信道消息， 各信道都是专用信道而不是共享信道。通常所有GSM-TDMA信道标 准倾向于分配有零到七的数字顺序，包括所有八个时隙或者多时隙 信道。为了这一公开的目的，各时隙被指定一到八。相对于指定时 隙 一到八的常规手段而言的这一略樣t变化实现了本公开内所包含的 优选实施例的更简单逻辑描述。因此各用户时隙-信道包含指向相同目的地的消息，该目的地分 别为本发明的SVRO事务处理器(STEP) 51网关系统或者反言之为 本发明的SRM50。组合的整个消息变成在专用、安全而不是共享电 路上的分组交换结构。另外本发明消除了接收无序消息结构并且重 新组装这些消息以便实现所包含的消息逻辑意义的开销杂乱。本发 明的协议装置和方法容易使用多个信道来保证逻辑结构化消息的及 时且有序的到达。这是应用于所有本发明无线移动蜂窝PLMN通信 拓朴以及本发明有线光纤宽通服务的相同方法。参见图1, SRM 50和STEP 51 SVRO协议栈实现了高效主机移 动PLMN信道接入和利用。正如所公开的那样，SVRO数据消息接 发协议划分成如图1中所示使用多达八个151上行链路SYM-REV 信道118和多达八个152下行链路SYM-FWD信道119来顺序级联 的分组。不同于交替的GPRS、 EDGE、 3G和3GSM发送，本发明 的发送是连续的直至通过一到八个隔离信道流完全地发送和终结整 个所选用户消息。SVRO在最佳的无线电信道条件之下实现每用户 SVRO-PCM语音信道118、 119每秒多达48千字节。当虚拟地分配 GSM数字业务信道的所有八个信道时，SVRO虚拟网络方法能够在 H3D编码解码器68被激活和应用于各SVRO-PCM用户信道时通过 提供多达八个SCRO-PCM语音信道118、 119的现有数字业务信道 每用户每秒递送384千字节。这一新颖性通过分别如图4和图5中 所示的SVRO协议栈112、 112a来实现。这一性能取决于瞬时无线 电信道条件、网元性能、优化的信道编码和SRM50的能力。类似于 任何分组交换技术，通过4吏用TDMA帧的一个以上的时隙和CDMA 帧的分配编码时隙(或多或少类似于HSCSD和V.110)来实现数据 速度的增加。然而，在移动蜂窝无线通信环境下使用多路复用语音 信道之前从未实现这一形式的多路复用。可用时隙的虚拟分配可以 从一个瞬时到下一瞬时有所变化。这一重要方面归因于SRM 50用户 以及与应用服务提供商(ASP) 55相关联的STEP 51运营商所要求 的所需数据速率。不同于GPRS、 EGPRS、 V.llO、 HSCSD、 3G和3GSM， SVRO 虚拟网络无需添加在各基站控制器(BSC )63和移动交换中心(MSC ) 53必须安装以便GPRS、 EGPRS工作的SGSN支持节点。本发明相 较于任何可比较的GPRS、 EGPRS、 3G、 HSCSD、 V.110和3GSM 网络解决方案而言以明显更低的成本提供更好的性能。 一旦安装， STEP 50系统就能够通过多个移动交换中心(MSC) 53、基站控制 器(BSC) 63和收发机基站(BTS) 54来服务于大量用户而无需对 任何现有移动PLMN网元应用任何硬件、固件或者软件添加或者升 级。参见图2，为了通过一个或多个同时连接的SVRO分组交换信 道更好地提供高速数据服务，本发明也应用所选虚拟信道内修改， 这些修改使用如图2中所示的非对称拍音H3D-T-BP音调增量200a、 200b来防止不连续发送(DTX)和语音活动检测器(VAD)干扰本 发明的单信道和多信道通信。常^见DTX/VAD协议往往阻碍本发明 SRM50和STEP51系统的高效无损数据传送。这些修改在各SVRO
机网络的任何损坏。在这一特定情况下SRM50包含新颖协议、处理和过程，这些协议、处理和过程实现了由本发明公开的人工寻优遗传算法所产生的优化波形的虚拟映射，如图2中所示。本发明生成稳定并且对于常规操作参数和设备规范不造成任 何问题的优化频率、相位和幅度组合。音码器实质上是存在于所有 移动无线数字语音电话用户装置内的软件模块。H3D-GA-VM调制方 法不通过现有的音码器或者本发明的H3D编码解码器发送数据，它 只创建作为本发明的遗传算法所产生的专用波状态词典一部分的可 接受无损波形。各特定波状态、或者等同于常规上下文字符的多个 波状态的组合。参见图2,本发明的SRM50和STEP51均包含存储 的符号词典170和170a,这些词典分别是保持这些独特波状态字符 的数据库。各符号数据库是彼此的镜像反映。在各数据库内包含的 是可以具备相同符号含义的广范围的优化波形数据字符。本发明应 用需要专用软件模态的两种方法，其中所述模态为通过未修改的 PCM空中接口信道、连续链接的ISDN/PSTN信道以及连续链接的网 际协议语音-PCM ( VOIP )信道拓朴的传播而提供优化波状态。第一 方法最优地需要通过软件模态来映射(1)常规音码器/编码器69、 69a用作为用于发送优化波形状态的介质以及(2)当本发明的 Holophasec 3D编码解码器(H3D-Codec ) 68、 68a用来在通过服务 主机无线移动蜂窝PCM信道126 PLMN网络拓朴来利用的本发明多 信道协议、处理和过程使用 一个或者多个逻辑PCM信道时发送和接 收符号数据。本发明在一个SVRO虚拟数据通信事件中通过多达八 个上游反向PCM语音信道151和多达八个下游前向PCM语音信道 152来提供同时语音和数据通信。然而为了实现本发明的虚拟多信道 通信方法，应用了所选专用带内和带外认证、虚拟多信道级联协议、 处理和过程。本发明集成了涉及到使用专用协议的多个虚拟方法。参照图8, SVRO-MIMO多输入多输出协议栈也应用如下独特 方法，这些方法利用与用户认证、自动漫游方法等有关的现有第7 号信令系统(SS7)网络协议、处理和过程。本发明也应用了实现用
户时隙-信道自动分配的独特协议。当如图8中所示当前的服务主机移动无线蜂窝网络PLMN 155分配一个或者多个时隙-信道171 、172、 173、 174、 175、 176、 177和178时，SRM 50和本发明的STEP 50 系统监视所有数字业务信道(DTC) 201的所有控制、信令和用户业 务。GSM每数字业务信道(DTC)使用八个信道。各信道在全速率 PCM或者非语音逻辑信道中具有22.8kbps的总数据速率以及13kbps 的净速率。每个位帧拥有时长4.6毫秒。包括SRM 50用户的各用户 通过上行《连路反向信道在每八个时隙时长0.575ms的时长中进4亍发 送。类似于任何移动用户站，SRM50接收在当前的服务收发机基站 (BTS) 54和基站控制器原先分配的下行链路前向信道的逻辑结构 内驻留的对应时隙。一旦使用每第八时隙的相同旋转方案经由常规语音呼叫始发 和认证过程为SRM50分配一个时隙信道直至整个DTC为单个SRM 50所利用，本发明也实现附加时隙-信道的虛拟分配。本发明没有回 避常规数字业务信道(DTC)或者造成对常规数字业务信道(DTC) 的破坏或者干扰。本发明利用所有常规规范并且仔细操控各种操作 方法以便虚拟地实施本发明的协议、处理和过程。因此，特定常规 DTC参数是本领域技术人员众所周知的，而对于公开本发明的新颖 性这一目的而言无需详述这些参数。参照图8，本发明的SRM 50 SVRO协议栈使112、 112a SRM 动态地监视所有DTC 201用户语音、用户数据、控制和信令业务。 SVRO协议栈使SRM 50监视直接处理DTC 201业务测量、同时语 音呼叫等的特定功能和活动。例如，典型GSM数字业务信道(DTC) 如各种控制信道模态、寻呼功能等。本发明的同时PCM信道分配的 核心方面之 一 是能够监视在常规语音呼叫期间在分配的D T C信道中 操作的所有相邻TCH信道的其它用户占用。本发明的SVRO协议栈 112和112a监—见其它常规语音信道用户何时终结常^见语音呼叫。以 这种方式，SRM50的新颖SVRO协议栈112、 112a实现了任何如下 空闲时隙的分配(1)先前未分配给另一常规语音或者承载逻辑信
道数据用户的时隙；以及(2 )常规呼叫者已经释放的用户时隙-信道。 GSM-TDMA要求大量信号处理用于匹配滤波和相关检测以便与时 隙同步。本发明的SRM 50和它包含的SVRO协议栈112、 112a管 理时隙多路复用。一个SRM50能够管理一种高效得多和简单得多的 装置，该装置用于在BTS 54必须同时与可能多达八个移动用户站 (MSS )同步时进行多时隙-信道匹配滤波和相关检测以便与服务 BTS 54同步。通常GSM BTS 54收发才凡206必须实现与以不同功率电平即信 号强度水平、多径特征等进行操作的多达八个分离移动用户站 (MSS)的准确同步。此外，收发机206必须同步在与服务BTS 54 收发机206有不同物理距离而进行操作的常规移动用户站(MSS)， 这一处理要求来自服务收发机206的高级别时间关4建处理。本发明 的SRM50总是在关于服务BTS54、收发机206时隙-信道多^各复用 而言的相同物理位置，因为所有分配的时隙-信道基本上由BTS 54 收发机206和SRM 50 SVRO协议栈112、 112a管理。这一方法是关 于GPRS以及其它移动用户站(MSS)而言多路复用领域技术人员 众所周知的，这些MSS通过单个DTC 201如HSCSD、 EDGE技术 等使用多个时隙进行操作。然而，这些通信技术无一同时使用多个 TCH语音信道。与公开的本发明新颖快速连接/断开电路分组交换方法相结合， 本发明最先同时虚拟地实现了多个语音信道-PCM时隙的多路复用。 与本发明的信道内H3D-GA-VM波符号映射相联系，本发明提供了 如今世界上最灵活、成本有效和高效的高带宽无线移动蜂窝语音和数据服务。本发明实现了这些新颖协议、处理和服务而无需修改或 者添加网元到主机承运商操作拓朴，其中所述协议、处理和服务实 现了大规模成批用户和主机无线移动蜂窝承运商应用。参见图8,例如这里描绘了典型八时隙信道数字业务信道 (DTC) 201的逻辑结构化描述，该DTC当前虚拟地配置为通过独 特H3D-GA-VM调制波映射符号结构来优化的SVRO高带宽数据和
语音通信信道126。这些独特结构是从谐波优化过程中生成的，所述 谐波优化过程检测从人工寻优遗传算法的新颖自适应中导出的信道出响应，而且立即应用与瞬时#r测的信道条件具有最佳适合的对应 符号特征。参见图7和图8，本发明提供了在GSM PLMN 155与 WI-MAX IEEE802.16 185全向与定向组合的星型拓朴和网状拓朴网 络之间的同时通信。GSM PLMN网络是基于集中式星型拓朴网络而 IEEE802.16是分布式网状网络拓朴。本发明组合这些网络以1更在一 些乡村环境下两个网络同时操作。本发明将它的独特H3D-GA-VM 应用于GSM、 IEEE802.il和IEEE802.16网络信道。本发明组合这 些网络以便在IEEE802.11、 IEEE802.16信道与GSM PLMN多信道 之间交织，由此本发明的SRM50在用户端上管理组合式虚拟网络拓 朴以及在具有本发明的STEP网关系统51的网络管理侧上管理该组 合式网络拓朴。相对于SVRO全局网络而言，SVRO用户总是作为归属用户来 处理。然而，相对于主机无线移动承运商的认证和信令才莫态而言， 各SVRO应用用户能够归类为归属用户或者漫游拜访用户。在一些 固定应用特定的情况如ATM和EFT/POS应用中，能够命令主机移 动无线蜂窝承运商配置专用服务类(COS)，该COS将使SRM和 STEP能够在算法上实现对多达八个反向上行链路逻辑PCM信道和 八个前向下行链路PCM信道的接入而无需以任何方式修改或者升级 主机GSMPLMN网络。取决于某些商业布置，根据在某一瞬间正在 使用的应用服务类型，SRM 50用户可以一皮认为是归属用户和漫游拜 访用户。SRM50用户可以一皮定义为漫游用户和归属用户。这一特4正 可/人本发明的STEP网关系统51远禾呈地编禾呈。参照图1、图4、图5和图8,如果SRM50用户被认为是GSM PLMN中的漫游者或者拜访用户，则对于单个和多个多路复用信道 的通信事件而言适用如下常告见协议、处理和过程。在常少见方面归属 位置寄存器(HLR) 60和拜访位置寄存器(VLR) 61包含用于分别 对归属移动用户和漫游移动用户进行呼叫处理和移动性管理所需要 的所有用户数据。存在于所有无线移动蜂窝承运商的网元配置内的HLR和VLR跨经如今本领域中称为SS7网络59的广阔公共陆上移 动网络(PLMN)间的国际网络拓朴相互之间持续地通信。本发明按照在PSTN和SS7网络实体之间的算法交互来操控标 准系统间过程，其中所述实体实现了自动漫游以及语音呼叫和用户 数据递送如短消息服务(SMS)以及其它有关特征。本发明巧妙地 操纵SS7事务能力应用部分(TCAP) 、 ISUP用户部分连接协议等。 例如，VLR是用户数据库，该数据库管理与当前位于该VLR所控制 的移动事务区域中的用户有关的用户信息。VLR也执行所选信息管 理，比如分配也称为移动站漫游号码(MSRN)的临时位置目录号码(TLDN )以及将相关用户注册和呼叫状态信息传递到用户HLR 60 。 本发明应用了独特的虛拟认证协议，这些协议操控移动蜂窝系统间 操作，这些操作实现了为了向移动用户提供某些所选服务所必需的 过程，这些服务要求不同移动蜂窝网络系统之间的不同交互。本发 明所利用的特定SVRO认证协议是一种在北美洲、中美洲以及南美 洲许多地区中使用的ANSI-TIA协议所特有的自动漫游过程的新颖 方法。ANSI-TIA41和GSM移动应用部分(MAP)消息是通过SS7 网络发送的信令消息。消息注册通知(REGNOT)、注册取消(REGCANC)、远程特征控制(FEATREQ)、位置/路由请求(LOCREQ) - (ROUTREQ)、呼叫数据/路由请求(REDREQ )、 呼叫重定向、传达号码请求(TRANUMREQ )、服务简档请求(PROFREQ )、服务简档指示(PROFDIR)、资格请求(QUALREQ )、 资格指示(QUALDIR)、蜂窝用户站非活跃(CSSINACT)以及其 它用户认证相关消息在执行相同或者相似功能的GSM移动应用部 分(GSM-MAP)用途相似的消息方面具有它们的等效消息。为了明确的公开，将在本公开的余下部分通篇地使用GSM MAP SS弁7/SS7信令和认证消息接发以及有关控制信道术语。然而， 本发明从不限制它通过所有其它移动无线蜂窝网络如GSM、 CDMA95、 TS-CDMA、 iDEN MTR等的实施范围。本发明的SVRO 通信网络是在另一 GSM PLMN承运商网络拓朴的网络单元内运作 的虚拟网络或者虚拟^fc运商。SVRO通信网络在WI-MAX IEEE803.16网络拓朴或者WI-FI IEEE802.il网络拓朴的网元内运作。参照图1和图26，每个GSM PLMN GPA要求对作为持久数据 存储的至少一个HLR 60的访问。HLR最好能够#1认为是访问时间 必须保持尽可能短的大型数据库。来自数据库的响应越快，语音或 者数据呼叫就能够连接得越快。这样的数据库能够管理用于几乎数 以十万计的用户的^t据。在HLR内保持用户特定的参^t,比如用于 加密的参数Ki,该加密是安全处理的一部分。它从不在任何空中接 口上发送而且仅为HLR和SRM的SIM或者USIM卡所知。由于 SVRO网络是在常规GSM PLMN GPA内无缝操作的独立虚拟移动通 信网络，所以要求它具有它自己的这里称为SVROHLR ( SHLR) 66 的HLR寄存器。本发明的SHLR 66存储相同用户数据并且执行常规 HLR的所有常规功能。然而，SHLR 66执行许多其它功能以便为通 过这里称为数字业务信道(DTC) 201的绝对频率信道以及持续地通 过递归信道内算法正在进行通信的一个SRM 50提供多信道服务和 多信道认证X8 423,这些算法在仍然满足服务移动交换中心(MSC ) 认证和呼叫建立请求的同时通过使用仅一个可编程SIM卡或者通用 SIM卡来实现多达八个双工信道的认证。这一方法与基本上关闭常 规空中时间记账模态等的主机GSM PLMN GPA专用服务类相联系。本发明使用SVRO归属位置寄存器(SHLR) 66的HLR功能和 数据寄存器的变型和修改。SVROHLR66是包括如图5中所示本发 明SVRO事务事件处理器(STEP)网关系统51的关键部件之一。 参照图26，本发明的SHLR 66或者用于该事物的任何HLR包括数 据寄存器阵列，而它的功能主要由作为多数电话网元的定时器所掌 控。这些寄存器保持多个用户信息以及SS7网络信息如功能通信 TCAP脚本、内部指令等。HLR是在移动蜂窝网络中发现的服务控
制点(SCP)并且用来存储关于蜂窝用户的信息。HLR存储关于记 账以及针对用户而允许的服务的信息。除了这些信息之外，常规移 动用户站(MSS)和或本发明的SRM的当前位置存储于HLR中以 供MSC以及如图5中所示本发明的STEP网关系统的SW/SSP 87取 回，因为SVRO虚拟网络作为具有它自己的MSCID、 SID号码和寿义 运商I.D.、 SS7网络地址等的分离虛拟网络来工作，而这必须与各个 SRM的分配的可拨打和不可拨打MIN号码有关系。SHLR接收和发送指令、用户简档更新，比如在称为事务能力 应用部分(TCAP)消息的消息中包含的认证和自动漫游更新。GSM MAP是一种智能网络，该网络使用TCAP协议来调用远程交换机和 数据库如HLR和VLR中的特征变化。TCAP允许远程地激活和去激 活特征。就GSMMAP-智能网络而言，TCAP消息包括资格请求、资 格指示、注册通知、注册取消、位置请求、路由请求、远程特征控 制请求、服务简档请求、服务简档指示、传达号码请求、MSS非活 跃、重定向请求、呼叫数据请求等。SRM仅作为拜访用户注册一次， 而本发明的SHLR在作为STEP网关系统的部件的SW/SSP完成本发 明的MRC预连4妄注册时耳又消该注册。SHLR像任何其它HLR—样管理所有这些常规认证以及自动漫 游更新和指令。然而，本发明的SHLR执行附加功能，这些功能通 过同时允许八个同时数据对话或者一个语音对话和七个数据对话来 简单地同时i人证多达八个反向上行链路全速率TCH信道和八个前向 下行链路全速率TCH信道从而实现多个TCH语音信道分配给配置 有仅一个用户标识模块(SIM)或者通用SIM卡的一个SRM。事实 上，SHLR66提供了软件修改，这些修改利用和操控也与BSIC-SID 和BTS号码等有关的接收到的MSCID消息。SRM 50纟皮设计和编程 用以仅在它事实上被STEP网关系统呼叫时才经由呼叫者I.D.装置和 方法来识别所拨叫的STEP (STAN)号码并且对该号码做出响应。 当经由前向下行链路信道在呼叫者I.D.中接收STAN号码时或者在 实现了传送新的多信道用户信息的信道内通信期间，在物理上和在
逻辑上互连到专用设备(ASD)如ATM机器、EFT/POS机器、其它 无人M2M系统、膝上型计算机、PDA等的SRM才会做出响应或者应答。在又一配置中，SW/SSP 87能够作为串接交换机或者子网关 MSC来工作，该交换才几或者子网关MSC处理与STEP网关系统51 SHLR 66以及关联的GSM PLMN网关MSC 53a相关联的所有呼出 和呼入多信道业务和认证算法。事实上，当前的服务GSM PLMN MSC 53处理所有与移动站有关的功能，比如切换、交接和语音信道 分配等，而本发明的SW/SSP 87简单地处理与SHLR66相关联的多 信道协议的所有认证和呼叫路由。参照图1和图5,所有SRM已经 分配与专用服务类(COS)相关联的唯一MSISDN-MIN号码，该服 务类使服务GSM PLMN MSC 53、 53a能够简单地将所有SVRO用户 和信令业务路由到关联的STEP网关51 SW/SSP 87。 SVRO SW/SSP 87被独特地配置用以关于各服务和数据通信动作而服务于用于各 SRM的多达八个前向和反向信道。SW/SSP 87^皮配置用以实现事务 能力应用部分(TCAP) 、 ISDU用户部分(ISUP)、高级数据链路 控制(HDLC )以及在服务GSM PLMN 155网关MSC 53a、 SHLR 66 等之间通信的其它原语。本发明使这些修改能够利用GSM MAP和/ 或ANSI信令标准来完全地操作而无需回避或者打石皮这些信令网络 标准。SHLR接收和发送指令、用户简档更新，比如在称为事务能力 应用部分(TCAP)消息的消息中包含的i人^t和自动漫游更新。GSM MAP是一种智能信令网络，该网络使用TCAP协议来调用远程交换 才几和数据库如HLR和VLR中的特4正变化。TCAP允许远程地激活和 去激活特征。就GSM MAP和ANSI-41智能网络而言，TCAP消息 包括等效的资格请求、资格指示、注册通知、注册取消、位置请求、 路由请求、远程特征控制请求、服务简档请求、服务简档指示、传 达号码请求、MSS非活跃、重定向请求、呼叫数据请求等。SRM仅 作为拜访用户注册一次，而本发明的SHLR在作为STEP网关系统的 部件的SW/SSP完成本发明的MRC预连接注册时取消该注册。参照 图1和图25，在又一应用特定的消息中，本发明使用远程特征访问 来通知STEP网关系统51在本地SVRO才莫块中存在SRM50。SRM50发送SVRO远程特征访问应用消息(S-RAAM) 334。 这一消息通过服务GSM PLMN MSC 53路由到本发明的STEP网关 系统51 SW/SSP 87，该SW/SSP然后将S-RAAM 334消息传递到 SHLR 66。只要收到该消息，专用SHLR 66就将S-RAAM消息传递 到认证数据库(ADB) 86b,该ADB初始化SVRO谐波脉沖数据 (SHPD )消息和/或SVRO CLID数据消息的消息到SW/SSP 87,该 消息包含本地接入归属用户MSISDN-MIN和IMEI号码。 一旦 SW/SSP 87收到这一消息，它就简单地将SHPD或者SCLID消息传 递到服务GSM PLMNMSC 53或者网关MSC 35a。一旦服务MSC 53、 53a收到消息，它就将该消息路由到服务收发机基站(BTS) 54,该 BTS接着将该消息经由用户业务信道发送到SRM50。 一旦SRM50 收到该消息，它就作为使用更新的MSISDN-MIN的本地归属用户连 接到STEP网关系统51和它的SW/SSP 87。参照图26， SHLR66管理常规TCAP消息并且实现多次反向和 前向TCH分配而无需以任何方式回避常规GSM MAP智能网络SS7 通信，更实现了附加功能，比如管理当多呼叫始发于SRM或者始发 于STEP网关系统时来自一个SRM的多个信道认证过程。这一处理 在如下时候发生当具有SVRO虚拟网络功能的特定GSM PLMN GPA初始地检测到SRM时，如果瞬时注册是第一次注册，则在利用 归属用户MIN号码以及其它信息的预连接MRC过程期间由STEP 网关系统更新SRM的SIM卡。SHLR包含用户特定的^t据424,比 如IMSI、 Ki、服务限制、补充服务、MSISDN基础、MSISDN其它 和电子序列号(ESN) 424。 SRM接收MSISDN MIN号码、幻象 (phantom )ESN号码、IMSI号码、LMSI号码以及在逻辑上与SVRO HLR 66和SW/SSP87相关联的其它文字数字信息，其中所述SVRO HLR 66 155的部件。STEP网关系统是服务GSM MSA PLMN 155的已安装 部件阵列并且具有分配给它的可拨打和不可拨打MSISDN-MIN号码 范围，这些号码仅与多个SRM和单独的SVRO-SRM信道永久地或 者暂时地关联。因此，本发明提供了包括多个A3、 A5、 RAND加密 信息、SRES信息、Kc认证等的创新认证和加密426。本发明l是供了 在关联的网络实体需要时的常规VLR号码、MSC号码和LMSI号码 427。参照图1， 一旦当前的服务收发机基站(BTS) 54和服务基站 控制器(BSC) 63分配与服务MSC 53相关联的DTC物理信道，就 经由分配的DCCH控制信道发送REGNOT 117以便有助于网络接入 消息，该消息是转发到当前的服务移动交换中心(MSC) 53的数据 分组。典型的注册通知(REGNOT)增量是包含数字信息的控制消 息，该数字信息通常包括10数位的移动标识号/MSISDN (MIN)、 八字符的电子序列号(ESN) 、 15位的系统标识号(SID)以及在一 些情况下包括15字符的IMEI号码。这一标识增量也涉及15字符的 国际移动用户标识(IMSI)以及本领域技术人员众所周知的其它此 类常规注册命名。这一特定REGNOT增量177用以将SRM 50用户 认证为常规无线移动蜂窝用户。参照图4,本发明的SRM 50包含标准和/或通用用户标识模块 (USIM)卡73。这一 SIM卡能够由所有具有GSM、 CDMA、 IEEE802.il WI-FI和/或IEEE802.16 WiMAX功能的SRM使用。与 本发明的装置和方法相关的除了有公开的网络注册协议之外还有自 动漫游方法。这些协议由几乎所有的国际移动无线蜂窝网络使用并 且与所有这些移动通信网络拓朴使用的网络操作标准包含在一起。 无论是在欧洲运营的GSM 900/1800网络、在中国运营的TS-CDMA 网络、在美国运营的GSM 850/1900网络或者CDMA-IS-95/2000网 络，所有自动漫游网络都使用相同的基本消息接发原语以及具有相 似网元的物理网络拓朴。相似的逻辑协议、处理和过程也由这里注 明的相同网络使用。支持移动无线蜂窝漫游的所有自动漫游网络往
往执行本领域技术人员众所周知的相同基本功能。因此考虑到这里 的目的将仅公开对本发明的新颖性和实用性进行描述的特定功能。 本发明由于它的基本高效而为参与的无线移动蜂窝承运商提供最低 成本的信道空中时间费率。因此，本发明对于向所有多媒体设备如Apple的iPOD音乐和 多媒体播放器以及由竟争制造商等提供的所有等效系统递送内容而 言是理想的。例如iPOD可以是如图1、图3和图6中所示在物理上 和在逻辑上集成的应用设备(AD) 52。参照图4，本发明支持与内 容设备如MP3、 MP4、播放器Apple iPOD以及无线游戏平台如Sony PSP的虚拟和物理对4妄(docking) 。 SRM 50将以成4比连通选项为特 征。SRM 50将支持用于有线连接到PlayStation 2、 XBOX和PC的 USB 2.0以及Firewire连通格式，并且将利用802.11b无线LAN、 DECT、 ISM和/或蓝牙跳频扩频(FHSS)以^更连接到其它应用特定 的无线设备。除了RS-232 85、通用串行接口 (USB) 85a和ISO 85b 之外，SRM 50还将实现IR远程SIRCS和IrDA红外线连接。在图4中，例如本发明的SRM能够支持通过语音信道、 WI-MAX IEEE802.16的无缝H3D-GA-VM调制，并且也能够漫游到 3G网络如UTMS和/或CDMA1X中而且将它的分组交换拓朴用于各 种应用特定的服务，该服务经由TCP/IP链路在算法上指向本发明的 STEP网关系统。本发明能够提供组合式交织信道，这些信道在单个 通信事件过程中在一个多模式通信用户设备中支持TCP/IP、 3G网络 TCP/IP语音VOIP。在图4中，本发明;故设计用来支持所选配置组合 83,比如(a) —个无线电模块中的GSM和GPRS、 (b)—个无线 电模块中的GSM和3G、 (c) 一个无线电模块中的GSM、 3G和 WI-FI IEEE802.11、 ( d )—个无线电才莫块中的GSM、 3G和WI-MAX IEEE802.16、 (e) —个无线电才莫块中的GSM、 3G和WI-MAX IEEE802.16、 (f) 一个无线电冲莫块中的GSM、 3G和蓝牙ISM、 (g) 一个无线电才莫块中的GSM、3G、 WI-FIIEEE802.il和蓝牙ISM、 (h) 一个无线电模块中的GSM、 3G和DECT、 (i) 一个无线电模块中 的GSM和CDMA、 (j )一个无线电才莫块中的GSM、WI-FI-IEEE802.il 和TS-CDMA、 (k) 一个无线电才莫块中的GSM、 CDMA WI-MAX IEEE802.16、 (1) 一个无线电模块中的GSM、 TS-CDMA、 WI-MAX IEEE802.16等。这实现起来也简单，因为本发明的STEP网关系统 51被设计用来支持所有形式的后端网关通信模态，比如图5中所示 的3GPP 430和Camel 431网络管理协议栈。在图4中，以逻辑框图的形式描绘了 SRM 50,该图简单地示 出了与常规移动无线电操作相关联的关键无线电和协议层，具体重 点在于语音采样和信道处理。除了常规部件、处理和过程之外，还 有实现了如以逻辑框图形式描绘的本发明独特处理和过程的独特固 件和软件模态。提供了印刷电路板(PCB)阵列67，该阵列包含管 理如下处理的组件话音编码71过程、话音解码71过程、信道编 码-交织和突发生成75以及信道解码解交织-重新一各式化74。其它常 规组件包含和包括功率放大器70、加密76协议以及解密77协议、 信道调制78、解调80等。物理和逻辑信道接口包括RS-232端口 85 和四频带天线82。本发明提供了单信道和多信道语音和数据通信协议、处理和过 程，这些协议、处理和过程使用了经修改的自动漫游、认证和呼叫 流协议、处理和过程。例如，当如图1和图4中所示SRM50先^f吏用 ESN、 MIN-MSISDN和IMSI标识号以及包含在典型SIM卡73的衬 底数据寄存器层中的其它常规用户信息向当前的服务GSM PLMN 注册时。此外，本发明提供一种设计用来仿真典型SIM卡86的数据 衬底结构的专用随机号码数据库(RDB)。与驻留于本发明的STEP 网关系统51的相关硬件、固件和软件单元内的镜像认证数据库 (ADB) 86a相结合，这一数据库86包含多个幻象MIN-MSISDN号 码、电子序列号(ESN)以及实现无缝多时隙-信道认证的其它信息。 一旦主机GSM运营商已经完成常规注册增量，SRM 50始发从SRM 50到STEP 51的正常语音呼叫。在始发过程期间，SRM 50通过月良 务电话PSTN网络将分配给多个语音电路之一的所选拨号数字发送
到当前的服务STEP网关系统51 。主机GSM承运商使用本领域技术人员众所周知的常规电话电 路交换连接才莫态简单地将呼叫指向STEP 51。在这种情况下，SRM 50 用户已经选择SVRO单信道事件，该事件利用音码器跨经这里分别 表示为分配的时隙PCM信道118和119的主才几全双工语音信道来映 射无损符号数据。用户在这种情况下是非人类专用设备52,如ATM 机器。 一旦SRM 50连接到STEP网关系统51，本发明的信道内认 证协议开始。本发明少见定了用于信道内认证的两种方式。一种方法是在进4于完全连接之后认证，而另一种方法包4舌信道 内预连接方法，该方法使用了与呼叫号的挂机通信以及可能在本发 明的SRM 50、应用设备(AD) 52与STEP网关系统51之间出现的 信道内数据通信事件期间发生的其它文字数字字符传播有关的受操 控的MRC/SHPD数据和修改呼叫者I.D.增量。在信道认证中执行对 SVRO客户记录的数据库查找的这种应用中能够利用呼叫者ID装置 和方法。这一点的例子可以是在4艮行应用中。通常，客户将呼入并 且被提示输入相关信息以获得他们的账户信息。将呼叫者ID集成到 这一点中，客户呼入并且该应用能够使用呼叫者ID来接通(key on ) 他的/她的记录。当已经找到SVRO用户的记录而他又被认证时，能 够完成完整的SVRO连接。参照图6,常规呼叫线路标识(CLID)服务是在世界多数地区 运营的几乎所有PSTN有线和移动PLMN网络中使用的用户特征。 这一特征在第 一与第二铃声之间的静默时段期间发送数据。无论呼 叫者是否预订都发送该数据。呼叫者确实具有阻止发送他的/她的信 息这一选项——如果他/她选择这样做。呼叫线路标识(CLID)服务 使得有可能显示各种数据，比如传入呼叫的号码、时间和日期以及 电话属主的姓名。有两个呼叫者I.D.消息格式，称之为单数据消息格 式(SDMF)和多数据消息才各式(MDMF)。如今MDMF倾向于支 配当今本领域中使用的多数呼叫者I.D.格式。本发明操控SDMF和 MDMF格式以便实现预连接应用特定的数据的发送和传播。
本发明通过在本发明的快速连接铃声循环期间产生的静默时 段期间插入应用特定的数据来实现应用数据发送。然而本发明不局 限于仅使用操控式C LID静默时段。本发明创建 一 种操控式铃声循环(MRC: manipulated ring cycle) 230十办i义，该十办i义也包4舌发生于完 成电路完全连接之前的预铃声循环、铃声循环和后铃声循环增量期 间在本发明的SRM 50与STEP网关系统51之间生成的专用协议。 本发明的独特SCLID 277、 M-ANI-Wink 228以及专用谐波脉沖数据(SHPD) 229用来在完成电路连接之前操控和生成文字数字用户认 证和控制信息。本发明的MRC装置和方法也实现一种独特的"总是 接通，，特征。以与移动蜂窝站接收呼叫者姓名和呼叫号码相同的方 式，本发明实现了预连接通信，这些通信包括但不局限于控制信息、 认证代码、消息等待指示符、SVRO短消息服务、通用消息接发以 及蜂窝一键通(PTT-PoC)用户组在线指示符(PTT-PLI) 231等。 附加的应用特定的消息接发包括充值借记预付余额通知、专用设备 心博(heart beat)增量、专用设备双向控制消息、认证拒绝消息以 及从服务STEP 51网关系统到所选SRM 50的其它相关消息以及相 反的其它相关消息。通过简单地使用本发明的MRC协议、处理和过 程能够远程地管理这样的应用系统如自动拒员机(ATM)固定和移 动电子金融交易销售点(EFT/POS)终端。本发明不使用音调或者任何多频率、多音调或者可能干扰常规 PLMN155、 PSTN58网元操作的其它此类手段。这样的系统比如移 动交换中心(MSC) 53系统、网关MSC和关联系统53a、基站控制 器(BSC ) 63、互通功能(IWF ) 57、 ISDN用户部分A/B/C/D (ISUP ) 呼叫控制协议232电话用户部分(TUP )、高级数据链路(HDLC )、 同步数据链路控制(SDLC )这样的系统以及比如链路接入过程-平衡(LSB-B)、以及诸如链路接入过程平衡(LAP-B)、链路接入过程 D-信道(LAP-D) 、 X.25、 SCTB、事务能力应用部分(TCAP)和 其它有关协议这样的子集也不受本发明的装置和方法不利影响。事 实上，本发明的这一虚拟协议操控和创建一种称为SVRO呼叫者I.D.(SCID) 227的新的虚拟符号数据信令系统。该协议操控和创建一 种以操控ANI-WINK、多频(MF )和其它此类协议228为基础的独 特协议。本发明也引入了使用操控式铃声循环(MRC) 230方法的 专用谐波脉沖数据(SHPD)，这些方法不依赖于使用修改的呼叫者 I.D.增量。尽管本发明使用在多个铃声循环之间发生的静默时段，但 是SRM 50和STEP网关系统51也能够在这些铃声循环之间中生成 SVRO H3D调制-谐波脉冲数据(SHPD)，并且其它新颖装置和方 法也同样可以。SHPD协议也用于蜂窝一键通(PTT-PoC)用户组在 线指示符(PTT-OIL)等。参照图1， SVRO多时隙-信道通信事件出现在这里公开的新颖 协议、处理和过程内。当激励SRM50时，它经由当前的服务收发机 基站(BTS) 54和服务基站控制器(BSC) 63自动地发送注册通知(REGNOT) 117增量到当前的服务MSC 53。 REGNOT 177包含如 图4中所示10位纟故的MSISDN-MIN 234号码、八到十字符的电子序 列号(ESN) 235以及在本发明的专用认证数据库(ADB) 86a中包 含的其它相关的用户和其它常规移动站(MS)控制及用户信息，比 如利用用户标识模块(SIM)卡73的数据寄存器来包含的15字符的 SID-IMSI号码、15字符的IMEI号码等。SIM卡73是与本发明的 SRM 50相关联的可移动存储器存储设备。参照图1, MSC 53接收 REGNOT 117，执行与所包含的MSISDN-MIN号码的号码范围相关 联的查找算法，并且确定用户认证过程、MSISDN-MIN号码转译过 程的一个方面；SRM50应当被指定为与服务类(COS)相联系的漫 游用户还是归属用户。在这种情况下SRM 50分配有与当前的服务 MSC 53无关联的MSISDN-MIN号码503-339-0321。SRM 50在这一特定实例中祐:认为是漫游用户。全球所有 MSISDN-MIN号码格式都按照如下命名来排列。号码规划区域(NPA)、局代码(NXX)和XXXX代码。基于移动用户单元(MSU) 所关联的服务类(COS)将NPA和NXX代码分配给移动用户单元。 XXXX或者电路代码指定特定节点代码或者点代码。有许多与政府
有关的、与商业有关的以及普通客户的服务类(COS)。参照图4， 在SRM 50用户选择普通话音呼叫时本发明应用两个普通用户 MSISDN-MIN号码234。不可拨打MSISDN-MIN号码llla给具有 多时隙-信道功能的各SVRO SRM 50。当用户选择SVRO宽带服务 时可以利用一到八个不可拨打MSISDN-MIN号码llla,其中所述服 务4吏用与任何常^L反向上行链路和前向下^于链^各GSM数字业务信 道(DTC )相关联的一到八个多时隙-信道TCH信道来始发并且连接 到本发明的STEP网关系统。本发明将这些所选不可拨打 MSISDN-MIN号码存储于作为包括印刷电路板(PCB ) 67的本发明 SRM电子部件阵列的整体部分的并在图5和图4中示出的专用可编 程USIM卡73或者常驻易失性认证数据库(ADB) 86a、 86b中。 ADB 86a、 86b包含如图26中所示公开的SHLR功能422中所包含 的所有用户数据。参照图4,当号码命名被配置用以使用NPA和/ 或NXX时创建不可拨打MSISDN-MIN,其中所述NPA和/或NXX 使用针对数字TV的非标准数字0-9字符分配。所有电话号码命名按 照如下数字数组来配置NPANXXXXXX。在美国例如数字N总是 局限于数字范围2-9。除了在某些服务类(COS)始发类别中之外， 数字P、 A和X全部分配以0-9。不可拨打MSISDN-MIN号码在最 近几年已经在本领域中用来促进通过移动蜂窝控制信道和SS7网元 的呼叫流和数据传送。比如在北美洲的控制信道应用数据(CCAD) Microburst网络这样的M2M遥测/远程信息处理服务4吏用了这一方 法。在SS7网络和带外呼叫建立路由方面，这些网络提供一种可拨 打和不可拨打MSISDN-MIN号码，该号码充当配置为全局、群集和 节点号码。TCAP-ISUP消息包含与ANSI-41和/或GSM-MAP始发点 代码(OPC)以及目的地点代码(DPC)相关联的MSISDN。例如， 本发明具有它自己的OPC和DPC代码集，所述代码集与分配给在 GSM PLMN GPA内安装和工作的各SVRO虚拟网络的号码规划区域 (NPA)相关联。事实上，各SW/SSP和SHLR具有与分配给每个 SRM的每个已分配MSISDN-MIN相关联的它自己的OPC和ODC代 码。在一些应用特定的情况下，包括与多个SRM50相组合的一个或 者多个STEP网关系统51的地区SVR0运营商将^4居本地移动虫奪窝 市场运营实践而作为具有它自己的分配岸义载商I.D.、 SID和/或IMSI 数字指定的虚拟承载商来运营。参照图1和图4，用于SVRO的不可拨打MSISDN-MIN号llla 的关键优点在于使用比如普通电话设备、拨号调制解调器或者常规 移动用户站之类的某一形式的客户驻地设备(CPE )的常规呼叫者不 可能错误地拨打与SRM 50相关联的七到八个不可拨打MSISD-MIN 号码之一。另外，SRM 50的又一模态被编程为仅对来自本发明的 STEP网关系统51的拨号做出响应，而这一点是使用在所有PSTN 和GSM PLMN 155区域中使用的标准呼叫者I.D.特征来实现的。当 专用SRM被配置用以接受来自CPE 65、另一SRM或者标准移动用 户站(MSS)的常M/i吾音呼叫时，STEP网关系统在一些应用中作为 呼叫转发网元。在所有情况下，STEP网关系统处理所有传入和传出 语音和数据呼叫。SRM用户只能够通过它动态分配的多时隙信道之 一接收常规语音呼叫。参照图10,从STEP网关系统51a、 51b、 51c以及当前相关联 的MSC 53和网关MSC 53a以外将无法接入不可拨打MSISDN-MIN 号码和相关联的多时隙-信道。参照图4、图5和图10,;故定义为本 地市场STEP网关系统51a、 51b、 51c和全局STEP系统209的SRM 50和STEP网关系统51包含认证数据库(ADB ) 86a、 86b和86c， 该数据库包含镜像数据存储模块，这些模块远程地提供可分配的可 拨打MSISDN-MIN号码、不可拨打MSISDN-MIN号码、本地接入 目录号码和幻象电子序列号。例如在图10中，所有SRM50、 50a、 50b和50c从不会具有永 久分配的不可拨打MSISDN-MIN号码，因为本发明的本地市场STEP 网关系统51a、 51b和51c以及全局STEP系统209利用一种新颖的 全局i人证协议，该协议持续地扰动或者动态地重新分配可拨打的本
地市场；如图10中所示的本地接入目录号码240、可拨打的本地接 入MSISDN-MIN号码241、不可拨打MSISDN-MIN号码211以及幻 象电子序列号(P-ESN) 99a。不可拨打MSISDN-MIN号码211和幻 象ESN号码99a将总是用来初始化常规语音呼叫或者用来通过使用 可以在SVRO多时隙-信道语音和数据通信事件过程中接入的动态分 配逻辑信道来接入SRM。参照图4和图5,认证数据库(ADB) 86a 和86b在SVRO多时隙信道通信事件过程中分别持续地相互通信。SRM 50 USIM卡73是远程可编程的数据库，该数据库可以用 与SRM 50的专用认证数据库(ADB) 86a在逻辑上相关联的新分配 的可拨打MSISDN-MIN号码来更新。SRM 50使用的所有USIM卡 能够在单信道或者多信道通信事件过程中可从本发明的STEP网关 系统远程地编程。本发明的认证数据库(ADB) 86a在逻辑上与镜像 认证数据库(ADB) 86b交互。SRM 50认证数据库(ADB) 86a接 收如图5、图10和图17所示远程可编程的可拨打的本地市场 MSISDN-MIN号码241、不可拨打MSISDN-MIN号码211 、幻象电 子序列号(ESN) 99a、 99b、 IMEI号码llO、 IMSI号码99以及其它 与认证有关的数据。如图5中所示，经由无线移动蜂窝公共陆上移 动网络(PLMN ) 155从关联的STEP 51认证数据库(ADB ) 86b发 送这些号码。这一独特协议用以提供在SRM 50标识方面的完全灵活 性以便达到提供持续变化的标识以及灵活和低成本的自动漫游能力 的目的。由于SRM 50将仅通过比如连接到STEP网关系统51、 51a、 51b和51c并且配置用以与该STEP网关系统一起单独地操作的GSM 这样的主机移动无线蜂窝网络来工作，所以任何人试图非法地使用 SVRO网络完全是徒劳的。这些自动更新协议动作在经由移动无线 蜂窝网络PLMN 155从SRM 50发送到当前的服务STEP网关系统 51的每个注册和服务请求过程中出现。参照图3，在第一信道连接算法过程中，除了已经分配并且现 在用于如图8中所示共计四个多时隙-信道的第一信道之外，SRM还 选择三个多时隙信道并且发送多时隙服务请求(MSR) 97a。参照图4和图5, SRM 50协议栈112经由专用数字业务信道(DTC )开销 监视模块237、 SRM认证数据库(ADB ) 86a和常驻SIM卡74数据 库在逻辑上交互。在常规注册协议和始发语音呼叫过程中，SRM将 利用将移动服务首先实例化的本地市场移动蜂窝承运商通过SRM 50而编程到USIM卡73中的原先分配的可拨打MSISDN-MIN号码。 这之所以必要是因为这是原先授权的SVRO服务的服务归属系统。 在这一常规呼叫过程中，SRM 50将使用由SRM制造商分配并且在 初始SVRO服务建立过程中原先使用的原先分配的ESN号码。然而， SRM 50原先设计有易失性ESN号码数据寄存器，该寄存器是经由 网络拓朴以及管理当前的服务GSM PLMN 155的移动虫奪窝承运商所 设计的分配的虚拟SVRO信道义人本发明的STEP网关51可动态地存 取的专用认证数据库86a的一部分。月良务SS7网络和它的关联ANSI-411或者GSM移动应用部分 (GSM-MAP)协议将允许不可拨打号码在本发明的STEP 51与它的 关联SVRO归属位置寄存器(SHLR) 66之间传递，该SHLR是本 发明的STEP网关系统的中央部件。不可拨打MSISDN-MIN号码也 能够是任何常规归属位置寄存器(HLR ) 60、拜访位置寄存器(VLR ) 61、 MSC53或者网关MSC53a(也就是作为关键SS7网元之一的指 定服务交换点(SSP))的用户简档的一部分。这些基本网元在不可 拨打与可拨打MSISDN-MIN号码命名之间不进行区分。也存在基于特定始发和终结服务类(COS)配置来阻止呼入呼 叫者的方式，这些配置能够由主机移动无线蜂窝承运商来设置并且 与本发明的STEP网关系统51串接。例如，将自动地阻止错误地拨 打不可拨打MSISN-MIN号码的任何外部呼叫者。呼叫者将在他的 CPE 65耳机中听到快速忙音增量，该增量指示了收到不可接受的拨 打始发模式。本发明也提供用以针对各SRM 50用户显著地减少漫游 费和长途费的新颖方式。本发明创建一种独特的全局呼叫流拓朴， 渐进协议步骤如下。在图10中描绘了分成三个地理系统间操作区域 即澳大利亚墨尔本、香港和伦敦的SVRO全局虚拟网络拓朴。用于
单信道或者多时隙信道协议服务事件的呼叫流拓朴基本上以相同方式才喿作。例如，这里代表的本发明的SRM 50a、 50b和50c示出了一 个SRM能够如何从澳大利亚墨尔本202漫游到香港202b和伦敦 202c 、然后回到墨尔本并且在多个双向通信数据事件过程中持续地 被认为是归属用户。自动漫游协议、处理和过程如下SRM用户将 他的SRM 50a的上电序列实例化，而SRM 50a检测服务GSM PLMN 155a系统标识指定号码-岸义运商标识代码(SID-CIC ) 86a、 86b和86c SID-CIC号码或者等效号码是都市用户区域还是乡村用户区域，该区 域也称为唯一地标识各PLMN才喿作区域的移动用户区域(MSA)号 码。通常经由SCH信道从当前的服务GSMBTS54a广播SID-CIC， 该SID-CIC向SRM50a指示了它正在尝试服务接入到哪个网络。参 照图4, SRM 50在物理上和在逻辑上构造为与SRM 50a相同，在 SRM的物理和逻辑结构内包含的是STEP接入号码数据库202,该 数据库在逻辑上保持所有已知的本地市场STEP接入号码51a，比如 墨尔本STEP。这些STEP号码在逻辑上与如图10中所示作为当前 的月良务SRM 50a的GSM PLMN 155a相关联。每当SRM接入任何本 地MSA (LMS) STEP 51a、 51b、 51c，这些号码就一皮更新。全局STEP 209维护所有接入号码，比如本地接入目录号码240、本地接入 MSISDN号码241、不可拨打MSISDN号码211、全局STEP接入号 码351和幻象电子序列号(ESN) 99a。当利用人机接口或者通过应 用特定的自动机器语言过程对SRM进行实例化和上电时，SRM自 动地检测与承运商相关联的SID-CIC号码，因为在多数情况下经由 逻辑信道如BCCH、寻呼信道等通过所用绝对频率信道(AFC )来广 播该号码。本发明的SRM;险测这些SID-CIC代码并且在算法上关联所存 储的STAN-DIR351号码，该号码实现对当前的服务STEP网关系统 51a、 51b和51c的4秦入，其中所述月良务STEP网关系统51a、 51b和 51c互连到关联的本地MSA STEP网关系统。参照图1和图6，当 SRM用户先向墨尔本GSM PLMN注册时，他暂时^皮:〖人为是漫游移 动用户，然而，本发明关于如何将各SVRO用户保持为归属用户而 提供一种新颖特征。在一些情况下，墨尔本SRM50用户原先在墨尔 本购买他的SRM和服务。因此他被GSMPLMGPS和SVRO虚拟网 络认为是归属用户。因此，墨尔本SRM用户能够立即连接到墨尔本 STEP网关系统并且接入语音和多媒体数据服务。然而如果用户刚从 海外归来而在其它GSM PLMN GPA区域中4喿作SVRO服务，则他 将只是暂时向服务GSM PLMN注册为漫游者。本发明引入在建立完整连接之前能够在SRM 50与本发明的和230b数据。本发明引入从专用谐波单音和多音频率、幅度以及相 移变量中创建的SVRO谐波脉冲数据(SHPD) 229，其中所述这些 变量并不干扰正常电话带内和带外交换功能等。然而，类似于呼叫循环的静默时段期间在SRM 50与STEP网关系统51之间经由带内 信道发送。静默时段已经用来将呼叫者I.D.呼叫方目录和/或移动标 识号码从常规移动站(MS)发送到客户驻地(CPE) 65电话设备。 本发明修改了这种'挂机，数据发送的装置和方法以便达到经由它的 MSISDN-MIN号码、它的电子序列号(ESN) IMEI号码等等来标识 SRM 50的目的。另外在这一 MRC预连接时段期间，本发明按照 H3D-GA-VM调制装置和方法的形式发送这个数据。这实现了高级别 的加密。能够经由冲喿控式呼叫者1.D.增量、才喿控式偏移ANI-Wink 228 音调以及所有其它带内预连接谐波脉冲间隔来发送本发明的MRC 数据，这些间隔允许文字数字数据的信道内双向发送，该数据并不 干扰常规PSTN 58、 ISDN 64、 ISUP 323或者数据信道内以及带外 SS7 59、 ANI-WINK-多频(MF)发送。本发明实现了能够以双音多 频(DTMF)或者多频(MF)信号的形式在带内Tl中或者利用基于 ISDN PRI的服务如AT&T的INFO或者Sprint的实时ANI或者等效 服务带外地发送文字数字数据和文本信息作为本发明的MRC呼叫 建立预连接数据的 一 部分。
对于本发明的MRC数据的装置和方法而言至关重要的是从作为如图4中所示各SRM 50的重要部件的STEP网关系统51发送 GSM、CDMA、TS-CDMA和iDEN MTR SIM卡以及通用SIM( USIM ) 卡73更新这一能力和实用性。参照图1、图4和图6，在预连接时 段MRC数据230a、 230b循环过程中，本发明的STEP网关系统将 更新的本地'归属，用户MSISDN和MIN号码以及其它相关控制数据 发送到作为SRM 50的部件的远程可编程SIM-USIM 73卡。紧接在 收到这一数据时，SRM 50重新实例化和重新注册为本地SVRO用户。 这一重要特征实现了用于SRM用户的大规模成批应用特定的功能和 特征。本发明的预连接SHPD数据实现了应用特定的功能，比如机 器到机器(M2M)遥测、远程信息处理数据、电子邮件、SRM控制 管理、认证代码、消息等待指示符、文本数据、SVRO通用消息接 发、SRM协议控制数据、 一键通在线方指示符(PTT-OLI) 231等。 在图6中，这一新颖SHPD 229预连接双向数据可以是经由SVRO 反向信道118始发于SRM 50,而在一个SHPD预连接通信事件过程 中可以是经由符号流前向信道119始发于STEP网关51。事实上， 本发明能够同时通过八个反向和八个前向TCH/业务信道来应用 SHPD预连接数据。SHPD数据对于GSM、 CDMA PLMN网元如MSC、 BSC、 IWF等是透明的。参照图8,这一逻辑框图描绘了包括逻辑结构的八个多时隙逻 辑信道171、 172、 173、 174、 175、 176、 177和178,这些逻辑结构 定义为始发增量；通过以指数级联方式分配语音信道多时隙-信道来 实现的在完成本发明的SRM 50的初始化时的多时隙语音用户信道 分配。当常规呼叫者结束他的呼叫而BTS-BSC将TCH信道设置为 空闲状态215a模式时，在实例化经由控制信道204对TCH信道的 关联控制释放时，这一方法的核心特征是基于用户多时隙-信道的随 机可用性。这发生在经由来自所选控制信道204的实例化来释放这 一用户TCH信道并且该信道开始突发零时，其中所述所选控制信道 204在各用户业务信道的逻辑界限内操作。在一些情况下，当SRM 50 在渐进多路复用级联功能中从一个和/或多达八个始发增量初始化直 至所有分配的虚拟电路被占用并且经由当前的服务公共陆上移动网络(PLMN) 155而指向关联的STEP网关系统51时，整个数字业务 信道能够虛拟地变成SVRO多时隙信道126。本发明按照这种方式 通过现有第2代(2G)网络来提供带宽持续较大距离的连通性以及 宽的带宽。参照图1,服务PLMN分别经由PSTN、 ISDNPRI电路、帧中 继电路和具有USUP 232功能的电路互连到关联的MSC 53和/或网 关MSC 53,这些电路直接在服务承运商交换机间的通信群中操作。 在一些应用特定的情况下，所选SRM50将总是被认为是漫游移动用 户，而在其它情况下即使相同的SRM50在受访GSMPLMN规划区 域中操作，则该相同的漫游SRM50仍然将被认为是归属用户。这对 于移动应用等而言尤为重要并且实现本地呼叫者费率、消除昂贵的 长途费等。这种方式的重要性也实现了 SRM模块50遍及世界的简 单分布而无需在遍布特定的公共陆上移动网络规划区域(PLMN )155 来布署SRM才莫块时寺丸行地区特定的修改。本发明通过GSM以及其它可比较的移动虫奪窝网络如 CDMA2000、 UMTS-IMT-2000、 GPRS、 EGPRS、 I.P.语音网络等来 实现操作。事实上，本发明的虚拟认证装置和方法虚拟地才莫仿GPRS 、 EGPRS、 3GPP多时隙-信道用户认证方法。本发明应用了对 GSM-MAP-无线智能网络(WIN)第1阶段、第2阶段、第3阶段 等简单而有效的虚拟操控。在有必要时本发明也利用对CAMEL协 议的巧妙操控。第3代(3G)系统如UMTS等使用CAMEL来实现 对运营商特定的智能网络(IN)应用如预付、呼叫屏蔽和监管的世 界范围的接入。CAMEL是主要的GSM第2阶段加上对引入UMTS 虚拟归属环境(VHE)概念的增强。本发明使用CAMEL方式来实 现GSM ( 2G )网络无缝转变到第3代(3G )操作和 WI-MAX-IEEE802.16世界中而没有与GSM 2G网络的升级相关联的 巨大成本，该GSM 2G网络的升级使用包括典型基础结构升级的常
规系统和关联网元，该典型基础结构升级4吏用了 GPRS、 EDGE、 EGPRS、 UMTS-宽带CDMA、 CDMA20001X等的硬件和软件部件。 本发明简单地匹配或者超过所有这些3G和WI-MAX IEEE802.16e 4G解决方案的空中接口和支持的网络性能要求。在 VHE背后的概念是实现灵活的服务定义的平台，该定义实现了对应 用特定的服务创建工具的动态集，该动态集使主机移动无线蜂窝承 运商能够修改或者增强现有服务和/或定义与新的普遍控制信令系统 第7号(CCS7)协议、CAMEL应用部分(CAP)相关联的新服务。 本发明利用这些优点创建一种高度灵活的信令和多时隙-TCH信道 呼叫路由机制，该机制使用数字语音信道来发送即运送以本发明的 Holophasec3D-GA调制(H3D-GA-MOD )为基础的高速无损符号数 据。参照图17，本发明实现了使用具有一个可信归属用户账户和/ 或一个漫游用户账户的一个SIM卡和/或USIM来同时分配多达八个 反向上行链路118 TCH话音信道171、 172、 173、 174、 175、 176、 177和178以及多达八个前向下行链^各119TCH话音信道171a、172a、 173a、 174a、 175a、 176a、 177a和178a。在一些情况下本发明利用 TCH半速率信道，在这些实例中本发明能够利用16个反向上行链路 信道和16个前向下行《连路信道。在SRM 50与当前的服务BTS 54 之间发生高程度的双向发送活动。在GSM中SRM 50使用BTS/BS 标识代码(BSIC) 313a来在另一相邻BTS和基站子系统(BSS )阵 列与另 一邻居GSM MSA PLMN BTS和BTS基站子站阵列之间进行 区分。这个BSIC代码也将服务GSM PLMN 155与也广播它自己的 SID号码的另 一邻居GSM PLMN相区别地唯一地标识出来。本发明 独特地利用这个BSIC和SID 350代码以便SRM 50准确地知道在完 成(a) GSMPLMN注册通知以及所7>开的(b) MRC预连接注册和 SIM-USIM卡MSISDN-MIN更新协议、处理及过程时拨打哪个关联 的STAN DIR号码351。所有BSIC代码313和MSA SID号码350 被存储于全局STEP并且被传递到所有MSA STEP网关系统51以便
持续更新添加和改变。每当SRM50向当前的服务STEP网关系统注 册并且(a)执行双向MRC预连接数据和/或(b)执行任何其它信 道内通信时，就更新所有相关STAN 351、 351a号码。所有相关SID 号码350和BSIC代码313-波存储于在如图4中所示各SRM50中嵌 入的专用数据库中。参照图17,通过语音信道的常规GSM通信被完全地加密。此 外，本发明由于能够生成并且分配给各单独SRM50的n维字母表而 引入高得多的加密级别和安全级别。常少见GSM加密涉及到如下步 骤。图17示出了在GSM中使用的加密方法以及其它重要特征。在 通过获耳又114明文数据突发308b、 308a并且利用114位密码块306b 执行"异或，，逻辑函数运算来以114位的块为单位在发射机处对数据 进行加密。通过获取114位的加密数据块并且使用在发射机处使用 过的相同114位密码块306a执行相同"异或，，运算来执行在SRM 50 处的解密函数。通过被称为A5 309a、 309b的加密算法在BTS-BS 54 和SRM处产生在用于给定发送方向的发送路径的两端使用的密码 块。A5算法使用了在常规呼叫建立过程中发生的认证处理过程中产 生的64位307a、 307b密码Kc 305a、 305b以及4吏用了 22位304a、 304b TDMA帧数计数303b、 303a，该计数取从0到4194304的十进 制值并且具有与GSM超帧的间隔相近的约五小时的重复。A5算法 在各TDMA时段期间产生两个密码块， 一个用于上行链路路径或者 反向信道118,而一个用于前向信道或者下行链路路径119。本发明 通过对具有它自己的64字符电子序列号的A5算法进行"捎带(piggy backing)，，来利用一种对这一常规加密装置和方法的独特扩展，因为 当一个A5循环移位凄t学结果时，在下一 SVRO信道内注册更新过程 中能够更新和下载新的H3D-GA-VM字符或者完整语言库。这一方 法能够被自动地应用为 一种全内含数字键移方法或者被单独地执行 为一种独立算术过程。本发明的H3D-GA-VM也可以在A5方法调用 它的变化时每五小时自动更新。这在算法上也可以联系到新 H3D-GA-VM算法词典的自动分配。
本发明组合这一 常规装置和方法并且添加创新的加密级别，其中各SRM能够具有它自己的Holophasec 3D遗传算法虚拟调制语言 (H3D-GA-VM)。事实上这一新颖性对于高安全性的无线通信应用 如金融交易动作通信、军用通信、执法通信等而言是理想的。本发 明提供了用于每当如图1中所示SRM 50和STEP网关系统51执行 信道内注册时就改变所应用的H3D-GA-VM的装置和方法。无论网 络信令和认证装置及方法的类型如何，本发明都巧妙地操纵 MSISDN-MIN认证方法、15字符的国际移动i殳备标识(IMEI)号码、 15字符的国际移动用户标识(IMSI)和SRM50电子序列号(ESN)。 在算法上完成这一点以便通过八时隙GSM数字业务信道(DTC)、 CDMAIS-95/2000、 TS-CDMA数字业务信道等实现多时隙信道。参 照图1,本发明提供了用于当建立的服务类对来自单个SVRO无线 电模块(SRM) 50的一到八个同时语音呼叫起作用时将现有未修改 的绝对频率数字业务信道(DTC)多时隙信道视为虛拟操控的专用 符号数据电路。这是从八个时间多时隙151的反向上行链路信道118 以及八个时间多时隙152的前向下行链路信道119来实现的。服务 移动无线蜂窝网络将SRM 50"看成，，以与八个分离用户移动站(MS ) 相同的方式通过分配的数字业务(DTC)进行操作。然而本发明实 现这一虚拟解决方案，由此服务移动无线蜂窝承运商只需发出如分 别描绘了 SVRO SRM 50和多模式调制解调器416的图4和图11中 所示的一个SIM卡73和/或USIM。图4和图ll均描绘了基本上相 同的设备，所述设备能够针对广泛多样化的应用特定的目的和功能 以不同配置来生产。然而SVRO调制解调器具有能够与线路电压进 行接口的附加功率要求，因此电源阵列196被具体表达为包含多个 功率电容器429a、 429b、 429c和429d以及其它有关部件。类似于 任何调制解调器，本发明提供了功率指示灯190a、信道同步190b、 发射机同步190c和接收机同步190d。调制解调器也包括传入和传出 陆线线缆接口，比如来自计算机的输入RJ 45 192a和来自计算机的 组合RF-45 192b、 RJ 193b输入、以及到壁输入接口 193a的输出 RJ-ll。这里也有实现高分辨率人机接口 (HMI)活动等的ARM处 理器419。在一些应用特定的情况下，本发明的装置和方法在一个SVRO 多时隙通信事件过程中无缝地发送多达八个不同MSISDN-MIN、 ESN号码、IMSI和IMEI号码。本发明以这样的方式l吏用多达八个 专用多路复用数字空中接口和Tl语音电路交换信道从而模仿了使 用TCH业务信道和光纤TCP/IP时隙的GPRS和3G主机网络。然而 本发明应用的虚拟网络方法操作起来更高效并且仍然表现无线 SVRO广播性能而且操作起来更高效，与如今本领域中已知的任何 纯分组交换技术相比在更低的成本下具有大得多的安全性和可靠性 量值。在更多其它应用特定的情况下，本发明实现了当在通过移动 无线蜂窝网络如GSM的单个SVRO宽带通信事件过程中 一到八个反 向TCH话音信道和一到八个下行链路TCH话音信道分配给一个 SRM 50时使用相同的可拨打或者不可拨打MSISDN-MIN号码集以 及一个指定的ESN号码、IMSI和IMEI号码。如图26中所示，SVRO 虚拟网络是服务于无线金融通信应用、执法通信、军用通信、教育 用途如远程教育、借助使用了专用个人数字助理(PDA)而不是数 字和普通书写语言的部落符号的银行业以及远程教育等的最佳解决 方案。本发明提供了从起源点到目的地-终结点的更快连接和断开时 间以及数据传送，该目的地-终结点是比如GPRS、 EGPRS、 CDMA2001X、 3G、 UMTS-IMT-2000、 4G-OFDM等任何网络。参照 图14,本发明通过公共TCP/IP-VOIP网络或者虚拟专用网络(VPN) 197来使用仅用于安全金融通信等的纯分组交换拓朴。ASP55d、 55e 在这种情况下分别是银行ATM交换机245和银行EFT/POS交换机 246。应用特定的存在点在能够包含ATM交换机ASP 55d和EFT/POS 交换机246的安全金融通信网络群247内冲喿作。SRM 50d在物理上 和在逻辑上与一个专用设备如EFT/POS终端244进朽-，接口 。在又一 规范244i中，图示公开的是一种实现了彼此独立地进行工作的八个
商户EFT/POS终端244a、 244b、 244c、 244d、 244e、 244f、 244g和 244h的拓朴。然而，各终端能够同时通过一个SRM50d与本发明的 STEP网关系统51d通信，因为本发明能够利用GSM数字业务信道 的所有八个信道或者任何多信道物理层(PHY) IEEE802.il和 IEEE802.16e。 SVRO H3D-GA-VM调制方法也能够应用虚拟信道内 于CDMA PLMN 155f和物理层和/或虚拟信道内WI-MAX 802.16 PLMN。此外本发明能够互连实现了本领域技术人员众所周知的自动 拒员才几功能的一个或者多ATMKIOSK的阵列248。本发明的SVRO H3D-GA-VM调制方法能够通过GSM和 CDMA移动蜂窝PLMN网络提供带宽用以递送电子报纸250、视频 文件内容251和音乐文件内容252等。在一些配置中，本发明提供 了一种同时通过GSM PLMN网络155e、 CDMA网络155f、 IEEE802.16e WI-MAX网络、IEEE802.11 WI-FIIEEE802.il网络和蓝 牙工业系统管理(ISM )设备以及小型个人微微网络和自组织网络进 行通信的多模式SMG50g。事实上，本发明的SRM能够被配置用以 在这些公开的网络之间无缝漫游而无需操作员选择任何人工调节。 在所有这些网络中本发明分别通过单个信道或者多个信道在一个 SVRO通信事件过程中利用动态地应用的H3D-VOIP 197和/或标准 TCP/IP 62和/或标准H3D-PCM 126和/或这些#:据和语音采样方法中 任何三种方法的组合，并且无论用户正在利用的当前的服务移动 PLMN网络如何，所有SVRO通信采样无论类型如何都由本发明的 STEP网关系统51d和51e来路由和管理，无i仑各采样是分别由 SW/SSP 87e还是作为各STEP网关系统的整体部件的专用分组交换 服务器来交换。参照图1、图3、图4和图5， SVRO多时隙信道通信事件包括 新颖的带内多时隙-信道服务请求97数字语音信道分配协议、新颖的 呼叫^各由协议以及认证方法，这些协议和方法是本领域中独特的物 理和虚拟功能协议。SRM 50被当前的服务GSMPLMN认为是基本 上另一常^见用户。SRM 50经历与任何移动站(MS)相同的标识过
程。类似于任何其它移动站(MS) , SRM50寺丸行初始单信道注册、 认证过程以及空中接口信道和相关联的电路分配。参照图15，在这一绘图中描绘了一种在逻辑上包含所有已知 GSM控制信道阵列的数字业务信道(DTC)逻辑树拓朴260。数字 业务信道(DTC)201是包含多达八个时间多时隙261的物理频率信 道，这些多时隙运送两个通用类型的通信即用户业务和控制信息。 用户业务由逻辑业务信道(TCH) 262运送而控制业务由在各时隙的 控制层内操作的多个控制信道运送。八个时隙包括本发明通过单个 绝对频率数字业务信道(DTC) 201的多时隙-信道通信。后继逻辑 用户和控制信道结构如下所述。参照图1，大量信息在SRM50与当 前的服务收发机基站(BTS) 54、也称为基站子系统(BSS)的控制 一个或者多个收发机基站的基站控制器(BSC) 63等之间发送。在 数字业务信道(DTC) 201的频率状态界限内操作的逻辑信道运送包 括语音和数据信息的用户信息以及控制信令数据。根据发送信息的 类型，使用不同逻辑信道。这些逻辑信道被映射到如图8中所示的 物理数字业务信道(DTC) 201时隙，分别为171、 172、 173、 174、 175、 176、 177和178。参照图15,例如通过称为八个业务信道(TCH) 262之一的所 有八个逻辑信道来运送数字话音。在GSM系统中没有预先分配射频 (RF)承运商或者时隙供任何特定任务的独占使用。如前文所爿^开 的那样，在GSM物理信道中有两种基本逻辑信道类型在GSM物 理数字业务信道(DTC)的逻辑帧内的TCH262和控制信道(CCH ) 204。逻辑业务信道(TCH) 262用来运送数字量化的话音或者用户 数据如异步9.6.数据、G3传真数据、分组组装器/解组装器数据、高 速电路数据(HSCD)以及其它远程服务数据等。本发明引入在这里 定义为Holophasec 3D调制(H3D-GA-MOD )的第三种虚拟应用的 替代方式，该方式提供用于布署等效2.5G、 3G和4G性能同时通过 世界上具有遍及整个给定拓朴渗透良好的连续GSM 2G网络的地区 来实现快速虚拟布署。本发明能够同时将H3D-GA-调制虚拟地应用
于GSM、 WI-FI-IEEE802.il和WI-MAX IEEE802.16e。本发明巧妙地操控这些控制信道的各种方面以便在一个数字 业务信道(DTC)的操作约束内实现来自一个SRM的无缝认证、多 时隙信道TCH 262以及控制信道CCH 204分配，其中该SRM变成 作为移动无线公共陆上移动网络(PLMN)如GSM移动通信系统的 网络拓一l、一部分的SVRO承运商126。TCH262支持两种信息速率即 全速率(TCH/F)263和半速率(TCH/H)264。 TCH/F 263运送12Kbps 的用户话音，TCH/H运送4.8kbps和2.4kbps的用户话音。有三类控 制信道通过广播信道(BCH) 267运送的广播控制信道(BCCH ) 270、公共控制信道(CCCH) 271以及专用控制信道(DCCH ) 275。 BCCH 270信道是点到多点单向信道。这些信道用于比如校正分配的 移动DTC物理信道频率、帧同步以及整体控制信道(CCH) 204结 构这样的功能。这些广播信道是仅为下行链路/前向的信道。其它信 道属于BCCH 270组前向控制信道(FCCH )268和同步信道(SCH ) 269。 FCCH 268是下行链路点到多点信道。FCCH信道268运送用 于SRM 50或者任何其它常规移动用户站(MSS )的频率校正的信息。 这一信道是无线电子系统的正确操作所需要并且允许SRM 50准确 地调谐到收发机基站(BTS) 54的信道。FCCH 268在它的突发生成中发送全零以代表在图8中分别表 示为171、 172、 173、 174、 175、 176、 177和178的所有八个多时 隙信道的信道结构内的未调制载波。当这些所示的多时隙-信道中的 一个或者多个空闲时，分别在图4中表示为112、在图5中表示为 112b和在图15中示出的SRM 50专用协议栈部件基于通过一个或者 多个FCCH 268发送的传播零来检测一到八个多时隙-信道的空闲状 态，在后注册过程期间完成第一信道分配时，SRM50如图3中所示 将多时隙-信道请求(MCR) 97a发送到相关联的STEP网关系统51。 在这种情况下，与支持信息及时递送的发送速率相联系的所需数据 净荷需要总共三个信道，所述三个信道将支持从60Kbps到130Kbps 的合计数据速度。这一性能对于遍及发展中国家提供低成本长距离 的宽带数据服务而言至关重要。例如在这种情况下，SRM50分配有 将运送常规语音或者本发明的Holophasec 3D调制(IBD-GA-VM ) 方案的如图8中所示的时隙信道六176。如果用户请求多两个的时隙 而两个其它时隙空闲并且正在经由FCCH 268在这些信道的逻辑突 发内广播零，则如图4中所示经由它的专用DTC-CH监视237算法 活跃地监视忙/闲位状态的SRM 50将"抓取"该信道用于从SRM 50 传输H3D-GA-VM到STEP网关系统51。所有相关控制信道业务 (CCH) 204分别在如图8中所示与分配的数字业务信道(DTC)相 关联的各时隙171、 172、 172、 174、 175、 176、 177和178内工作， 而所有控制信道功能通过SRM DTC监视装置和方法来监一见。参照图15,由于任何服务移动无线蜂窝承运商如GSM移动网 络提供商PLMN 155所供应的MSISDN-MIN组合，SRM 50如所公 开的那样有时被认为是漫游移动用户或者归属SVRO用户。参照图 5,SRM50与关联的STEP网关系统51相结合地执行所选i^证过程， 这些过,呈引起下两个信道时隙三173和时隙七177对关联的当前的 服务移动无线蜂窝运营商拜访位置寄存器(VLR)61也就是相同VLR 61的自动注册和分配。STEP网关系统51包含如图3、图5和图26 中所示专门修改的SVRO归属位置寄存器(SHLR) 66。在图3、图 4和图5中，当从位于SRM50中的本发明协议栈112收到多时隙服 务请求(MSR) 97a时，STEP网关系统51的协议栈112a经由STEP 网关系统VPN信道拓朴结构203a、 203b、 203c、 203d、 203e、 203f、 203g、 203h、 203i和203j将专用主机移动无线蜂窝注册和认证指令 发送到SHLR66。 SHLR66如图16中所示将适当的GSM MAP协议 脚本通信发送到当前的月良务VLR 61。在相同时域期间，STEP网关 系统51发送来自STEP网关系统51专用认证数据库(ADB ) 86b的 认证数据库(ADB)更新消息97a，该消息包含用来借助当前的服务 VLR 61等实现恰当的和可接受的认证更新的当前可用的可拨号 MSISDN-MIN号码96、不可拨号MSISDN-MIN号码lllb、电子序 列号(ESN) 99、国际移动设备标识(IMEI)号码110和国际移动
用户标识(IMSI)号码313。参照图3，在分别如图5和图4中所示 的SRM 50和STEP网关系统51的协议栈112b和112所发起的对分 配附加多时隙-信道的任何尝试之前，从关联的STEP网关系统51发 送ADB更新消息到SRM 50。参照图15、图17，同步信道(SCH) 269运送用于SRM50的 帧同步以及当前的服务BTS 54的标识代码的信息。SCH 269具有在 初始注册和始发过程中分配的先前为SRM50所知的64位二进制序 列。SRM 50通过将位与内部存储的64位相关来实现相对于包含时 隙的GSM帧而言的准确时序同步。SCH 269将根据常规GSM规范 的月良务BTS54代码、基站BTS标识代码(BSIC) 313、 313a、 313b 以及简化帧号码(RFN)运送到SRM 50。 7>共控制信道(CCCH ) 271是点到多点双向信道。它们主要用来运送用于访问SRM50管理 功能所必需的信令信息。这些信道用来在专用控制信道(D C C H ) 2 7 5 通向SRM50之前在SRM50与(BTS ) 54之间建立连接。有从BTS 54传播到SRM 50的两个下行链路信道以及从SRM 50传播到H务 BTS 54的一个上行链路DCCH信道275。下行链路信道是寻呼信道(PCH) 272和接入许可信道(AGCH) 273。 PCH信道272用来寻 呼SRM 50。 AGCH 273用来将SRM 50分配给特定DCCH 275。随 机接入信道(RACH) 274是从SRM 50传播到当前的服务BTS 54 并且用来请求分配DCCH 275的上行《连^各信道。DCCH信道用于在 始发/呼叫建立之后的信令和控制。有两类DCCH信道275即独立专 用控制信道(SDCCH) 285和关联控制信道(ACCH) 276。 SDCCH 285是其分配与多时隙-TCH 262的初始分配没有联系的DCCH 275。 SDCCH 285用于认证各SRM 50可能使用的如图8中所示也分别称 为TCH信道的多时隙-信道171、 172、 173、 174、 175、 176、 177 和178。 SDCCH 285也用来4是供位置更新以及用于对TCH信道的分 配。关联控制信道(ACCH) 276也有两类即慢速关联控制信道(SACCH) 277和快速关联控制信道(FACCH) 278。 SACCH 277 总是与TCH 262或者SDCCH 285相关联。SACCH 277用来运送普
通控制信息。FACCH 278类似于在正在发送数据的同时排除用户信 息的空白和突发(blank-and-burst)信道。FACCH 278主要用来发送交接命令。参照图15,示出了在GSMDTC 201中使用的所有逻辑信道。 仅有的其它控制信道变型必须利用全速率和半速率的发送速率。附 加的控制信道操作模态如SDCCH/4 286、 SDCCH/8 287、 FACCH/F 279、 FACCH/H 280、 SACCH/TF281、 SACCH/TH 282、 SACCH/C4 283、 SACCH/C8 284等用来传送本发明的新颖虚拟认证和控制协议、 处理和过程作为任何其它控制信道和TCH帧组合。这些控制信道属 性涉及GSM DTC 201能够如何在其它全速率巻积代码或者半速率巻 积代码下操作。无论GSM承运商调用全速率还是半速率操作模态， 用户数据和控制数据格式保持基本上相同。诸如允许的逻辑组合等 主题内容是本领域技术人员众所周知的而在这里无需加以公开。然而，使用了涉及到多时隙-信道分配和相关认证协议的虚拟地 适用的逻辑信道组合。在图15中，可用的前向/下行《连3各信道频率如 BTS 54到SRM50以及反向/上行链^各信道SRM50到BTS 54一皮划分 成200kHz的所称的绝对射频信道号码(ARFCN),即物理频率DTC 201信道。正如所 ^开的那样，八个潜在用户信道的每一个利用相同 定义的DTC并且占用了拥有0.57692ms时域的唯一时隙。参照图13, GSM网络系统使用五种不同类型的突发正常突发、同步突发、频 率校正突发、接入突发和伪突发。正常突发用来运送在除了 RACH 274、 SCH269和FCCH267以外的逻辑业务信道(TCH ) 262a和控 制信道204a上运送符号数据信息。BCH 267和CCH 275前向控制信 道仅实施于某些绝对射频信道号码(ARFCN)信道上并且以特定方 式分配有时隙，每个用户占用每GSM帧唯一时隙或者时域。类似于 任何常规移动用户站(MSS),本发明的SRM50能够监视邻近DTC 信道和其它邻近BTS站以及可能包含SVRO服务的无缝操作所必需 的逻辑信息的BCH信道267和CCH信道275。这些时隙也分别称为 多时隙-信道171、 172、 173、 174、 175、 176、 177和178。如图8
中所示，各用户多时隙-信道也称为TCH信道262和/或CCH 204。 各时隙包括156.25位，其中8.25位用于防护时间而6位是用来防止 与相邻时隙重叠的开始位和停止位。在本发明通过如图16中所示 STEP网关系统51 SVRO归属位置寄存器(SHLR)利用同步突发、 频率校正信道突发、接入突发和GSM-MAP认证之后，这一防护时 间允许SRM协议栈抓取/连接到空闲TCH语音信道。参照图13和图 17,同步突发266用于SRM50的时间同步。这一突发包含64位的 长同步序列300c。加密的78位300b-300d用于运送GSM TDMA帧号码303a、 303b 的信息以及BTS标识代码(BSIC) - (SID) 。 GSM TDMA帧303b 如图15中所示通过SCH269来广播，以便保护用户信息免遭窃听。 这是通过在发送信息之前对它进行加密来实现的。参照图13和图 17，该算法使用GSM TDMA帧号码303a、 303b作为用于计算加密 密钥的输入参数。由于知道GSMTDMA帧号码303a、 303b, SRM 50 将知道哪种逻辑信道正在分别与前向下行链3各TCH信道和反向上行 链路TCH信道的时隙一 171 、 171 a相同的CCH 204-204a时隙零298a 上发送。频率校正信道突发用于SRM50的频率同步。固定的输入位 全都是零，使调制器在额定频率以上递送具有1625/24kHz偏移的未 调制载波。在图15和图16中，这一重要方面被本发明用来同步所有多路 复用的多时隙-信道与SRM 50在它才喿作于单个物理凄t字业务信道 (DTC)201内时的物理和时间位置以及它在逻辑上包含的TCH262 和CCH 204信道突发。本发明无需BTS 54补偿正在从可能对无线电 信号造成不同多径、衰落以及其它异常的不同物理拓朴位置进行通 信的多达八个不同移动站(MS)的正常物理距离。当发生这一点时， BTS 54必须执行大量时序校正工作，以在某些情况下保持正在从相 对于BTS 54的地理位置而言各具有60°度和/或120°度扇区天线阵列 的不同地形向量位置进行操作的多达八个分离移动站。当SRM 50 使用所有八个时隙-信道时，BTS 54无需补偿多个移动站的时序，因
为仅有必要在SRM 50 —次接入和使用一个以上TCH时隙时执行各 时隙之间的少量补偿。本发明由于协议栈的简洁而实现了更好的多 时隙交织性能和虚拟信道管理。本发明使用串联小型突发分组而不 过度地使GSM网络承受负担。参照图13，接入突发288用于随机 接入并且具有较长的防护时段以保护来自如下常规移动站的突发发 送，该移动站在它首次接入系统时并不知道时序超前。这通常允许 与月良务BTS54距离有35公里之远，只要各移动站留在服务BTS 54 扇区/天线阵列的焦点范围内。当SRM 50接入多时隙-话音/语音TCH 252信道时，它们被分 配和连接到相关联的STEP网关系统51，因为SRM 50在它正在接 入多个TCH时隙时总是在相对于BTS 54的相同物理位置，所以将 没有多时隙时序的差别。参照图15,在SRM 50经由在各CH逻辑 信道结构内可接入的控制信道(CCH) 204来4丸行新颖的虚拟话音/ 语音服务之前，SRM 50和STEP网关系统51 4丸行所选信道内i^证 和GSMMAP带外多信道认证。在4吏用分配和连接到本发明的STEP 网关系统51的第一 TCH话音/语音信道作为用于这些基本虚拟指令 的传送手段的同时各附加多时隙话音/语音信道被分配给当前操作的 SRM 50之前，STEP网关系统51同时地执行虚拟GSM MAP多时隙 -信道注册和认证数据库(ADB)更新97a。经由利用高级数据链路 (HDLC ) 225协议的ISUP交换机间连接方法203a进行到STEP网 关系统51-交换才几/SSP 87的连接。HDLC协议双向地建立在分别如 图5和图16所示的本发明STEP网关系统51与当前的服务MSC 53 和/或网关MSC 53a之间连通的链路。参照图14、图15和图17,将GSM数字话音/语音信道用于无 损应用特定的符号数据的一个主要优点在于它被重度加密。本发明 率先以这种方式使用重度加密的GSM TDMA话音信道来发送和保 护金融通信。本领域:技术人员无一曾将未^f奮改的GSM TDMA-TCH 话音信道用于语音之外的数据。这一方面对于与如下金融通信有关 的安全分支而言非常重要，这些金融通信在4吏用H3D-GA-VM 249
和H3D-加密224的同时支持通过TCM话音信道对自动拒员^L (ATM )248交易以及商户终端电子金融交易销售点(EFT/POS )224、 224i交易的移动无线蜂窝传送。通过获取114位明文数据块308a、 308b并且利用114位密码块306a、 306b执行"异或"逻辑函数运算来 以114位的块为单位在发射机处通过常规装置对数字话音/语音信道 数据进行加密。通过获取如图13中所示114位的加密数据块300b、 300d并且 使用如图17中所示在发射机处使用过的相同114位密码块306b执行相同"异或"运算来执行在接收机处的解密函数。通过被称为A5 309a、 309b的加密算法分别在BTS 54d、 54d、 54和SRM 50d、 50e306a、 306b。 A5算法使用了在呼叫建立过程中的^人证处理过程中产 生的64位密码Kc 305a、 305b以及使用了 22位GSM TDMA帧数计 数(COUNT)，该计数取从0到4194304的十进制值并且具有与GSM 超帧的间隔相近的约五小时的重复时间。A5 309a、 309b算法在各 GSMTDMA时段期间产生两个密码块， 一个用于反向上行链路信道 118而一个用于前向下行链^各信道119。本发明将这一内置安全方法 与常规金融通信加密相组合，然后在使用H3D调制249的同时利用 H3D画GA國加密224将它全部交换(swap around )，该H3D-GA-加密 224应用与量子加密级别做比较的安全措施。参照图17,常规加密方法与本发明的新颖H3D-加密224和 H3D-GA-VM调制249方法的独特综合提供了世界上最坚固的加密。 从TDMA帧号码303a、 303b导出GSM TDMA TCH信道64位密码 密钥370a、 307b以及114位密码块306a、 306b。这些号码在数学上 用动态地分配给各SRM 50的各可拨打的本地4妄入MSISDN-MIN号 码241、不可拨打MSISDN-MIN号码211、 IMEI号码llO、 ISMI号 码99以及电子序列号(ESN) 99a的数值进行内插。STEP网关系统 51乂人不向SRM 50分配永久形式的这些关4建标识号码。这一独特综 合提供了通过本发明的组合装置和方法所实现的另 一安全控制级
别。本发明在一个应用特定的数据通信事件过程中使用多个数字话音/语音TCH信道262。本发明同时跨经不同信道发送和多路复用完 整金融通信方法的不同部分以便提供可能有的最佳效率级别。本发 明从不连续两次以相同方式重复相同模式。窃听者从不可能预测在 始发和终结处理过程中哪个T C H信道262传送消息的特定部分以及 如何和以什么组装-解组装次序来传送该特定部分。参照图2、图17和图19,这三幅绘图包括本发明的加密装置 的全体，此外本发明也利用了在本发明的装置和方法内隐藏的各种 技术商业秘密算法过程。然而，图19揭示了这些隐藏装置的"产物"。 在图19中描绘了十个不同的H3D存储符号词典采样311a、 311b、 3111c、 311d、 311e、 311F、 311G、 311H、 311i和311J。各采冲羊4戈 表英文字母"A"310a、 310b、 3110c、 310d、 310e、 310F、 3101G、 311H、 311i和311J，各采样具有用于各所属符号字符的从三位到六位的符 号权值。事实上所有上下文字符由于本发明的符号语言装置和方法 而能够等于三位。这一方法动态地增加信道内符号速率而无需常规 的数据压缩。在图2中，采样311a代表无穷符号采样变型之一，这 些变型能够代表三位字母"A"或者在任何人类或者机器语言中存在 的任何其它上下文字符，这些语言包括亚洲语言、欧洲语言等中的 任何语言。本发明能够生成等于256字符全ASCII词典的并且转换 成其它语言的任何上下文字符。所有已知数字符号0-9和/或任何数 学符号语言也可以被代表。所有所选通信信道具有以频率、相位和 幅度状态界限限制为基础的性能限制。出于全范围的应用特定的目 的，本发明在映射现有语音采样以及信道内控制/信令创建的无损符 号数据方面操控脉冲代码调制(PCM)上下文和控制信息采样。本发明能够操控产生无穷多样符号状态的线性相位、频率和幅 度水平以及这些参数的相互关系。在图19中描绘了 H3D调制249 采样的仅仅10个例子。可以出于在各种条件之下优化信道空间的目 的而应用这10个例子。参照图19和图2,也可以针对优化当前SVRO PCM通信信道条件207来应用这十个例子。可以#4居性能以及所选
采样状态有多么好地用来优化通信质量来定义信道操作状态。在从 一个到十个条件的规模，这一相等的框架涉及各种操作条件或者状态界限。条件状态界限一 207a等同于最差质量，其中信道仍然能够 传播符号数据，但是它在当前的服务BTS将要引起交接到将更好地 服务于本呼叫的另一邻近信道时接近不稳定水平。条件状态界限十 207j是最优信道条件。当信道正在信道条件状态界限十207j以下工 作时当前代表字母"A"310J的采样311 J可能用于这一 上下文符号的 发送。按照作为如图4中所示协议栈112的完整功能的本发明独特 DTC信道监视237方法所检测到的瞬时信道条件，各信道条件状态 界限一 207a、信道条件状态界限二 207b、信道条件状态界限三207c 信道条件状态界限四207d、信道条件状态界限五207e、信道条件状 态界限六207f、信道条件状态界限七207g、信道条件状态界限八 207h、信道条件状态界限九207i和信道条件状态界限十207j利用最 好的H3D-词典170符号来代表字母"A"。这只是本发明的装置和方 法所提供的创新之一。参照图16、图17和图18, SRM50多时隙-信道TCH分配以及 SRM 50多时隙-信道认证在这里是按照通过当前的服务移动无线蜂 窝PLMN 155如GSM PLMN的SVRO拓朴呼叫流来描述的。本发明 的呼叫流以两种主要方式发生。(A)本发明的SRM50能够始发主 要语音呼叫和数据呼叫，这些呼叫总是经由正如任何常规移动用户 站(MSS)的当前服务移动无线蜂窝PLMN 155电路交换拓朴来路 由即终结于关联的STEP 51处；以及(B) STEP 51也能够经由与常 规PCH信道寻呼功能的新颖使用相联系的移动无线蜂窝PLMN 155 电路交换拓朴来将SRM终结的主要语音呼叫和多时隙-信道数据呼 叫始发到SRM 50。两种呼叫流才莫态在一起包含完整的SVRO语音和 /或数据通信事件。本发明也使用本领域众所周知的标准呼叫释放算 法。因此对于这里的目的而言无需公开所选的标准呼叫释放协议。所有SVRO语音和数据GSM、 WI-FI IEEE802.il和WI-MAX IEEE802.16e业务总是通过关联的STEP网关系统51来路由。这一
重要规则没有例外。保持这一规则以便实现最高安全性的模态、最 成本有效和有利的商业冲莫态以及技术效率对承运运营商和用户的递送。例如，即使呼叫者正在使用常^L客户驻地设备(CPE) 65设备 如常规电话或者常规移动用户站(MSS) 157,则呼叫者使用可拨打 IO位数的本地接入目录号码(LA-DIR-号码)240。当拨打这一号码 时，使用实现常规语音连接到SRM 50用户的交换机转换方法按照常 规装置和方法通过关联的P S TN网元将呼叫路由到本发明的S TEP网 关系统51。参照图16、图17和图18，到一个或者多个多时隙TCH话音/ 语音信道171/171a、 172/172a、 173/173a、 174/174a、 175/175a、 176/176a、 177/177a和178/178a的STEP网关系统51始发/S固50 终结的语音呼叫和/或数据呼叫被认为是完整SVRO语音和/或数据 通信事件的第一方面。本发明在STEP网关系统51如何通过未修改 的数字PCM语音时隙信道来管理多个时隙H3D-GA-VM调制数据呼 叫方面使用完全创新。正如所公开的那样，在多数情况下，SRM 50 将总是被当前的服务移动无线蜂窝PLMN 155起初认为是漫游移动 用户。事实上，几乎所有不可拨打MSISD-MIN号码211在一些情况 下将被当前的服务移动无线蜂窝网络定义为漫游用户号码而在其它 情况下被定义为归属用户，只要MSISDN-MIN号码格式与SHLR66 相关联。本发明提供的优选实施例之一是当调用去往SRM 50的 STEP网关始发语音或者数据呼叫时对移动无线蜂窝PLMN的寻呼 功能的新颖利用。可以与使用T1/E1线路通过常少见PSTN 58和/或 USUP 232-HDLC 225发起和建立语音和/或数据呼叫相独立地使用 寻呼功能。本发明通过将新颖的操控式前向PCH寻呼消息314b 、 314a 应用于调用从STEP网关系统51到当前指定SRM 50的SRM 50始 发多时隙-信道初始化-阻止和快速连接来使用 一 种专用方法。参照图 5，提供一种专用寻呼请求消息服务器(PRM) 94。 PRM服务器24 有两种主要功能。(A) PRM服务器94接收SRM调用的寻呼请求 消息(SRM-INV-PRM ) 95a。
( B ) PRM服务器94初始化与本发明 的SHLR66相关联的SRM寻呼请求消息(PRM )调用315c。参照图5、图8和图18，这一专用(SRM-INV-PRM )功能315c 用来使用与SRM 50、 PRM月艮务器94和SHLR 66相关联的专门管 理的GSM MAP SS7协议259a来最终地触发PCH寻呼消息314a、 314b。 SRM-INV-PRM是一种使服务GSM PLMN 155将共计八个多 时隙-TCH信道与在SRM 50与STEP网关系统51 SW/SSP 87之间的 关联E1/T1中继233相连接的透明功能。在服务GSMPLMN网络155 方面，使用一个SRM 50建立的七个附加TCH语音呼叫"看似"移动 站始发的和PSTN始发的七个分离语音呼叫。由于各附加分配的TCH 话音时隙与支付可信用户账户相关联，所以七个附加账户是"幻象账 户"对于服务GSM PLMN 155而言没有什么不同，只要各分配的TCH 信道中的计量话音使用如本发明的SHLR 66所授权的那样被授权和 付费，因为SVRO移动网络在任何GSM PLMN GP的拓朴地形内操 作。在收到从SRM 50发送的指令时，在分配和连接第一分配或者 主要信道之后，PRM服务器94命令与SW/SSP 87相关联的本发明 SVRO归属位置寄存器(SHLR) 66将PRM消息315a、 315b发送到 当前的服务MSC 53和/或MSC网关53a。 一旦收到，与SHLR 66相 关联的MSC53、 53a就针对从如图3中所示原始信道内SVRO注册 (REGSYM) 121请求过的每个附加多时隙-信道来将PCH寻呼消息 314a、 314b发送到SRM50。在如图21中所示的这一 SVRO认证消 息字339b中包含的是多信道服务请求(MSR) 97a。这一特定请求 涉及共计为四的多信道时隙中的三个以上。这一请求^皮定义为MSR4 97c。 一完成通向STEP网关系统51的SRM 50第一信道连接就通过 称为主要信道343的第一分配TCH话音信道时隙发送这一请求。参照图5、图8和图18，当SRM50接收包含在PCH寻呼消息可拨打MISDN-MIN号码241中的一个或者多个号码时，第一 STEP 网关系统51 SW/SSP 87向SRM 50始发电路连接。当SRM 50从当 前的服务PCU信道272a、 272b接收PCH呼叫消息时出现所选应用 特定功能。当SRM50接通时，它向服务GSMPLMN网络注册、然 后转到空闲状态。SRM 50周期性地扫描是经由多个数字业务信道(DTC)广播的逻辑信道的可用PCH 272信道列表并且锁定到如下 信道上，该信道具有从位于服务BTS 54的小区扇区之一正在发送的 最强信号。为了将传入语音或者专用数据呼叫递送到SRM50，从当 前与SRM 50相关联的BTS 54在PCH 272上广播寻呼消息314a、 314b。 SRM 50持续地监视与当前的服务BTS 54相关联的PCH 272 信道。如果SRM 5(H企测到它的标识代码，所述代码通常为在PCH 272a、 272b上的接收寻呼消息314a、 314b中包含的MSISDN-MIN 以及其它信息，则它用寻呼响应消息(PRM) 3164故出响应。在递送 呼叫到SRM 50或者到任何移动用户时的难度在于知道应当寻呼哪 个BTS 54以及该BTS 54的哪个扇区。参照图16、图17和图19,如今在移动蜂窝界中使用少得多的 一种方法是使与GSM PLMN区域(GPA)相关联的所有BTS都发 送寻呼以使指定SRM 50做出响应。这一相对陈旧的方法在美国移动 电话系统(AMPS)、完全接入蜂窝系统(TACS)和北欧移动电话(NMT)移动蜂窝模拟系统中广泛使用过。然而，这一全局寻呼方 法要求使用太多主机网络资源并且对系统的整体性能有不利影响。 为了在安全范围内保持高效寻呼性能，有必要形成BTS群集而仅寻 呼BTS阵列群集，因为已知SRM 50在它的应用使用点(APU)操 作。相对于作为当前月l务SRM 50的BTS 54的地理拓朴位置而言， SRM50 APU按照它的才喿作的物理地理位置来定义。本发明的STEP 网关系统51维护用作SVRO主才几虚拟网^"的每个移动PLMN的更新 移动无线蜂窝GSM PLMN地理规划区域(GPA)映射。按照在地理上指定的位置群集来定义BTS安装。这些群集按照 相对拓朴位置来定义，这些相对拓朴位置是按照由称为NAVSTAR 卫星网络的全球定位卫星(GPS)所提供的经度和炜度坐标来定义的。 就遍布全;求而言，所有BTS群集都净皮记录在称为布置图(plot plan)
的地理映射上。这些布置图由各移动无线蜂窝承运商以及相关管理 主体如美国的联邦通信委员会(FCC)和澳大利亚的通信部来维护。各STEP网关系统维护最新的GSM PLMN GPA布置图以 <更更好地对 进行操作的SRM进行定位从而更好地规避欺诈。图10中描绘的本 发明全局STEP网关系统维护每个参与的移动无线蜂窝系统的持续 更新的移动无线蜂窝PLMN GPA布置图。这些BTS地理布置图用来 按照当前操作的区域来交叉检查位置区域以及相对SRM 50拓朴和 主机网络拓朴位置。STEP网关系统根据与如图5中所示本发明的认 证数据库(ADB ) 86b持续做比较的所接收的BTS标识代码-系统标 识代码(BSIC-SID)以及始发移动交换中心(MSC)标识(MSCID) 来维护SRM相对于服务BTS群集与GPS有关的位置而言的日常操 作移动。参照图3, BTS群集在本领域中称为位置区域(LA)317。 GSM PLMN区域划分成位置区域。各LA 317包括一个或者多个BTS 54 操作区域。移动SRM50每当它进入新的LA317时就进行注册。移 动SRM 50在所选LA 317的拓朴内自由地到处移动而无需重新注 册。当递送语音和/或数据呼叫到SRM 50时Y又寻呼一个LA 317。BTS 54经由SCH 269发送BSIC代码313a到SRM50。在收到BSIC代码 313b时，SRM 50将此信息存储于认证数据库(ADB ) 86a中。收到 的BSIC消息代码包含位置区域(LA )标识(LAI) 。 LA标识(LAI) 包括移动国家代码(MCC) 319-3位、移动网络代码(MNC) 320-2 位和LA代码(LAC) 318-2个八位组以及在一些情况下还包括小区 标识-BTS 54代码(CI) 321-2个八位组。BTS 54 LA 317可以包含 许多小区标识代码(IC) 321。 SRMMSC 53覆盖区域包含一个或者 多个LA 317。各LA通常包括一个或者多个扇区小区区域。当SRM 50在MSISDN、 IMEI、 IMTS和ESN组合之一 已经在 与当前的服务SS7、SS#7网络59和本发明的SVRO归属位置寄存器 (SHLR) 66相关联的主要信道注册过程中被认证之后接收寻呼 314a、 314b和寻呼请求消息315a、 315b时。 一旦注册，指定的SRM
50如图15中所示通过随机接入控制信道(RACH) 274发起TCH话 音信道请求323来发起TCH话音信道分配过程。参照图18,在收到 消息323时，当前的服务BTS 54通过接入许可信道(AGCH ) 273 发送确认消息(AGCH上的ASS-SDCCH ) 324,该AGCH 273具有 从如图17中所示公开的A5算法309a、 309b导出的相同随才几号码以 及也在图15和图18中示出的独立专用控制信道(SDCCH) 285的 信道号码。参照图18， SRM50将设置异步平衡模式(SABM)寻呼 响应消息(PRM) 316发送到当前的服务BTS 54。
参照图5、图17和图18，当关联的STEP网关系统51发送寻 呼请求消息315a、 315b时，STEP网关系统交换信令点(SW/SSP ) 87使用专用电路如DS0/DS1来建立呼叫流拓朴，其中所述电路在逻 辑上被配置用以使用对当前的服务MSC网关53的ISUP 232 HDLC 225逻辑信道协议，所述协议将呼叫路由到当前的服务MSC 53。MSC 53互连到服务BTS 54和关联的基站控制器(BSC) 63,而基站子站 (BSS ) -BSC 63管理经由服务BTS 54扇区小区到如图17中所示 SRM50分配的TCH信道171a即反向上行链路151信道以及分配的 TCH 171即前向下^亍《连^各信道152的呼叫连4妾。 一个重要方面在于 当MSC 53分配反向上行链^各151 TCH话音信道171a时，MSC 53 也分配前向下行链路152TCH话音信道171a。这些常M^带外和带内 协议包括本领域技术人员众所周知的DTMF、 ANI-Wink以及多个 ISUP/HDLC链路层协议装置和方法。
参照图17和图20， SRM 50现在向月良务移动无线蜂窝GSM PLMN 155注册为漫游用户或者归属用户。SRM 50如图17中所示已 经分配有TMSI 327和MSRN 347。 MSRN也称为TLDN。在某些信 令和认证情景中，在同一认证操作过程中发送MSRN 347和TMSI 327,在分离的GSMMAP功能中发送这些认证和信令消息中的更多 其它消息。在图17和图18中，STEP网关系统交换才几/SSP 87执行 本发明的快速/连接，该快速/连接部分地需要生成本发明的高速 DTMF快速/连接拨号功能协议。DTMF拨号串可以使用由本地市场
移动无线PLMN规划区域分配给所选SVRO地区承运商STEP网关 系统运营商的当前分配的可拨打LA-MSISD-MIN 241。提供这一 LA-MSISDN-MIN 241使得SRM 50用户可以接收来自CPE 65或者 常^L移动用户站(MSS) 157的语音呼叫。这一 LA-MSISDN-MIN 还可以用于正在经由本发明的专用H3D-VOIP虚拟网络来4妄入 SVRO虛拟网络的呼叫者。STEP网关系统51能够在使用支持ISDN 64链路层协议等的E1/T1数据信道的同时通过PSTN 58对语音和多 时隙-TCH信道数据呼叫进行^各由。
参照图17和图20, STEP网关系统51也能够通过使用如下数 据链路信道的ISUP 232/HDLC 225链路层协i义对语音和多时隙-TCH 信道数据呼叫进行路由，这些数据链路信道通常是基于在STEP网关
系统51与服务MSC 53和/或网关MSC 53a之间实现直4妄高速连4妄 的E1/T1。在这种情况下通过作为优选手段的ISUP/HDLC信道对呼 叫进行路由。MSC53、 53a将发送路由信息(SRI)消息348发送到 SHLR 66以便为LA-MSISDN-MIN 241提供路由信息。SHLR 66通 过发送包含MSRN 347的SRI响应消息348a来确认收到SRI消息 348 。被SHLR 66返回的MSRN 347将最有可能与接收的 LA-MSISDN-MIN241相同。MSC53、 53a使用包括MSRN 347的传 入呼叫发送信息(SnC) /呼叫确认352来通知它的VLR 61。服务 VLR61通过寻呼请求消息(PRM) 315c对MSC做出响应。VLR61 仅在SRM50被认为是漫游移动用户时才进入协议。只要SRM50被 认为是归属用户，认证过程将仅涉及到SRM 50、 MSC 53、 53a、 SW/SSP 87和SHLR 66。如果SRM 50通过分配的信道参与语音或者 数据对话，则传入呼叫将被阻止和/或转移，因为服务MSC53、 53a 会将把传入呼叫路由到适当的通告或者生成的音调集。然而所有语 音和数据呼叫都祐^各由到在服务GSM PLMN-GPA中正在才乘作的并 且将通过本发明的STEP网关系统51来管理的SRM50。
STEP网关系统和它关联的交换机/SSP 87以及它关联的SHLR 66 —起动作以实现通向一个SRM 50的多达八个多凄t据呼叫信道。
这一独特特征通过对基于GSM MAP SS#7/SS7的信令和iU正消息接 发的巧妙操控来实现，该消息接发通过本发明的SHLR 66、交换机 /SSP 87、 SVRO协议栈112a、 112来管理，该协议栈包括由如图4 和图5中所示SRM 50和STEP网关系统51使用的多时隙-信道/多路 复用72a、 72协议层。参照图18和图20， 一旦确定SRM50没有参 与语音或者数据呼叫对话，MSC 53、53a就使用由先前发送到VLR 61 和/或SHLR 66的VLR 61和/或SHLR 66寻呼请求消息(PRM ) ( LAI)
(TMSI) 315c所提供的LAI 349来确定哪个BTS将寻呼SRM 50, 而这分别取决于SRM50被认为是漫游SRM还是归属用户SRM。在 一些情况下，HLR和VLR —起动作以确定漫游移动用户和/或归属 用户的位置。这取决于如何配置各GSMPLMN GPA。 MSC 53、 53a 将包含这样的ND-MSISDN-MIN 241或者LA-MSISDN-MIN 211的 寻呼消息314a、 314b发送到指定的BTS 54以执行寻呼。BTS 54在 也如图15中表示为272的PCH272a、272b上在寻呼消息314a、314b 中发送SRM 50的丁MSI 345a、 345b。
参照图18和图20，当SRM50检测到它在PCH272a、 272b上 的TMSI 345a、345b时，它通过如图15中所示的公共接入信道RACH 274用信道请求消息323对BTS 54做出响应。参照图18和图20， 在从SRM 50收到信道请求消息323时，BTS 54通过接入许可信道
(AGCH) 273分配SDCCH 285以及发送中间分配消息(IASM) 353 给SRM 50。 SRM 50正是通过SDCCH 285来与BTS 54和服务MSC 53、 53a通信直至如图1中所示反向上行链路118和前向下行链路 119TCH话音信道一皮分配。参照图18和图20, SRM50通过SDCCH 285将寻呼响应消息(PMR) 316a发送到服务BTS 54。该消息包含 SRM 50 TMSI 345和LAI 349。参照图12和图20， BTS54如图12 中所示将寻呼响应消息(PRM )316a转发到当前的服务MSC 53、53a。 服务MSC53、 53a发送处理接入请求消息(PARM) 354。服务VLR 61和/或SHLR66通过将完成呼叫消息(CCM) 355发送到MSC 53、 53a来^:出响应。月良务MSC 53、 53a然后^f吏用所7>开的控制信道将
建立消息(SETUPM) 256发送到SRM 50。
在图12中，SRM50通过使用所公开的控制信道和关联基站控 制器(BSC ) 63经由服务BTS 54将呼叫确认消息(CCONF ) 357发 送到服务MSC53、 53a来做出响应。服务MSC53、 53a使用所^^开 的控制信道和关联的BSC 63经由服务BTS 54将呼叫告警消息 (CALALRT) 358发送到SRM 50。服务MSC53、 53a如图12和图 20中所示通过优选的E1/T1信道链路经由USUP 232/HDLC 225协议 将地址完成消息(ADCOMP ) 359发送到STEP网关51系统SW/SSP 87。 SRM50通过自治手段做出应答并且将连接消息(CNMSG) 360 发送到服务MSC53、 53a。服务MSC53、 53a经由所/>开的控制信 道经由服务BTS 54、 BSC 63将连接确认(CNACKMSG ) 361发送 到SRM 50。月l务MSC 53、 53a通过El/Tl信道链3各^吏用ISUP 232 HDLC 225链路层协议将应答消息(ANSMSG) 362发送到STEP网 关系统51 SW/SSP 87。
SRM 50和STEP网关系统51 SW/SSP 87如图12中所示开始通 信(SRMSTEPCN) 363。这一公开的多重多路复用连接处理可以重 复多达八次，同时SRM 50和关联的STEP网关系统51在STEP网 关系统51始发的多时隙-信道TCH语音和ft据通信事件过程中^皮快 速连续地连接；其中使用了通过本发明的独特SRM调用的寻呼消息 请求(SRM-INV-PRM) 95a装置和方法来掌控的巧妙操控的GSM MAP SS#7/SS7和信令和认证协议、SHLR 66协议和协议栈112、 112a。然而公开了 SRM50始发的语音和/或数据呼叫。参照图16、 图10和图20，到关联STEP网关系统51的SRM 50始发的语音和 数据呼叫建立以及连接如下。假i殳SRM 50已经向当前的服务移动无 线蜂窝PLMN 115注册，SRM 50自治协议栈软件启动快速连接算法 并且生成在数字上等同于当前的服务STEP网关STAN-DIR号码351 的快速DTMF序列。
参照图1和图25,在用以开始始发213语音或者数据呼叫的自 治协议功能建立之前SRM 50所发送的REGNOT 117完成时，发送
本发明的快速连接DTMF序列。在一些情况下，始发过程可以是对 蜂窝数字控制信道以及国际第7号信令系统(SS7) (SYMRAAM) 217的专门使用，该SYMRAAM217提供了在包括当前的服务MSC 53、 53a的关联串接交换机单元的交换机矩阵表内先前已经配置的独 特服务类(COS)激活。新颖的应用特定的SYMRAAM217始发217 过程被完全公开。事实上，这是首个将修改的移动蜂窝组织(MCO)、 移动中继无线电(MTR)组织用来添加另一层应用特定的消息4妄发 的实例，该消息接发实现了同时多信道预连接应用特定的消息接发。 此外，本发明引入SYMRAAM 217始发分组串联的概念以便发送当 前可用于较早技术的远程特征接入应用消息(RAAM)的更多数据。 本发明创建SVRO远程特征接入(SYMRAAM) 217,也引入针对 SYMRAAM分组的^f吏用或者这些分组的串联的^吏用而言的一些新应 用。本发明使用了拨号数字、SVRO谐波脉沖数据(SHPD)以及修 改的呼叫者I.D.挂机和摘机应用特定的使用的组合。本发明应用了修 改的呼叫者I.D.铃声间隔消息接发的装置和方法。
参照图1和图25，在初始化始发过程时，SRM 50在它开始对 TCH语音信道进行加密之后将SETUPM 356a发送到当前的月l务 MSC 53和MSC网关53a，其中所述TCH语音信道与实现由一个SRM 50对应用多TCH用户信道进行利用的在图17中示出的公开修改控 制信道协议、处理和过程相关联。参照图1和图23， SETUPM 356a 消息包含在数字上等同于如图10中所示关联STAN-DIR351的拨号 数字。在一些应用特定的情况下，SYMRAAM 217分组将#:用作GSM SETUPM 356a。在一些情况下，这些分组将^皮串联以l更应用更长串 的预连接应用特定的消息接发。
参照图1、图23和图25，在一些应用特定的情况下，当第一 数字字符338"A"数字仅是用来调用SYMRAAM 217的截短十六进制 服务类(COS)调用命令时，STAN-DIR 351将包含使用星号(*) 或者井号(#)的拨打数字。在图25中描绘了整个SYMPACKET217。 该分组包4舌七个字334a、 334b、 334c、 334d、 334e、 334f和334g。
包含在这七个字内的是控制、服务和应用特定的消息接发。例如字A
334a。包含在A字内的是没有号码规划区域(NPA)号码的分配的 移动标识号码(MIN) 777-1037。还包含在这一号码内的是站类标志
(SCM) 339，该SCM是定义服务类(COS)的数字号码，该COS 事实上涉及SRM 50作为半速率编码解码器还是全速率编码器系统 来工作。事实上，本发明在它的数据速率以及应用特定的消息多快 地到达它在如图1中所示当前的月良务GSM PLMN 155上的存在点
(POP)方面表现良好。本发明被设计用来无论当网络以全速率和/ 或半速率编码解码器性能和语音服务参数进行操作时都高效地操作 以及传送应用特定的数据服务。参照图25， B字334b包含被设置为 500或者03、 3、 4或者任何其它可拨打或者不可拨打的三位、两位 或者一位NPA的号码规划区域(NPA)340a。在B字内也包含由SRM 设置为注册和/或始发命令的服务命令336b以及命令指示定性功能 336a。在这种情况下，该命令被设置为始发，这意味着七个字的这 一分组伴随此作为用于机器到机器的应用特定的消息接发等的始发 命令和/或应用特定的消息。
在收到SETUPM 356a时，服务MSC53、 GMSC53a根据包括 称为STAN-DIR号码和服务指示的GSM MAP参数来请求关联的 SHLR 66或者VLR61以提供适当的用户简档信息。在这种情况下服 务请求是针对常规语音/话音服务。这一未修改和适当分配的话音信 道将传送H3D-GA-VM调制，该调制事实上运送从H3D-GA-VM词 典中导出的H3D符号数据。MSC 53、 GMSC 53a如图23中所示将 传出呼叫发送信息消息(SDINFOCM) 218发送到关联的SHLR 66 或者VLR61。参照图1和图23,在收到(SDINFOCM )218时，SHLR 66或者VLR 61 4全查可以输入到它自己的数据存储表中的呼叫和用 户简档账户状态。
在由本发明的经修改的虚拟GSM MAP多时隙-信道认证协议提 供成功GSM MAP操控时，VLR 61或者SHLR 66返回在原先向服务 MSC 53、53a或者VLR 61发送过SRM 50用户简档的SHLR 66内先
前已经传送过的信息，这一动作取决于SRM 50是漫游移动用户还是 归属用户。这一修改的协议支持了 STEP网关系统51在如图3中所 示也包含多时隙服务请求(MSR )消息97a的初始信道内 SYMREGNOT 121的处理过程中执行过的本发明独特多时隙-信道级 联协议。这一 MSR消息97a通过消息包334a来运送，该消息334a 包4皮分类330为REV信道消息包335c，该消息包335c携带图21中 所示的SYM-认证消息字33%,该消息字339b在这种情况下是^皮定 义为SYMREGNOT 121的信道内动作消息329，该SYMREGNOT 121 在信道内通信事件过程中被携带于消息本体字净荷339a中。参照图l和图23， VLR61或者SHLR66允许通过将用户筒档 询问完成(UPIC) 220发送到服务MSC 53、 53a来允许始发继续。 服务MSC 53、 53经由服务基站控制器(BSC) 63将呼叫继续消息 (CPROMSG) 219发送到SRM 50。 MSC 53、 53a将可用T1/E1中 继233分配给与服务基站控制器(BSC) 63在协议连接上相关联的 BTS 54。 MSC 53、 53a将TCH话音信道分配(TCHASS) 221发送 到BTS 54，该BTS 54向它供应中继号码，所述中继号码是指定电 ^各信道如DS0/D21 TDM电3各信道。同时，所分配的TCHASS 221请 求为SRM 50分配TCH话音信道。服务BTS 54分配TCH信道，该 TCH信道在图8中^f皮标明为TCH信道一 171,并且通过也在图15 中示出的SDCCH 285将TCH信道分配(TCHASS )221a发送到SRM 50。参照图1和图23, SRM50调谐到先前分配的TCH话音信道并 且通过适当的控制信道将TCH分配完成(TCHASCOMP ) 221b发送 到当前的服务BTS54。参照图23和图24， BTS54将如图8和图24 中所示的TCH信道一 171连接到分配的El/Tl电路/中继233以及服 务MSC 53、 53a,解除对SDCCCH 85的分配，并且用El/Tl和TCH 信道一 171分配完成至中继消息(TCHASCOMP) (El/Tl) 222通 知MSC 53、 53a。在这一点，在SRM 50与服务MSC 53、 53a之间 建立经由T1/E1中继233的话音/语音^4圣。在一些应用特定的情况
下，能够通过互通功能(IWF) 57和关联的ISDN 64/PSTN 68链路 来指向对话路由路径。这一路由路径通过多个PSTN交换机来指引 并且经历许多潜在的技术性能异常。然而在这种情况下，该连接通 过ISUP 232 HDLC 255群所供应的直接串接交换机连接来指向，因 为这一 当前连接以更少的协议链路层复杂度来赋予更好的数据吞吐 性能并且提供高得多的安全系数。另外，在SRM50和关联的STEP 网关系统51以及它的关联SW/SSP 87之间的连接是不完整的。服务MSC53、 53a将初始地址消息(IAM) 346发送到SW/SSP 87,其中所述SW/SSP 87是在服务GSM PLMN GPA 155所提供的 ISUP 232 HDLC 255群内操作的STEP网关系统51的关联虚拟网元。 这一 IAM消息346包括STAN-DIR 351号码以及E1/T1电路路径233 标示。SW/SSP 87建立SVRO数据/语音呼叫并且用地址完成消息 (ADCOMP) 359a通知服务MSC 53、 53a。服务MSC 53、 53a向 SRM 50发送目的地告警消息(DESALERT ) 223。 SRM 50从ISU 232 HDLC 255群和关联的SW/SSP 87接收"听到(hear)"告警音调。参照图6,在这一关键时刻，本发明能够可选地应用SVRO呼 叫者I.D.数据(SCLID) 227。基于由SRM 50接收的能够触发新颖 SVRO谐波脉冲数据(SHPD) 229通信协议、处理和过程的专用寻 呼功能的类型，SRM 50能够始发和生成230a、或者STEP网关系统 51经由SW/SSP 87能够始发和生成230b本发明的独特操控式铃声 循环(MRC) 230。 SHPD 229是创建双向发送预连接专用符号数据 的这种新颖装置和方法的H3D-GA-VM的另一种形式。预连接MRC 230 SHPD 229符号数据包括机器到机器(M2M )遥测/远程信息处理 数据、电子邮件、信道内控制、多消息、全ASCII文本、SVRO短 消息服务和通用消息接发231。 SHPD 229也可以用来递送多时隙服 务请求(MSR) 97a消息包，以便在使用SHPD 229的本发明预连接 通信过程中调用对附加TCH话音时隙以及对应E1/T1中继电路的获 取。参照图3和图6，事实上SRM 50能够向STEP网关系统51发 送它的SYMREGNOT 121消息并且等待包含接入批准或者拒绝通知
331的SYMREGNOTres 122,其中SYMREGNOT 121消息包4舌p眷一 SRMI.D. 325、 MSR请求如MSR4请求97c。这一新颖的预连接364 活动可以发生在计算任何主机移动无线蜂窝GSM PLMN空中时间 之前。另外在这一预连接364时段期间完全连接是不必要的。在这 一瞬间的预连接时段364期间可以完成完全双向SVRO通信事件。 因此在这种情况下完全连接继续如下。参照图24，在SRM 50接收目的地告警消息(DESALERT ) 223 之后，服务MSC 53、 53a经由控制信道路径将SRM 50告警消息(SRM ALERTMSG )365发送到SRM 50。当SRM 50听到SRM ALERTMSG 365的最后完成音调并且进行"摘机"即打开电路路径时，STEP网关 51 SW/SSP 87用STEP网关系统告警消息(STEP ALERTMSG ) 366 通知MSC 53、 53a开路状态。服务MSC 53、 53a经由连接消息 (CONMSG) 367通知SRM 50连接已经建立。SRM50将连接确认 (CONNACKMSG) 366发送到服务MSC53、 53a。 SRM 50和STEP 网关系统51经由SW/SSP 87现在具有与STEP网关系统51 (SRMSTEPCON) 363b的完整SRM 50始发连接。参照图1， 一旦 连接已经建立，则SRM 50和STEP网关系统51 SW/SSP 87分别通 过反向信道118和下行链路前向信道119来开始始发和生成同步信在完成预连接SVRO认证过程时或者在公开的信道内后连接 SVRO认证过程之后，SRM 50和/或STEP 51网关系统发送如图21 中所示的SVRO消息包344。参照图21和图14,在这种情况下，SRM 50、 50e、 50d在物理上和在逻辑上连接到应用设备(AD) 52、 52d、 52e ATM才几器248或者EFT/POS商户终端244或者任何其它专用设 备(ASD) 52并且发送被配置用以携带256字节净荷SVRO消息本 体净荷339a的消息包。这一净荷在这里定义为SVRO ATM事务消 息339c。 SVRO消息包335a包括分组才艮头334a、分组尾部标志336a 等。SVRO消息包344a总是携带相同字节容量等。然而，这一消息 包携带可变长度的填塞338a，该填塞在消息本体字339a少于指定的 200字节341a时充当填充数据。在ATM 248或者EFT/POS终端244 事务的情况下，消息本体净荷339a约为133字节。因此，消息本体 净荷339a中的67字节是填塞数据338。在尾部标志336a部分内有 包含如下字符的数据文件，这些字符向SRM50或者STEP网关系统 51指示了有多少附加字到来或者到来附加字的数目(NAWC) 333a。 参照图1和图21,因此当STEP网关系统51、 51d、 51eSW/SSP87、 87d、 87e收到指示了不再有消息字到来(NAWC=0 )的SVRO消息 包335a时，接收SRM 50或者SW/SSP 87、 87d、 87e知道去发送SRM 确认(SRM-ACK) 198消息包或者STEP网关系统51始发的STEP 始发确认(STO-ACK) 199。 二者在这里均定义为SYM-确认字339e。 两个字可以包含所有类别的SRM和STEP始发的控制字以及应用特 定的消息。SVRO被设计用以在信道中没有浪费，使得即使在二维 透视中H3D-GA-VM调制仍然真正地Holophasec。在SRM 50始发与STEP网关系统51终结之间发生的这一完整 ATM/EFT/POS金融通信交易产生了在1.8秒以下的语音/数据呼叫时 域测量，这包括本发明的新颖快速连接/断开、同步和确认协议。STEP 网关系统51始发的语音/数据呼叫也生成在1.8秒以下的时域测量。 本发明的整个多时隙-信道协议与H3D-GA-VM调制相联系，其中该 调制基于TCH信道正在以TCH全速率还是TCH半速率进行操作， 针对共计16或者32个快速分组交换连接，按照通过反向和前向TCH 话音信道以及连接的中继信道的八个多路复用连接的因子，来明确 地实现迄今公开的STEP网关系统始发和/或DRM始发的虚拟网络连 接的重复。参照图16、图4和图5,本发明提供一种独特协议栈112、 112a， 该协议栈利用存在于SRM 50和STEP网关系统51的具体化逻辑内 容内的许多数据库功能和其它部件进行操作，这些功能和部件实现 了一种创新的多时隙-信道分配装置和方法通过多达八个上行链路 反向信道空中接口话音TCH信道以及八个上行《连路前向信道空中接 口 TCH信道以指数方式级联的高速分组交换连接；在SRM50与使
用多个中继E1/T1电路的STEP网关系统51 SW/SSP 87之间的八个 上行链路前向信道空中接口 TCH信道多个连接，这些连接通过服务 MSC53、 53a从服务BTS51、基站控制器(BSC ) 63传递，该MSC 53、 53a能够容易地交换在SRM 50与关联于STEP网关系统51的 SW/SSP 87之间连接的多达16/32个组合E1/T1电路。由于各信道使 用与本发明公开的H3D-GA-VM调制装置相联系的本发明的快速连 接/断开协议，所以本发明提供了比如今世界上任何虚拟通信网络更 高效、成本更有效、更安全和更可靠的快速分组交换以及最低的事 件时域延时。本发明的网络比设计用来应用于2.G网络的带有大量 财务负担和主机网络重新配置的任何2.G、 3G和建议的4.G网络表 现得更好。SRM 50选4奪如图4中所示从它自己的内部i^证数据库(ADB) 86a中周期性取回的最相关的STEP接入(STAN)目录号码351,该 号码是从如图1中所示通过当前分配的下行链路FWD话音TCH信 道119当前正在与SRM50通信的如图5中所示服务STEP网关系统 51 ADB 86b发送过的。在这一特定情况下，所选TCH119是在这一 瞬时多时隙TCH信道152语音和数据通信事件过程中分配的第一 TCH话音信道。例如在第一 TCH多时隙快速连接协议活动过程中并 且在完成如图1、图3和图21中所示已经通过分配的反向上行链路 信道118而发生的带内SVRO SYMREGNOT 121动作时，使用在这 里定义为SYMREGNOTres 122 SVRO认证消息字339b的专用信道 内动作消息329。这一消息字339b是如图21中所示多个SVRO消 息包阵列344的组成部分，该消息字作为动作结果消息通过下行链 路FWD信道119和关联的E1/T1中继233从STEP网关系统51发 送到S固50。在这种情况下，第一可用控制和TCH信道六176a、 176是脉冲 空闲位、SCH-BCCH零串，SRM50与携带用于SRM50帧同步的信 息的相关联同步信道(SCH) 269同步。SCH信道发送SRM50先前 已知的并且也由如图1中所示的当前的服务BTS 54和关联的基站控
制器63 (BSC)分配的64位二进制序列。GSM的一个重要方面在 于处于空闲状态的用户TCH不是话音或者异步数据信道直至它由 于收到语音服务请求增量而被分配给SRM。在图8中，本发明根据 哪个其余TCH信道在活跃的多时隙-多路复用协议处理监视(如TCH 信道空闲状态监视214)期间转到空闲状态并且通过本发明的SRM 50和STEP网关系统部件所控制的设备和软件装置来检测各TCH信 道何时指示空闲状态215、 215a，来在要求利用三个以上TCH信道 的单个SVRO符号数据通信事件期间，在阶梯闭式指数型级联处理 中操控多达8/16倍的GSM MAP协议。这里重要的一点在于TCH/ 全速率或者TCH/半速率信道不是话音或者异步数据信道直至常规 移动站(MS)或者SRM 50请求信道。因此，术语话"l^r道只意p未 着当SRM 50接入当前的服务移动GSM PLMN 155时就信道的应用 特定服务层种类而言所预定的、然后分配的信道种类。参照图3、图5和图16， 一旦SW/SSP 87收到这一 MSR 97a/MSR4 97c并且检测到SRM 50需要三个以上幻象MSISDN-MIN、 IMEI、 IMTS、 LAI和ESN号码组合，SVRO协议栈112a根据MSR 4请求消息97c询问认证服务器254并取回三个以上MSISDN-MIN、 IMEI、 IMTS、 LAI和ESN号码组合，并且将此信息插入到也包含 (MSR4 )响应97d的认证数据库更新消息(ADB更新)97b中作为 (RegSymRes)消息122的一部分，该消息122在初始信道内 SYMREGNOT 121过程期间发送到SRM 50，该过程完成了利用ISUP 232 HDLC 225逻辑通信协议的双向连接TCH信道一 171a、 171关联 的E1/T1中继信道233,如图3中所示。参照图16, SHLR 66同时 将MAP/D插入用户数据(MAP/D插入子数据)295发送到服务SHLR 66和/或VLR 61用户简档数据库中。SHLR 66和/或VLR 61用MAP/D 插入用户数据响应消息(MAP/D插入子数据RES )消息297做出响 应。这一插入的用户数据4叉包含为下一多时隙TCH信道六176、 176a 和对应中继连接而指定的MSISDN-MIN、 IMEI、 IMTS、 LAI和ESN 号码组合。
在第一 MSISDN-MIN、 IMEI、 IMTS、 LAI和ESN号码与现在 为多时隙-信道六176、 176a而指定的第二组用户号码之间的p舉一相 似之处在于LAI。如果SRM50被认为是漫游者，则第二认证过程所 使用的加密密钥是基于在SHLR 66与服务VLR 61之间执行的插入 用户简档动作过程中先前插入到月l务SHLR 66和/或VLR 61用户简 档中的新MSISDN-MIN、 IMEI、 IMTS、 LAI和ESN号码，在SHLR 50已经知道SRM 50是归属用户时，SHLR 66管理去往服务MSC 53、 53a的关联的和适当的TCAP消息。由于SRM 50与一个BTS 54 — 起操作，所以在相同LAC中的LAI信息将基本上相同。SHLR 66能 够将所有三个附加MSISDN-MIN、 IMEI、 IMTS、 LAI和ESN号码 组合发送到服务VLR61并且随同附加幻象用户数据(PSD) —起插 入到漫游用户的用户简档中作为在快速序列中发送的三个(MAP/D 插入子数据)295消息的一部分。同样，如果SRM50已经被认为是 归属用户，则这一动作是不必要的。或者单个(MAP/D插入子数据) 295能够被一次发送包含一个MSISDN-MIN、 IMEI、 IMTS、 LAI和 ESN号码组合的一个消息到VLR。同样如果SRM 50 4皮认为是漫游 移动用户，则SHLR 66将自动地允许与服务MSC 53、 53a以及 SW/SSP87相关联的多达8个或者16个信道分配，其中SW/SSP87 是STEP网关系统51的部件。这一动作差异取决于主机移动无线蜂 窝GSM PLMN MTA运营商在整体系统带宽管理方面的需要如何。 通常本发明将选择一次一个的方案以便为与其它常规移动用户站 (MSS )用户相关联的其它常规活动保存关联的SHLR 66和/或VLR 61。参照图4a,现在SRM 50已经收到三个附加MSISDN-MIN、 IMEI、 IMTS、 LAI和ESN号码组合。SRM 50数字业务信道(DTC ) 监一见系统237"监听"业务活动以俊j企测何时一个或者多个TCH用户 信道在当前分配的DTC信道的时间帧内可用。SRM能够监听DTC 并且基于在BTS 54与SRM50之间发生的它的第一认证-加密过程来 识別TCH信道活动。SRM 50快速地动作以1更在另一常^L呼叫者释
放信道时或者在将第二多时隙-TCH信道获取初始化的这一点;险测 到空闲TCH信道时分配下一 TCH信道。参照图4和图8, DTC监视系统237检测到第二TCH信道172 现在正在发送通过如图15中所示BCH组276的逻辑控制信道之一 来广4番的空闲状态位(ISB) 216a,所述信道比如是图15中所示前 向控制信道(FCCH) 268、广播控制信道(BCCH) 270、 SCH 269 等。这些逻辑信道#1映射于物理信道上。在GSM系统中，在分配的 TDMA帧内有八个时隙或者TCH多时隙。另外本发明的一项重要新 颖性运用了如下事实在GSM系统中，没有预先分配射频(RF)载 波或者时隙用于任何特定任务的独占使用。所有前向DTC信道广播 所发送的任何寻呼消息以便递送语音呼叫。本发明以完全创新和新 颖的方式运用这一特征。参照图3和图5，由于SRM50已经通过所 公开的第一分配TCH信道传送与认证服务器254、 PRM服务器24 相关联的STEP网关系统SW/SSP 87已经接收的MSR4请求97c,协 议栈112a将包括认证数据库(ADB )97b和MSR 4响应97d的SVRO 注册响应(RegSymRes)消息122发送到专用寻呼请求消息服务器 (PRM) 94。参照图3和图5，在(RegSymRes)消息122被PRM服务器 94的SRM-INV-PRM 95a输入侧接收的同时，专用内部寻呼请求消 息(IPRM )369通过SW/SSP 87经由内部VPN信道发送到专用SHLR 66。 SW/SSP 87命令SHLR66调用第二 370a寻呼请求消息(PRM ) 315a、 315b。 SRM 50快速地重新同步专用信道编码交织软件部件与 包括各TDMA帧的协议一部分的同步信道(SCH)所递送的同步脉 冲速率以便准备获取下一空闲TCH信道。这一动作使服务GSM PLMN 155以与先前公开的方法完全相同的方法初始化和完成下一 STEP网关系统51始发的TCH话音信道。服务GSM PLMN 155将 这一动作一见为如同SRM 50是另一常^L移动用户一样并且在技术上 将SRM50视为不过是另一常^见移动用户站(MSS)而已。参照图18, SRM50现在^皮同步。STEP网关系统51通过发送
后续寻呼消息(SPM) 370等待由先前所/>开的服务GSM PLMN 115 发送的第二 TCH信道连接命令。SPM 370能够是第二 370a、第三 370b和第四370c SPM以便提供通向SRM 50的无缝连通，如图18 中所示。SPM消息370a寻呼请求消息PRM 315a、 315b与如先前所 公开的在STEP网关系统51始发的和SRM 50终结的呼叫过程中原 先发送过的PRM 315a、 315b相同。在原先或者主要PRM消息315a、 315b之间的唯一差别在于在公开的ADB 86、 86b更新动作过程中发 送的MSISDN-MIN、 IMEI、 IMTS、 LAI和ESN号码组合。这一协议动作通过第一分配TCH话音信道发生。参照图8，这 同一 STEP网关系统51始发过程重复连续三次直至所有四个TCH时 隙六176a、 176、时隙五175、 175a和时隙四174a、 174^皮分配、连 接和利用以便与如是/>开的后续PRM 370动作相关联地执行所需的 应用特定的通信功能。本发明也提供新颖的故障保障装置和方法。 例如，当一个TCH话音被认为是空闲而STEP网关系统51执行所公 开的第二、第三或者第四TCH话音信道分配时发生的特定时域期间， 另一常规移动用户站(MSS)用户可以尝试使用DTC/TDMA帧进行 语音呼叫。这一活动可以是PSTN终结的或者移动站终结的。无论 怎样，如果是这种情况并且服务GSM PLMN网络尝试寻呼SRM 50 而没有来自SRM50的响应，则关联的STEP网关系统设置一种PRM 消息失败超时协议，该协议自动地调用另一寻呼请求消息(PRM) 并且^f吏该过程重复直至后续TCH话音信道纟皮SRM 50分配和利用。附加的重要协议细节如下。参照图3、图17、图8和图16,在 连接后，SRM 50和STEP网关51/SW/SSP87通过TCH话音信道六 176a、 176，在由SRM50始发的SVRO反向上行链路信道118、 176a 以及由STEP网关系统/SW/SSP 87始发的SVRO前向下行链路信道 119、 176上发送同步信号。接着SRM 50经由SW/SSP 87所指定的 分配交换枳J各由过程将可选的带内SVRO注册通知(SYMREGNOT) 121发送到STEP网关系统，用于任何后续TCH话音信道的认证。 一旦SW/SSP 87已经将路由路径分配给认证服务器(AUTH-SERV)254。包含在SYMREGNOT 121消息内的是BSIC-SID代码313b以 及其它用户简档信息，比如如图4和图1中所示的64字符SRM标 识号(USRM-I.D.) 325。带内SYMREGNOT 121净皮发送到STEP网 关系统51认证数据库86b并且被记录。这一 SYMREGNOT 121消息 经由内部虛拟专用网^^f言道(VPN)拓朴来发送。这些VPN拓朴包 括如图5中所示双工信道203a、 203b、 203c、 203d、 203e、 203f、 203G、 203H、 203i、 203J等。在认证服务器254处收到SYMREGNOT 121时，内部认证系统 协议通过将账户查找请求(ALPRP)消息发送到它自己的内部用户 存储文件来执行用户简档账户查找增量。包含在认证服务器254接 收的SYMREGNOT 121内的是SRM用户的最近分配的用户简档更 新消息(SUBPROFUD )消息。这一控制消息包含所有相关账户信息。 这一综合用户简档的副本也存储于本发明的SVRO归属位置寄存器 (SHLR)66中。这一关键用户简档账户信息包括用户的姓名、地址 和应用^吏用点(APU) 。 APU文件详述了用户应用预订种类、发布 SRM的地区、应用类型以及受访最多的服务操作的APU有关BTS 地理布置图区域、LAI指示符等。附加信息包括SVRO全局网络服 务类(SYMCOS)简档，该简档包括漫游限制等。用户简档包括账 户类型(SYM-ACT)。这个用户简档部分(SPP)包括用户使用SVRO 预付借记充值服务还是记账账户等。SVRO虚拟网络(SSVN)所服 务的主要应用特定的功能之一是与金融有关的通信。因此知道SRM 50用户的操作习惯至关重要。SVRO应用类型涉及SVRO网络所服务的专用系统的类型。专 用系统包括ATM机器、EFT/POS终端以及所有已知的M2M应用。 本发明也服务于企业应用，比如与商务有关的通信和群消息接发等。 这里存在涉及内容下载的各种客户应用类别。这一类别包括视频文 件下载、音乐文件如MP3、 MPEG 4、 ACC文件等。子种类包括广 播应用(SYM-BR-COS) 、 I.P.语音服务类(VOIP-COS)、长距离 服务类(LD-COS)、操作类限制等。用户简档也包括在SRM50的 最后操作循环过程中向 SRM 50分配的所有分配SVRO ND-MSISDN-MIN号码、LA-MSISDN-MIN、 10位数地区目录号码访 问文件、幻象ESN号码、IMSI号码、IMSI号码。SVRCM喿作循环 被定义为在最后的服务移动无线蜂窝网络带外注册、带内SVRO注 册与最后的断电增量之间逝去的时间周期。这一文件也包括语音和 数据呼叫活动、主机网络接入尝试、通用消息接发SMS使用、多时 隙-信道接入限制以及其它与服务有关的活动。与用户简档包含在一起的是包括SRM执行活动的所有SVRO 服务质量(SYMQOS)报告。这一种类包括电池充电速率活动、无 线电模块信道性能、掉线呼叫统计以及其它有关方面如故障报告。 这一文件也包括SVRO SRM维护更新、H3D-GA-VM词典更新、 H3D-GA-CM调制软件版本更新等。该简档也包括含有最后GSM PLMN GPA操作区域的文件，该操作区域按照所包含的移动国家代 码(MCC )、移动网络代码(MNN )、位置区域代码(LAC )代码 以及BTS小区标识来定义。用户简档也包括如图4和图1中所示的 64字符SRM标识号(USRM-I.D.) 325。这一 USRM-I.D.号码存储户简档数据库也包含于如图5中所示的认证服务器254的存储部件 以及SHLR66内。参照图1和图21， USRM-I.D. 325作为注册消息 部分(RMP)来发送，该RMP是SYMREGNOT 121消息的上下文 组件，该消息与256字节SVRO认证消息字335c成一体。这一认证 消息字包含于图21中所示的四个应用特定的消息包和控制消息包 344a、 344b、 344c和344d之一 内。参照图1和图16,与本发明的独特GSMMAP多时隙认证过程 操控方法相结合，公开的STEP网关系统始发的SVRO全双工事件 包括初始主机移动无线虫奪窝网络注册、SRM50寻呼定位协议。参照 图3,—旦完成SRM50和STEP网关51/SW/SSP87同步协议链^各层 过程的连接和运行，SRM 50经由分配的第一 TCH信道171将多时 隙服务请求(SYMMSR) 97a发送到当前的服务STEP网关系统51，
如图8和图17所示。参照图l和图5, SYMMSR消息97a被路由到 认证数据库(ADB ) 87a,该ADB是位于认证服务器254用户简档 存储阵列中的寄存器。执行账户查找请求(ALPRP),该ALPRP涉 及到周期性SVRO全局网络服务类(SYMCOS)简档询问。在这一 特定情况下这一查找过程验证用户没有多时隙信道接入限制。在这 种情况下，用户已经请求为这一个SVRO通信时间分配所有潜在可 用的多时隙信道。参照图1、图3、图5和图16，本发明利用所有GSMPLMN网 络所使用的完整移动标识过程。移动标识和管理方法称为GSM移动 应用部分(GSM-MAP)。参照图1,当SRM 50先向当前的服务主 机移动无线蜂窝PLMN 155注册时，标准REGNOT 117到当前的服 务BTS 54。 BTS 54和它的关联基站控制器(BSC )63将REGNOT 117 发送到当前的服务MSC 53、 53a。包含在REGNOT 177消息的符号 内容内的是当前分配的LA-MSISDN-MIN 、 ND-MISISDN-MIN 、 IMEI、 IMSI和ESN号码。基于与SRM 50相关联的10位 MSISDN-MIN号码将这一 SRM50定义为漫游移动用户。服务MSC 执行快速查找并且确定SRM 50是漫游用户。 一旦做出这一确定， REGNOT 117就被发送到关联的拜访位置寄存器(VLR61 ) 。 VLR61 然后接收REGNOT 117、执行查找过程、检查它的用户简档数据库 而不4全测SRM 50的先前注册用户简档。VLR 61随后确定SRM 50 的分配的MSISDN-MIN号码与不同于当前的服务受访PLMN 155的 另一 GSM PLMNGPA相关联。参照图20，在所有操作地区中，SVRO虛拟通信网络分配有它 自己的地区承运商I.D.，该I.D.与它的关联GSM-GPA-号码规划区域(NPA)或者区域代码相关联。承运商I.D.是基于GSM PLMNGPA 的合计BSIC-SID代码，该代码也包含于在自发和强制注册通知事件 过程中从各个BST 54通过SCH控制信道发送的月良务系统的标识号(SID) 350内。例如，当SRM 50注册和4全测到月良务系统在注册过 程中发送的MSA-SID 350时， 一旦SRM 50收到GSM规划区域系统
标识号(GPA-SID) 350，它就^l行查找算法并且冲企测在如图4中所 示与接收的SID-GPA 350相关联的认证数据库(ADB) 86a内存储 的地区服务STEP接入目录号码(STAN-DIR) 351。一旦已经接入恰当的STAN-DIR号码351， SRM50如图20中 所示初始化始发事件。参照图10，全局STEP网关系统209维护所 有STEP网关系统STAN-DIR号码351的全局数据库。每当SRM 50 与世界上任何STEP网关系统通信时，随着对各SRM 50内包含的 STAN-DIR351接入表的任何变化或者添加来更新ADB 86b。因此无 论SRM 50在何处漫游，它都能够总是接入与SRM 50和GSM GPA 操作系统最近的相关联的STEP网关系统。这是SVRO全局网络 (SSGN)提供的关键自动漫游功能。在一些情况下，SVRO无线电冲莫块(SRM)50分配有单独SVRO 虚拟承运商I.D.，该I.D.: ( 1 )与作为主要MSISDN-MIN接入号码 而当前分配给SRM 50的MSISDN-MIN号码相关联，以及(2 )按照 作为服务控制点(SCP)路由号码而分配的全局、群集和节点地址来 格式化的SS7/SS#7网络到目的地点代码(DPC)。各个SS7/SS#7 服务控制点(DPC)、服务交换点(SSP)和信令传送点(STP)分 配有它自己的唯一始发点代码(OPC)和目的地点代码(DPC)。这 一特定DPC代码与SRM50分配的MSISDN号码相关联并且因此分 配给本发明的SVRO归属位置寄存器(SHLR) 66。本发明的SHLR 66是一种在物理上和在逻辑上与STEP网关相同51相关联的重要内 部用户认证数据库。SHLR 66也在物理上和在逻辑上与本发明的认 证服务器254和它的内部用户简档认证数据库86b相关联，如图5 中所示。本发明的SHLR 66被编程用以通过取消REGNOT即从服务 VLR 61中删除用户简档来操控多个移动站漫游号码(MSRN)。或 者SHLR 66被编程用以实现和授权多达八个反向和前向信道而无需 与VLR 61交互——如果SRM 50已经作为归属用户进行才喿作的话。 所有这些号码被本发明的全局、地区和岸义运商STEP网关系统重复地 户在不同时间重^f吏用。SVRO幻象认证方 法的另一重要方面在于MSISDN-MIN、目录号码分配是宝贵的移动 蜂窝承运商资源，而本发明非常高效地使用这些资源。此外本发明 使用有限的"幻象"ESN号码，这些号码是其它移动无线电模块制造 商和地区移动设备掌控体决不发布和复制的唯一设备标示号码。因 此，使用幻象LA-MSISDN-MIN、 ND-MSISDN-MIN、 IMEI、 IMSI、 TMSI和ESN号码组合的任何非法尝试都纟皮完全地回避。管理幻象 LA-MSISDN-MIN、 ND-MSISDN-MIN、 IMEI、 IMSI、 TMSI和ESN 号码组合非常像自动漫游ANSI-TIA-41兼容的SS7网络管理临时位 置目录号码(TLDN)-移动用户漫游号码(MSRN)范围、自动漫游 GSM-MAP兼容的SS#7网络和它们的关联MSC和VLR组合管理临 时移动用户标识(TMSI) /MSRN号码范围。参照图3，本发明以独特和巧妙高效的方式管理同时多时隙信 道系统交接。存在两类交接，即内部和外部。当SRM50在任何分配 和连接多时隙-信道上从服务BTS 54收到交接命令时，SRM50释i文 除了收到交接命令的第 一或者主要信道之外的所有信道。当服务移 动无线蜂窝网络在内部或者在外部完成交接，与连接的STEP网关系 统相关联的SRM 50启动本发明的多时隙信道多路复用/级联功能直 至在接收命令之前分配过的所有先前的多时隙信道被重新连接。然 而，当经由在先前分配的数字业务信道(DTC)内操作的控制信道 收到内部或者外部交4妄命令时，SRM 50和STEP网关系统51无从 知道当内部和/或外部交接完成时在新分配的DTC中将有多少其它 多时隙-信道变得可用。在完成交接时可能有七个其它用户参与了与 除了服务系统分配给SRM 50的TCH信道之外的所有其它TCH信道 的对话。在这种情况下SRM50和关联的STEP网关系统将待命和等 待其它多时隙TCH信道被系统释放。一旦一个或者多个其它信道被释放，本发明启动连接过程直至 所需附加多时隙TCH信道被服务系统分配并且在SRM 50与关联 STEP网关系统51之间被连接。这一重要的新颖多时隙信道交接协 议将仅仅瞬间地减緩总体数据会话速率。由于SVRO通信是突发性以在多数情况下交接将不会在SVRO通信事件过程中发生。另外本 发明所支持的许多金融通信针对固定应用如ATM机器、EFT/POS 商户终端、M2M应用等而发生。服务移动无线蜂窝系统将非常不可 能要求多次交接。当SVRO通信系统服务于移动应用如移动EFT/POS 等时，交接对H3D-GA-VM调制数据符号的影响将是最小的。内部 GSM GPA切换和GSM GPA外部交接协议的附加细节对于本发明的 巧妙多时隙-信道操控没有不利影响。在逻辑上与STEP网关系统51 相结合的SRM 50实现了用于多个信道的(a)正常语音、(b) H3D-VOIP和(c) H3D编码解码器。参照图2、图4和图7,本发明的H3D-GA-VM调制249以及 它的H3D-加密和无限词典变型可以应用于一个用户SRM50i殳备等 所提供的跨经广阔结合的GSM加上WI-FI IEEE802.11加上WI-MAX IEEE802.16e微微网、自组织分散网的应用符号的一个连续SVRO， 这些符号事实上源自于配置为无线微蜂窝用户设备的SRM 50。事实 上本发明创建 一 种产生如今本领域中已知最硬实际加密的 H3D-GA-VM调制126a。这对于能够利用的WI-FIIEEE802.il变体、 WI-MAX IEEE802.16e变体以及Hyperlink2网络等而言特别重要。本 发明也将它的独特符号词典应用于IEEE802.il变体、蓝牙跳频扩频 ISM、 DECT以及其它此类调制方案。本发明可以应用于在比如飞机 场、购物中心、火车站、建筑物分散网等公共场所中操作的这些网 络。H3D-GA-VM调制249、 249a、 249b是定义SVRO双向通信信 道126a、 126b、 126c、 126d和126e的核心协议构造，其中这些信道 在如图7中所示用作路由和传递基站节点等的这些用户SRM IEEE802.16 WI-MAX节点50g、 50h、 50i、 50j、 50k、 50L、 50m、 50n、 50o、 50p、 50q、 50r、 50s中各节点的信道空间内操作。单个 SRM 50能够通过在PSTN数据链路58以及7>共和专用TCP/IP-VOIP 网络62上中继的GSM网络、802.11网络主收发机基站和802.16收
发才几基站通信。这些节点各自能够被配置用以支持IEEE802.16变体、 IEEE802.il变体、ISM、 DECT等。本发明的H3D调制249能够应 用于以蓝牙IMS形式被这些节点所使用的PCM调制。本发明的 H3D-GA-VM调制249可以作为 一种虛拟调制隧道协i义应用于 IEEE802.16变体、IEEE802.il变体，该协议实现了能够利用4艮多专 用设备进行通信的语音和H3D-GA-VM调制符号数据的应用。这样 的设备是个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、音乐文件播 放器如Apple iPOD以及支持MP3、 MP4、 ACC音乐文件等的其它播 放器。各节点能够在物理上和在逻辑上与提供很多种遥测和远程信 息处理服务等的机器到机器(M2M)专用设备集成。参照图22,在这一绘图中描绘的是GSM PLMN 155，该GSM PLMN已经被部分地修改以便支持布署实现GPRS/EDGE服务的所 选网元。被指定用以例如支持GPRS/EDGE服务的各BTS 54b必须 利用附加网元如附加无线电收发机、分组控制单元(PCU) 376来加 以修改。PCU 376在逻辑上与基站控制器(BSC) 63b相关联。PCU 376在连接到GSM网络时负责GPRS中与无线电有关的方面并且在 物理上置于BTS 54b与服务GPRS支持节点(SGSN )337之间。SGSN 377驻留于与MSC 53、 53a相同的分级级别并且是必须添加到现有 GSM PLMN 155以便向用户提供共享分组数据服务的另一网元。另 一 GPRS/EDGE网元是网关GPRS支持节点(GGSN )378。 GGSN 378 提供的功能与网关MSC 53a所提供的功能相似。GPRS/EDGE和第3 代网络分组交换操作功能的装置和方法是本领域技术人员众所周知 的，因此与优选实施例的新颖性无关的细节被省略。然而，这些网 络的某些关键单元必须被有效地修改以便支持任务关键应用特定的 服务，这些服务要求与金融通信事务、政府通信如远程护照检查以 及需要有保障的递送的其它应用有关的消息接发的及时、安全和低 成本递送。GPRS/EDGE和第3代UMTS/WCDMA-3G网络系统原先并非
设计用来为需要专用电路信道和优先级递送机制的任务关键应用特 定的无线服务而提供各种操作要求。另外不能通过修改存在于任何所选移动无线蜂窝PLMN的拓朴域内的每个BTS、BSC来布署GPRS EDGE技术。本发明为这一严重问题提供了简单的弥补。如今2.5代 和第3代移动蜂窝拓朴是共享分组交换网络。运营所选2.5G和3G 网络的移动蜂窝承运商不能保障时间关键应用特定的';肖息的递送， 它们也不能提供必要的高安全级别。本发明能够通过将混合SVRO 解决方案应用于这些共享网络来简单地弥补这一问题。在所有移动 无线蜂窝电话中的关键单元之一是代码转换速率和适配单元(TRAU) 374。 TRAU协议是一种为话音信道冲丸行代码转换功能而 为数据信道执行速率适配(RA)的软件实体。TRAU单元通常^皮认 为是基站控制器(BSC) 63a、 63b的一部分。TRAU单元374管理 话音和某些数据通信模态。本发明通过从基站控制器(BSC) 63b应 用虚拟电路来提供一种简单的协议改进，这可以通过简单地提供软 件补丁来实施。本发明将简单的改进应用于整个GPRS网络通信方 法。当GPRS移动用户站(MSS)发送分组时，该分组被发送到当 前的服务GSM-GPRS BTS 54b。在常规GPRS网络拓朴方面，GPRS BTS无线电将从常规GPRS 移动用户站(MSS)始发的接收分组传递到与GPRS分组控制单元(PCU ) 376集成在一起的关联的BSC 63b。 PCU 376将分组发送到 驻留于与MSC53、 53a相同分级级别的关联的SGSN 377。从SGSN 337通过包括GPRS主干线382的网络拓朴来发送分组。移动用户站(MSS )始发的分组从GPRS主干线382发送到基于TCP的数据网 络383和基于X.25 384的数据网络384。由于GPRS、 EDGE或者3G UMTS网络是取决于瞬时网络负荷的共享网络，所以分组可以用数 秒到达它的目的地。此外至今没有在不改变包括整个GPRS、 EDGE 或者3G网络的网元部分的各TCP/IP网络服务器或者路由节点处的 寻址方案的情况下通过共享网络提供有保障的消息分组递送的实际 方式。
本发明提供了避免必须改变整个GPRS/EDGE或者UMTS PLMN寻址方案的装置和方法。参照图4，在这一绘图中描绘的是 SVRO无线电模块(SRM) 50。 SRM 50利用先前在本公开的主体内 容中描述的一种独特协议栈。该协议栈的一部分是它通过GPRS 网络拓朴实现常规通信。然而，本发明提供了将SVRO协议栈112 的协议、处理和过程与常规GPRS协议栈285相组合的装置和方法。 合成的结果是如下SRM 50，该SRM基本上是能够通过许多不同网 络拓朴无缝地操作的多模式通信设备。参照图22，例如SRM 50能 够用来在它漫游到具有GPRS功能的移动PLMN网络拓朴中时发送 和接收常规GPRS第8类和第10类发送+办议。然而，如杲主冲几移动 无线PLMN是具有SVRO功能的，贝'J SRM 50用户可以选择GPRS 或者SVRO分组无线电服务。然而，本发明提供一种设计用来在 GPRS、 EDGE或者SVRO服务之间自动选择的自治系统。这一 自治 选择方法实现了一些有用的服务。例如，如果用户发送时间关键消息，则在分组的消息本体或者分组报头内包含的应用特定的消息类 型指示符指示了时间关键消息，SRM 50通过快速连接和发送时间/ 任务关键消息到本发明的关联STEP网关系统51来简单地建立 SVRO单信道和/或多信道事件。瞬时时间关^t消息分组可以始发于 专用设备(ASD )如52d EFT/POS终端244和ATM机器248并且从 本发明的STEP网关系统51、 51d、 51e指向分别充当针对金融应用 服务提供商(ASP) 55d和55e的网元的关联的ATM交换系统245 和/或EFT/POS交换系统246。附加应用如机器到机器(M2M )遥测 /远程信息处理系统涉及机动车辆跟踪、紧急911/000服务、机动车 辆遇险呼叫、安全系统报告、农业系统管理等。整个SVRO虚拟网参照图27,本发明提供又一种在利用多个移动标识号码 (MIN ) 、 MSISDN、 IMEI号码和目录号码的SRM 50与STEP网关 51系统之间实现多信道通信的装置和方法，其中所述号码可以被作为嵌入式交换机/服务器/SSP 87的部件的各STEP网关交换机端口映 射信道临时地分配、旋转和重使用，如图5中所示。各交换机端口 433b、 I、 J、 K、 L、 M、 N、 O、 P分配有MSISDN-MIN号码或者目 录号码。各SRM 50分配有能够永久地分配或者在算法上旋转的 MSISDN-MIN号码433b。参照图27,当SW/SSP 87用作虚拟网关 MSC时，各嵌入式端口^皮主才几GSM PLMN归类为移动用户。这对 于SVRO服务而言很有用，因为可以利用许多信道性能优点。例如， 当通过当前的服务MSC 53对STEP网关51始发的呼叫进行路由时， 它通过分配的信道拓朴来使用ISUP 232和HDLC 225协议，该拓朴 是绕过GSM PLMN互通功能(IWF)57的直接物理和逻辑信道4连路。 在一些情况下，在IWF的物理和逻辑层内包含在物理上和在算 法上呼入和呼出压缩和解压模态，这些模态用于空中接口链路与陆 线链路之间的语音通信。本发明被设计用以绕过IWF 57，以便消除 在语音/数据呼叫经由IWF 57网关和常少见网关MSC 53a通过GSM PLMN从移动/SW/SSP 87始发到SRM 50时发生的压缩/解压和/或额 定状态到压缩状态的过程。反言之，当SRM 50执行对STEP网关 51 SW/SSP 87的语音/数据呼叫并且使用一种修改的服务层协议时， 实现了好得多的数据吞吐性能，其中该服务层协议实现了绕过位于 基站控制器(BSC)63的TRAU单元的压缩/解压的数据呼叫。因此， SRM 50以及位于虚拟STEP网关SW/SSP 87的H3D编码解码器68a 所4吏用的以及各通信端口所4吏用的Holophasec 3D编码解码器58可 以具有解压/清空信道用以将语音和数据信息从任何始发点双向地传 送到任何终结点。本发明也实现了附加的应用特定的使用，例如本 发明的装置和方法能够用来通过高空低轨道(HAL O )航空器进行通 信391，该航空器387充当与指定地面站368通信390的基站389。 SVRO Holophasec 3D编码解码器(H3D-Codec ) 68、 68a和68a能够 用来通过一个用户信道支持多数据通信和语音。在又一方案中，SRM 50b可以被配置用以经由任何地球同步(GEO)卫星368或者低地球 轨道(LEO) 368a如铱星等与任何卫星地面站368通信392。通过本 发明的STEP网关系统51,利用ISUP 232和HDLC 225协议，卫星 地面站368能够在物理上377和在算法上被链接。本发明的附加目的和优点对于本领域技术人员将是易于想到 的。本发明在它的更广义方面不局限于所示和所描述的具体细节、 代表性设备和示例性例子。因而，在不脱离所附权利要求及其等效 物所限定的本发明一般性的装置和方法的精神或者范围时可以根据 这样的细节估文出变化。
权利要求
1.一种通过通信信道使用寻优综合来传送数据的方法，所述方法包括生成上下文符号集合，各符号具有变动和选择的概率；通过所述信道发送所述生成的符号集合；计算所述集合中的每个符号通过所述信道进行发送的适合度；对每个符号的所述适合度进行排序；基于每个符号的适合度排序向该符号分配选择概率；再生新的符号集合，每个新的符号共享所选符号的特征；变动符号以使所述集合多样化；以及当达到针对符号的阈值时终结该符号。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中变动包括将来自信道条件 状态的随机扰动添加到所述符号的频率、相位和幅度中的至少一个。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中当达到阈值时终结符号包 括根据该符号的生成来终结该符号。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中当达到阈值时终结系统包 括当达到目标适合度时终结该符号。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述信道包括移动蜂窝业 务信道。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述信道包括移动中继无 线电业务信道。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述信道包括IEEE 802.16 业务信道。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中所述信道是语音信道。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中所述信道是语音和数据信道。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中生成上下文符号集合包 括通过所述信道发送多个符号以及选择所述多个信道的子集作为所 述集合。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中再生新的符号集合并且每个新的符号共享所选符号的特征包括再生新的符号集，每个新 的符号共享所选父系符号的特征。
12. —种用以通过通信信道使用寻优综合来传送数据的设备， 所述设备包括用于生成上下文符号集合的装置，每个符号具有变动和选择的 概率；用于通过所述信道发送所述生成的符号集合的装置；用于计算所述集合中每个符号通过所述信道进行发送的适合度的装置；用于对每个符号的所述适合度进行排序的装置；用于基于每个符号的适合度排序向该符号分配选择概率的装置；用于再生新的符号集合的装置，每个新的符号共享所选符号的 特征；用于变动符号以使所述集合多样化的装置；以及 用于当达到针对符号的阈值时终结该符号的装置。
13. 根据权利要求12所述的装置，其中变动包括将来自信道条 件状态的随机扰动添加到所述符号的频率、相位和幅度中的至少一 个。
14. 根据权利要求12所述的装置，其中所述信道包括移动蜂窝 业务信道。
15. 根据权利要求12所述的装置，其中用于生成上下文符号集 合的装置还包括用于通过所述信道发送多个符号以及选择所述多个 信道的子集作为所述集合的装置。
全文摘要
一种针对频带受限的语音和数据信道使用寻优综合进行通信的方法。
文档编号H04L27/00GK101167320SQ200680014355
公开日2008年4月23日 申请日期2006年3月7日 优先权日2005年3月7日
发明者C·K·拉迪尤 申请人:同流技术控股有限公司