专利名称：专用陆地移动无线网的网间互联系统的制作方法
技术领域：
本发明概括地讲涉及通信领域，尤其涉及移动无线通信领域。
当今，由于唯一的频率分配和不同的空中接口协议，陆地移动终端的用户是通过陆地移动通信网，实质上是隔离的通信网，进行通信的。出于安全考虑，在这样的隔离网上，数据或话音信息的保密性很容易达到。然而，在特殊的情况下，例如自然灾害的情形下，隔离移动网的用户，例如警察，消防队，联邦机构，等，需要“越出”隔离网之外，有选择地与其它的隔离网或者公共电话网(PSTN)通信。
目前，在需要与隔离网的外界通信的情况下，隔离网上的移动电话用户需要利用特殊的移动终端而不是他们原有的终端越出他们的网络之外。除了显而易见的费用增加外，这种解决方案还需要新设备培训，还给用户带来不便。一种供选择的解决方法建议用一个固定的网络，将移动网用户和PSTN连接起来。然而，这种解决方法不灵活，并且不能提供与其它无线网的直接连接。因此，需要有一个系统提供隔离的陆地移动用户之间的通用话音/数据连接，这个系统应是可便携的，并且不需要用新的终端设备，另外还可以提供与其它无线网络的连接。
本发明提供一个通用的话音/数据通信系统用于将隔离的陆地移动用户与不同的陆地移动无线网及PSTN的用户互联。在一个优选实施方式中，本发明是一个接口装置，包括一个适用于作为一个PSTN的陆线终端连接到公共交换电话网(PSTN)上的便携无线接入端口。无线接入端口被耦合到一个无线端口接口上，这个无线端口接口可以被有选择地频率调谐到一个给定的陆地移动网络上，以便建立与一个特定陆地移动通信网的用户的通信。这个接入端口因此按照需要提供“即插即用(plug-and-play)”的通用连接，通过PSTN或者其它网络实现与不同陆地移动网的用户的通信。
在一个典型实施方式中，无线端口包括一个无线收发信机，用于向(从)陆地移动网用户发射(接收)无线通信信号，一个声频电路端口和音调电路用于将调制到接收到的无线信号上的话音和双音多频(DTMF)信号分离出来，再将活音和DTMF信号调制到发射的无线信号上去。还包括一个数据端口，用于将调制到接收到的无线信号上的数字信息提取出来并调制到无线发射信号上去；一个线路接口用于将无线端口与PSTN连接，实现与PSTN之间的话音和数据的发射和接收。一个控制器辨认由无线信号和PSTN上接收的话音和DTMF信号，并且响应于给定的话音和接收到的DTMF信号，指挥无线端口运行。还可以包括一个卫星无线调制解调器，用于向(从)一个卫星通信网发射(接收)包含话音和数据的卫星无线信号；也可以包括一个蜂窝无线调制解调器，用于向(从)一个蜂窝通信网发射(接收)包含话音和数据的蜂窝无线信号。
将下面的介绍和附图结合起来考虑，可以获得对本发明的全面的理解
图1所示的是打算利用本发明的隔离陆地移动通信网络类型的典型组合。图2所示是一般原理框图，说明本发明的接口装置与已建立的通信网互联的方法。图3所示的框图说明本发明的典型实施方式中所包含的各种组成部分。
参看图1，所示的是多个单个隔离的陆地移动通信网的代表如警察局101，消防队102，和联邦机构103网络，和一个铁路自动控制系统(ACTS)104。如前所述，在许多紧急情况下，例如发生自然灾害，这些不同的陆地移动网的用户利用各自的移动终端进行互相的通信，以及与其它的无线或有线网络(例如公共交换电话网(PSTN)，卫星网，或者蜂窝网)的通信是非常关键的。本发明的优势，如下面将要讨论的是本发明的接口装置利用一个便携无线接入端口，既可以与PSTN物理连接也可以用其它的已知方式连接，以接收来自不同的陆地移动无线用户和其它无线网络的无线通信信号，产生一个通过PSTN通用的话音和数据路径及在“按需”的基础上的高效率，通用连接。另外，可以装在装置上的多通信网络调制解调器允许同各种其它的无线通信网，例如卫星，蜂窝等，进行立即无缝及质量话音和数据的通信。
现在参看图2，所示一般原理框图200说明本发明接口装置206与其它网络互联的典型方式。如图所示，PSTN201有第一个陆地移动通信系统202，第二个陆地移动通信系统202，一个卫星通信网络203，和一个作为常规陆线电话网的附属及互联通信网的蜂窝通信网204。为使一个拥有陆地移动用户终端207的最终用户能与各种网络202，203，204进行无线通信，本发明包括了一个便携陆地移动无线接入端口206，可以很容易地运输到任何需要陆地移动无线接入的地理位置。无线接入端口206以已知的方式连接到PSTN201上并被PSTN201作为陆线网络的标准终端。PSTN201，卫星网络203，和蜂窝网络204的运行对于专业人员是很熟悉的，这里不必详细说明。
本发明所考虑的一个典型的情况是，某一陆地移动网络用户，例如图1中说明的，利用终端207希望与不同的(第二个)陆地移动网络202的陆地移动用户208通信。应该明白的是，这两个不同网络的用户不能利用他们各自的终端207和208和相同的陆地移动网络基础设施相互进行通信，因为空中接口例如协议和频率不兼容。为了建立一个通用的通信路径，与第二个陆地移动网202，卫星203和蜂窝204网络进行话音和数据连接，第一个陆地移动网用户将无线接入端口206与PSTN201互联，在这里PSTN也被连接到第二陆地移动网络202的网络基础设施上，比如通过第二个无线接入端口206。在将无线端口206频率调谐到所需要的，终端207可用的频率后，第一个陆地移动用户可以通过PSTN建立与第二个陆地移动网202的用户208的无线通信。另外，如将要解释的，第一个陆地移动用户207可以与连接到PSTN201的蜂窝204，卫星203通信网络以及与陆线网络的其它常规终端如标准电话205进行通信。在这种情况下，专业人员应该明白，从第一个陆地移动用户207接收到的信号被正确调整到与各自的出网无线网络空中接口协议210/210′一致，然后被发射到出网无线网络如蜂窝网204或卫星网203。在信息流的入网方向，发生相反的过程，从外部无线网络如卫星203和蜂窝204接收到的无线信号被恰当调整与陆地移动网202可用的陆地移动网空中接口协议一致，然后无线发射到第一个陆地移动用户终端207。因而，本发明接口装置可用于提供“即插即用”，提供与多个无线或有线接口的通用话音和数据连接，这在任何对PSTN基础设施接入的特定地理区域很容易建立。
现在参考图3，图中所示的是本发明接口装置300的一个典型实施方式，更详细地说明了所包含的基本硬件和软件组成部分。如图，一个声频端口301，数字I/O卡(数据端口)302，多媒体卡，线卡(PSTN接口)，蜂窝调制解调器和卫星调制解调器包含在端口控制器305中，它可以装在一个个人计算机型装置中，运行适当的专业应用软件，可以实现与PSTN201，陆地移动网，卫星，蜂窝网的话音和数据通信，包括蜂窝数字包数据(CDPD)的能力。在个人计算机型装置中这些组成部分的互联，专业人员是清楚的。为了建立一个陆地移动网络接口，端口控制器305接到，比如说基站307/307′上，307/307′以无线频率(RF)向一个或更多的移动无线终端306/306发射信号。应该明白，2到4线转换器308便于发挥无线端口控制器305中双音多频率(DTMF)信号发射能力。在这里DTMF信号发射是由两个音调同时发射的音频信号发射，一个来自高频组，一个来自低频组。每组由四个音频频率声调组成，任何两个都不是谐波相关的。
无线端口控制器305通过它的多个RF调制解调器，可以支持话音，音调和电路交换包数据的传输。无线端口控制器305执行话音和DTMF音调辨认，操作不同的无线端口接口220，230和240，响应于由所连接的有线和无线网络202，203，204所接收到的特定话音，音调和数据信号。
参照上述说明，本发明多种修改的和供选择的实施方式对专业人员来说是显而易见的。例如，虽然本发明是利用无线和有线网络互联的特定例子说明的，但并不能认为替换和增加本发明中互联的无线和有线网的类型就是对本发明的实质和范围的偏离。因而，这里的叙述只是为了说明，目的是向专业人员说明实施本发明的最好的方式。结构的细节可以作基本改变而不偏离本发明的实质并且保留附录权利要求书中所包含的所有更改的排它性使用。
权利要求
1.一种耦合陆地移动无线网和公共交换电话网(PSTN)的通信网络接口，所述装置包括一个接入端口，适用于将所述通信网络接口装置作为一个陆线终端耦合到所述PSTN上，以及一个无线端口接口，与所述接入端口耦合，所述无线端口接口的频率可调谐到所述陆地移动无线网的一个频率，用于从所述陆地移动无线网接收无线通信信号和向其发射无线通信信号。
2.按照权利要求1的网络接口装置，其中所述无线端口接口包括一个无线收发信机，用于向/从所述陆地移动无线网发射/接收无线通信信号。
3.按照权利要求2的网络接口装置，其中所述无线端口接口包括一个声频电路端口和音调电路，用于将调制到接收到的无线信号上的话音和DTMF信号提取出来并将话音和DTMF信号调制到发射的无线信号上去。
4.按照权利要求3的网络接口装置，其中所述无线端口接口包括一个数据端口，用于将调制到所述接收到的无线信号上的数字信息提取出来并且将数字信息调制到所述发射的无线信号上去。
5.按照权利要求4的网络接口装置，其中所述无线端口接入包括一个线路接口，用于将所述通信网络接口装置连接到所述PSTN上，从而提供与所述PSTN之间的话音和数据的发射和接收。
6.按照权利要求5的网络接口装置，其中所述无线端口接口包括一个控制器，用于辨别从所述无线信号和所述PSTN接收到的所述话音和DTMF信号以及用于响应于预定的几个所述接收到的话音和DTMF信号控制所述无线端口接口的工作。
7.按照权利要求6的网络接口装置，进一步包括一个卫星无线调制解调器，耦合到所述无线端口接口上，所述卫星无线调制解调器包括向/从一个卫星通信网发射/接收包含话音和数据的卫星无线信号的装置。
8.按照权利要求6的无线端口，进一步包括一个与所述无线端口接口耦合的蜂窝无线调制解调器，所述蜂窝无线调制解调器包括向/从蜂窝通信网络发射/接收包含话音和数据的卫星无线信号的装置。
9.一种在第一个和第二个陆地移动网之间提供无线信号连接的方法，所述方法包括以下步骤将一个便携无线端口接口耦合到一个公共交换电话网(PSTN)上；从第一个陆地移动网向所述第一个无线端口接口发射无线信号，所述无线端口接口被频率调谐到第一个陆地移动网发射的所述无线信号；通过所述PSTN从所述无线端口接口发射所述无线信号到所述第二个陆地移动网。
10.按照权利要求9的方法，进一步包括以下步骤将所述PSTN耦合到第二个便携无线端口接口上，在所述第二个陆地移动网上接收来自所述第二个无线端口接口的无线信号，所述第二个无线端口接口被频率调谐到第二个陆地移动网可接收的所述无线信号。
11.按照权利要求9的方法，进一步包括将调制到接收的无线信号上的话音和DTMF信号提取出来，并将话音和DTMF信号调制到在所述无线端口接口发射的无线信号上去的步骤。
12.按照权利要求9的方法，进一步包括将调制到接收的无线信号上的数字信息提取出来并将数字信息调制到发射的无线信号上去的步骤。
13.按照权利要求9的方法，进一步包括在第一个陆地移动网和一个蜂窝通信网之间，通过所述第一个无线端口接口，建立一个通信路径的步骤。
14.按照权利要求13的方法，其中与蜂窝通信网的通信路径是通过从蜂窝通信网接收无线信号，并将从所述无线信号上接收的信息，通过所述第一个无线端口接口发射到第一个陆地移动网上而建立的，所述从蜂窝通信网接收信号的步骤，是在将信号调整到与接收网空中接口协议一致之后发生的。
15.按照权利要求14的方法，其中建立所述通信路径的步骤进一步包括从第一个陆地移动网接收无线信号，并将从第一个陆地移动网接收到的信息通过所述第一个无线端口接口发射到蜂窝通信网的步骤，所述由第一个陆地移动网接收无线信号的步骤在将信号调整到与接收网络空中接口协议一致之后发生。
16.按照权利要求9的方法，进一步包括在第一个陆地移动网和一个卫星通信网之间，通过所述第一个无线端口接口，建立通信路径的步骤。
17.按照权利要求16的方法，其中通信路径是通过下述步骤建立的从卫星通信网接收无线信号，将从所述无线信号上接收到的信息发射到第一个陆地移动网，从卫星通信网接收无线信号的步骤在将信号调整到与接收网络空中-接口协议一致后进行。
18.按照权利要求17的方法，其中建立所述通信路径的步骤进一步包括从第一个陆地移动网接收无线信号，并且将从第一个陆地移动网上接收的信息通过所述第一个无线端口接口发射到卫星通信网络的步骤，从第一个陆地移动网接收无线信号的步骤在将信号调整到与接收网络空中-接口协议一致之后发生。
19.按照权利要求9的方法，其中所述第一个无线端口接口包括一个无线收发信机，用于向/从第一个陆地移动网发射/接收无线信号。
20.按照权利要求13的方法，其中所述第一个无线端口接口包括一个蜂窝无线调制解调器，包括用于从/向所述蜂窝通信网接收/发射包含话音和数据的蜂窝无线信号的装置。
21.按照权利要求16的方法，其中所述第一个无线端口接口包括一个卫星无线调制解调器，包含用于从/向卫星通信网络接收/发射包含话音和数据的卫星无线信号的装置。
全文摘要
一个便携无线存取端口适用于耦合到公共交换电话网络(PSTN)上并被作为PSTN的一个标准终端,它的优势是通过PSTN从不同的陆地移动无线网以及从其它的无线网络接收射频通信信号,从而在用户终端,PSTN和其它网络之间建立一个通用话音和数据路径。无线存取端口是频率可调的,以便服务于某一陆地移动网络用户并且可以很容易地运输到各种地理位置。
文档编号H04B7/185GK1190836SQ9712261
公开日1998年8月19日 申请日期1997年12月3日 优先权日1996年12月5日
发明者詹姆斯·金-陈·昌, 丹尼·K·苏, M·斯考拉·拉佩泊特 申请人:美国电报电话公司