混合的蜂窝通信设备和方法

本发明一般涉及蜂窝通信网。更具体而言，描述了一个专用蜂窝交 换网，它具有可选地作为在一个更大的网络中的基站子系统来允许非本 地手机使用本地网络资源的能力。

最近，各种有线和无线的专用小交换机(PBX)可以在市场上得 到。例如，图1用图描述了一个常规的无线专用小交换机系统(wPBX) 100。正如在图中看到的，这个wPBX100连接到一个或多个外线102， 它典型地将wPBX连接到公用网。这个wPBX100被安排为控制多个基 站单元108同时被固定线路104连接到基站单元。虽然为了简化描述， 只有一个这样的基站单元被明确的表示出来，但也应该考虑到wPBX可 以控制任何数目的基站单元。每一个基站单元108包括一副天线110以 便于实现基站单元与一个或多个有关的无绳手机112间的无绳通信。在 典型的无线PBX系统中，每一个基站单元108控制一对无绳手机。

虽然所描述的wPBX系统提供了涉及无绳手机的优点，但仍存在几 个明显的不足。首先，在无线PBX系统中，电话号码与一个给定频率 相关联，而频率又与PBX的一个固定端口相关联。这样，从PBX的观 点来看，无绳手机是“固定地接入”一个PBX的端口，正如通常在有 线的PBX中那样。正因为如此，即使当wPBX被互连在一个wPBX网 中，一个无绳手机也不能被带到被另一个wPBX单元控制的另一个位 置，而仍旧能够用它自己的所分配的电话号码打电话和接收电话而无需 经过管理的移动和变更，例如，对wPBX本身重新规划。因此，每一个 无绳手机的范围被限制在与之相关联的基站单元的范围中。

进一步，无论是无绳手机还是先有技术的无线PBX都不具有任何 漫游和越区切换能力。为了说明，考虑这样的情况，当无绳手机112在 使用时行进(即漫游)出了基站单元108的范围进入被另一个无线PBX 控制的区域。在这样的情况中，通信数据流还是被中断了。这样从 wPBX100或链路102所连接的公用网来看，事实上无绳手机112和114 通过无绳方式与基站108通信是不相关的。既然在基站单元或wPBX之 间没有漫游和越区切换的能力，无绳手机112被连接到基站单元108的 方式没有为用户提供除在基站单元108内的收发信机确定的范围之内无 绳手机112和114可以进行无绳通信之外的任何附加的优点。

典型的无线PBX系统的另一个不足包括它们使用低功率和专用的 收发信机，这就明显的限制了无绳手机可被带离它所关联的基站单元的 范围。例如，无绳手机的使用半径通常被限制在大约200米的范围内。 进一步，当呼叫是在相同的wPBX中的无绳手机发出的时候，呼叫通道 (path)通常在wPBX的级别上被交换或交叉连接。换句话讲，即使在相 同基站单元中的无绳手机要求在它们之间通信，例如，在无绳手机112 和114之间，实际的交换是集中在wPBX。这是因为交换功能不能够从 wPBX单元100被分派到在层次上比它还低的子系统中，例如，到基站 108。当呼叫总是被在最高层次上交换时，从无绳手机来的和到无绳手 机去的呼叫通道时常没有必要地被一直回运到最高级，即，wPBX，虽 然更接近无绳手机即在基站单元一个较低层次上进行交叉连接会更有 效率。

先有技术的无线PBX的另一个不足是涉及它本身没有能力鉴别呼 叫和目的手机以确认当前与系统进行通信的手机是否实际上是所要的 那个手机。这是因为任何碰巧与基站单元在相同频率并使用相同的协议 的先有无线手机都可以截获一个给定的呼叫。因为这个局限，在先有技 术的wPBX中没有办法将被授权使用无线系统资源进行和接收呼叫的 特定手机与那些只在技术上有能力、而没有被授权使用这些资源的手机 确定和区分出来。相对于当本公开内容的目的，前者被看作本地手机， 后者为非本地手机。

也应考虑到在一些申请中，希望提供一种系统，可以鉴别本地和非 本地的手机，并且允许进入专用交换系统控制的区域中的非本地手机使 用专用交换系统的资源而无缝地接入公用网。

发明概要

为达到上述和其它的目的，以及根据它的目的，在一个实施方案中 本发明涉及在混合蜂窝通信网中的混合蜂窝通信设备，它具有基站子系 统和交换电路，以便于实现多个本地蜂窝手机以及在多个本地蜂窝手机 之间的蜂窝通信。这个混合蜂窝通信网也便于非本地蜂窝手机和具有公 用移动业务交换中心的公用蜂窝网之间的蜂窝通信。非本地蜂窝手机表 示的是未预约到混合蜂窝通信网的蜂窝手机。

在这个实施方案中，设备包括了连接到基站子系统和公用蜂窝网的 蜂窝交换子系统。蜂窝交换子系统又包括连接到交换电路的专用移动业 务交换中心，用于为多个本地蜂窝手机提供移动管理。该交换电路代表 一个节点，其中从多个本地蜂窝手机的任何一个来的承载数据信道可被 交叉连接，从而在混合通信网中完成呼叫通道。

这些设备进一步包括连接到专用移动业务交换中心的寄存器 (registry)。这个寄存器包括用于识别多个本地蜂窝手机的每一个为 预约到混合蜂窝通信网的手机的数据，其中非本地手机在寄存器中不被 识别为预约到混合蜂窝通信网的手机。设备还包括连接到公用蜂窝网的 混合基站控制器电路。

进一步，设备包括连接到寄存器的电路，以便响应寄存器中的数 据，确定由蜂窝交换子系统接收的有关一个呼叫的通信数据是源自多个 本地蜂窝手机中的一个，还是源自非本地蜂窝手机。如果此电路确定通 信数据源自多个本地蜂窝手机中的一个，该电路传递这些通信数据到专 用移动业务交换中心，以便于完成在混合蜂窝通信网中的呼叫通道。

另一方面，如果此电路确定通信数据源自非本地蜂窝手机，不论这 些通信数据是否与对多个本地蜂窝手机中的一个的呼叫有关系，电路传 递这些通信数据到混合基站控制器。这一传递便于完成在公用蜂窝网中 使用移动业务交换中心的移动业务交换中心资源进行的到非本地蜂窝 手机的呼叫通道。在这个实施方案中，混合基站控制器的功能是在混合 蜂窝通信网中的公用蜂窝网和基站子系统之间转送和翻译通信数据。

在另一个实施方案中，本发明涉及到在具有蜂窝交换子系统和专用 移动业务交换中心的混合蜂窝通信网中，便于实现多个本地蜂窝手机以 及在多个本地蜂窝手机之间的蜂窝通信的一种方法。在这个实施方案 中，蜂窝交换子系统被连接到公用蜂窝，并且本地蜂窝手机表示的是预 约到混合蜂窝通信网的手机。

混合蜂窝通信网进一步便于实现非本地蜂窝手机和公用蜂窝网之 间的蜂窝通信，这里的非本地蜂窝手机是未预约到混合蜂窝通信网的蜂 窝手机。在这个实施方案中，该方法包括接收接入请求数据的步骤，使 用蜂窝交换子系统的步骤，以及确定接入请求数据是源自多个本地蜂窝 手机中的一个，还是源自非本地蜂窝手机的步骤。

如果接入请求数据源自多个本地蜂窝手机中的一个，本方法就传递 有关接入请求的数据到专用移动业务交换中心，用于完成从多个本地蜂 窝手机中的一个来的第一呼叫通道。另一方面，如果接入请求数据源自 非本地蜂窝手机，则本方法传递有关接入请求数据的数据到公用蜂窝 网，用于完成非本地蜂窝手机与公用蜂窝网之间的第二呼叫通道

附图简述

本发明以及它的优点，参考以下结合附图的说明可得到最好的理 解，其中：

图1是对常规的无线专用小交换系统(wPBX)的简单描述；

图2是参照本发明的一个具体实施方案，对混合专用蜂窝交换系统 的简单描述；

图3是参照本发明的一个方面，对混合的cPBX子系统的功能块表 示；

图4是参照本发明的一个具体实施方案，以简单的方式，对特定的 混合本地网的结构的框图描述；

图5是参照本发明的一个具体实施方案，对本地用户在寄存器中的 记录格式的简单表示；

图6是参照本发明的一个具体实施方案，描述处理源自位于混合本 地蜂窝交换系统中的手机的接入请求的一种方法的流程图；

图7是适合图6中步骤910使用的，描述用于确定始发手机是本地 或是非本地手机的一种方法的流程图；

图8是适合图6中步骤915使用的，描述对从非本地手机来的呼叫 的处理方法的流程图；

图9是参照本发明的一个具体实施方案，描述终止一个呼叫的方法 的流程图；

图10是描述对专用位置更新请求的处理方法的流程图；以及

图11是描述使用专用MSC资源，处理源自本地手机的呼叫的一种 方法的流程图。

优选实施方案的详述

本发明一般涉及本地蜂窝交换系统。更具体而言，描述混合本地蜂 窝交换系统，它允许非本地手机使用本地蜂窝交换系统的资源通过公用 (或至少是非本地的)网络通信。由背景得知，一个模块化的本地蜂窝 交换系统的详细描述由名为“蜂窝专用交换机”(代理人文档号为 WAVEP001.P)的共同未决的申请提供，它在此引用作为参考。所描述 的实施方案是在那里所表述的系统的扩展。这里所表述的混合系统中使 用的分布交换和码型转换和速率适配单元(TRAU)功能由名为“用于 智能交换的方法和设备”(代理人文档号为WAVEP004.P)的共同未 决的申请进行进一步详细描述，在此也引用作为参考。

从参考图2-4开始，依照本发明的一个实施方案，将要描述混合网 500，它被设计为允许非本地手机使用本地蜂窝交换系统的资源与公用 网通信。所描述的实施方案是依据本领域的技术人员所熟知的全球移动 通信系统(GSM)的协议被建立使用的。然而应当看到其它的通信协 议也同样可以使用。因为这里描述的许多部件完成GSM功能，相同的 术语，如移动业务交换中心(MSC)，基站控制器(BSC)，基站收 发信台(BTS)，归属位置寄存器(HLR)和码型转换和速率适配单 元(TRAU)将在这里被使用。然而，从所描述的实施方案和引用的参 考文件，十分显然，许多所描述的部件可以体现为比之常规系统的部件 有显著优点的模块部件。

在图2所示的实施方案中，混合本地蜂窝交换系统500包括一个执 行GSM移动业务交换中心(MSC)的许多交换功能的cPBX子系统 452。这个cPBX控制一个或多个基站控制器(BSC)172，每一个基 站控制器控制一个或多个基站收发信台(BTS)164。每一个基站收发 信台(BTS)164又能够与位于BTS的天线子系统158范围内的多个 蜂窝手机150和152(一般被称作移动台单元(MS))协同通信。为 了描述的目的，区分对本地蜂窝交换系统是“本地”的“本地”手机150， 和不属于本地交换机的“非本地”手机152是很重要的。更具体而言， “本地”手机在cPBX子系统452中使用专用寄存器来登记，而“非本 地”手机则没有(尽管在一些实施方案中，它们在功能上基本上是等效 的)。

在混合本地蜂窝交换系统500(这里被称作“混合网”或“本地网”) 的一个实施方案中，本地手机150之间的呼叫通道最好保持在本地网控 制的范围之内。换句话讲，在本地手机之间的呼叫通道最好全部在蜂窝 交换系统500之内进行交换或交叉连接，而不使用公用网的资源。从本 地手机150来的到本地蜂窝系统之外的呼叫可被传递到一个外部系统， 例如，可能是诸如公用陆地移动网(PLMN)562的公用蜂窝网；诸 如公用交换电话网(PSTN)565的公用有线网。在图4中表示了上述 呼叫的承载数据通道。

当多个本地蜂窝交换系统被连接在一起形成具有多点结构的网络 时，从一个本地手机到在另一个本地蜂窝交换系统中的手机的呼叫，可 以完全在多点网之内建立路由，或者如果始发和目的的本地蜂窝系统都 与公用网相连接，则可通过公用网建立路由。在所有情况中，呼至和呼 自本地蜂窝交换系统的外部的呼叫最好通过一个为这种外部通信提供 合适接口的网关MSC(GMSC)322进行。本地网在能够通过不同类 型的业务，即有线(PSTN)，蜂窝(PLMN)或使用不同路由通道 的本地蜂窝交换系统的多点网络来建立呼叫路由的灵活性是一个显著 的优点，因为PSTN和PLMN提供者的计费方案通常十分不同。

另外，混合网具有将在它的区域内漫游的非本地手机152的来去呼 叫进行无缝处理的能力。这个情况发生在例如当在诸如购物中心，厂房 或甚至地理上偏远的地方的环境中提供了混合网时，以及当前在这些环 境中的非本地手机用户希望使用混合网的资源建立与诸如PLMN的公 用网的通信时。

当来自非本地手机的呼叫是源自混合网的呼叫时，cPBX子系统 452有效地识别这个呼叫源自非本地手机，并将此呼叫传递到公用蜂窝 网(例如PLMN 562)。从PLMN的观点看，混合网的运作和行使的 功能如同普通的基站子系统(BSS)。因此，如同下面将被更详细描述 的那样，cPBX子系统452具有能力去监视呼叫和/或发生在其中的位置 更新，以确定这样的呼叫或位置更新是发自本地还是非本地手机，并据 此处理请求。如果确定呼叫源自本地手机150，则呼叫被当作两个本地 手机间的普通本地呼叫处理。另一方面，如果确定呼叫源自非本地手机 152，则cPBX基本上作为非本地手机和在PLMN 562中的公用MSC 之间的通道(conduit)。

所描述的混合网系统可以在广泛的应用范围内被使用，在这个应用 范围中，希望本地手机可不用公用系统的开销与另一个通信，而且同样 允许非本地手机使用混合网的资源接入公用网。例如，在联合应用中， 一个公司可希望具有内部的蜂窝通信系统，而仍然允许客人或客户在其 所在地使用他们自己的蜂窝电话。相似地，希望购物中心，综合办公室， 写字楼或其它的这种多承租人的方式给其承租人提供内部设备通信，同 时也允许客户使用大楼或综合的蜂窝资源与公用网连接。在远端地域， 本地混合网可被用于一个社区，生产操作，或具有类似需要的各种各样 的其他组织的任何一个。

在一些应用中，希望限制非本地手机所使用的本地网资源，以保持 本地手机接入的最低服务等级。例如本地网500可被设计成这样，使得 多至20％的专用网无线带宽可被分配给非本地手机，而至少80％的无 线带宽资源应分配给本地的MS单元。当然，为本地手机保留的带宽可 在很大范围内变化以满足特定系统的需要。这种管理本地手机和非本地 手机之间的资源共享的能力保证了本地手机不会因在本地区内有关非 本地手机的呼叫的过多流入而被阻碍接入。其它优先资源分配方案也可 被应用。例如，非本地手机可被允许访问任何未使用的资源，而当他们 正使用的资源随后被本地手机的接入请求需要时，非本地手机会因冲突 而终止。

下面参考图2和图3，一个适合混合蜂窝交换的网络结构将被简要 的描述。手机150和152被设计为使用适当的无线链路(RL)协议与 基站收发信台(BTS)164通信。例如在GSM系统中，无线链路 (RL)协议可采用GSM第2层的LAPD-M协议的形式，并由标准 GSM08.58定义。每一个手机150和152包括适合于处理从其端点来的 诸如无线资源控制(RR)，移动管理(MM)，呼叫控制(CC)， 短消息业务(SMS)，补充业务(SS)等等GSM功能的任何所需功 能的软件和硬件。

基站收发信台(BTS)164包括了天线子系统158，基站控制功能 (BCF)166，多个收发信机单元(TRX)160，码型转换和速率适 配单元(TRAU)168和中继模块170。虽然为了表述目的，BTS 164 只显示了两个收发信机单元(TRX)160，但应当理解，一个典型的 BTS单元可拥有任何数目的收发信机单元。每个TRX 160输出承载数 据，它可能是8Kbit/s或16Kbit/s(GSM)的时分复用(TDM)的数 据，表示，例如，语声会话，传真，数字数据等等。TRX也输出信令 信息，它是一种打包信息，它们或者通过用于发送到MS的天线子系统 158转送到MS，或从MS转送到用于与基站控制器(BSC)172或移 动业务交换中心(MSC)254通信的基站控制功能(BCF)166。

基站控制功能(BCF)166代表CPU模块，它运行在基站控制器 (BSC)172的请求下处理提供TRAU或中继资源所必须的软件。应 当看到当希望提高系统的效率时，TRAU 168和中继模块170都是可选 地加以使用的资源。它们没有被严格地要求以允许网络中节点之间的通 信，(诸如BTS和BSC之间，或BSC和cPBX之间)特别是当两个或 更多的节点位于如下面描述的单个机箱(chassis)上。

码型转换和速率适配单元(TRAU)诸如TRAU 168，186和490， 代表具有在8Kbit/s，16Kbit/s，32Kbit/s和64Kbit/s时分复用数据流 间进行变换的能力的资源。如本领域的技术人员可看到的，由较低速率 数据流到64Kbit/s的时分复用数据流的变换对于专用蜂窝网之外的通信 一般是必要的。正如在共同未决的专利申请WAVEP001.P中描述的， 当两个本地手机在低于64Kbit的速率通信时这种变换也可能是不必要 的。

中继模块170是便于在网络中通过如标准有线电话线的通信线路在 各种部件间实现通信的资源。这样，中继模块特性依据所使用的通信线 路的类型而改变。在许多现有的GSM应用中，标准E1电话线路被用作 蜂窝网的节点间传输信息的媒介。因此，在所示实施方案中，中继模块 170适于通过E1线路发送和接收信号，从而有时被称为“E1模块”。 在一个实施方案中，E1模块170代表被信道化成64Kbit/s信道的 2.048Mbit/s的传送信号的有线接口。当然，如果使用其它的通信线路， 诸如光纤线路，T1线路等，应使用合适的中继模块。

从功能上讲，BSC单元172的任务是无线资源(RR)控制。它管 理有关移动台的状态和位置的某些要求，以及关于如何用适当的调制方 法与移动台通信的细节。以这种方式，BSC单元172有助于对任何上 级(upstream)部件(如cPBX452或cPBX452的上级公用网)隐藏这 一级别的细节。BSC单元172也处理功率控制。当要求提高传输质量 时，BSC单元172指令它的BTS单元164和其中的收发信机单元调整 它们的发送功率和/或它与之通信的手机的发送功率。此外，BSC单元 172也监视手机的通信质量以准备电源切换，例如当一部手机漫游在不 同的BTS控制的不同区域时。当切换是显然地时候，BSC单元172进 一步启动切换。

如在图2中所示，BSC单元172可具有多个下行的中继模块176， 用于与多个BTS通信。BSC单元172进一步包括处理器184，以处理 上述的无线资源控制(RR)、可选的TRAU单元186以及便于实现与 cPBX子系统452的通信的上行中继模块190。正如上面指出的，cPBX 子系统452可与多个BSC单元172通信，并可包括每个有关的BSC的 下行中继模块192。再者，应当看到当各种部件通过本地总线而不是有 线线路或相似的线路通信时，所描述的中继模块可被省略。

下面主要参考图3，依据本发明的一个实施方案的蜂窝交换子系统 452(cPBX)，包括到一个网关MSC(GMSC)322，专用MSC 块254，PBX块356和寄存器324。网关提供了便于实现本地网与外 部世界通信的接口。虽然对所描述的混合系统，需要至少一个到公用(或 其它大规模)蜂窝网(PLMN)的接口，但实际提供的接口将依据特 定系统的需要在很大程度上变化。

另外，GMSC 322也可以包括一个或多个PSTN接口(或其它有线 公用接口)和/或一个或多个内部网络接口326。例如该内部网络接口可 将混合网连接到在一个多点cPBX网中的另一个cPBX上。有关多点 cPBX配置的进一步的信息，可参考例如上面提到的共同未决的专利申 请WAVEP001.P。使用内部网络接口326的呼叫可使用TRAU单元， 但一般不用。例如，当在多点cPBX覆盖的网络的cPBX之间发生呼叫 时，码型转换和速率适配通常是不必的。这是因为发出那些呼叫的手机 一般以相同的速率发送和接收。正如前面提到的，本发明仅当必须时才 涉及TRAU的能力，有利地提高了发送/接收的声音或数据的质量，并 且减少与完成速率转换有关的运算开销。

寄存器324被提供以跟踪在cPBX子系统中有归属位置的手机，即 本地手机。这样寄存器324执行熟悉GSM标准的人所熟知的HLR和 VLR寄存器的功能。在一些实施方案中，寄存器324至少部分地等同于 公用GSM网管理484，因为本地网可能需要知道在公用的HLR中提供 的某些用户的信息，如归属基本信息，对特定手机的有效补充业务等 等。在其他的实施方案中，寄存器324可被看作GSM的VLR，它包含 它的用户数据和从使用GSM标准协议的GSM公用HLR来的其它数 据。在其它的系统中，不考虑等同性。

内部网接口326可代表中继模块，它已被加载合适的软件，以执行 用来与处于多点覆盖网络中的cPBX通信的cPBX协议，该多点覆盖网 络中的各个cPBX在空间上分开，并通过专用线路或公用网相互链接。 进一步举例有关用于完成本发明的模块的软件，可参考例如名为“用于 蜂窝网中的软件通信的与配置无关的方法和设备”(代理人文档号为 WAVEP005+.P)的共同未决的专利申请，此申请与本申请在同一日期 提交并在这里引作参考。在这样的一个系统里，每一个寄存器324可包 含有关除其本地手机之外的在覆盖网络中的所有其它cPBX控制的手机 的信息。这样，当在多点网中一个MS单元从其归属cPBX控制的地区 漫游到姊妹cPBX控制的地区时，姊妹cPBX将具有必要的信息以识别 和处理需要使用其资源的漫游手机。

PBX块356处理本地呼叫控制(CC)功能，它包括智能地理解所 拨打的电话号码所想要的目的地的能力。PBX块356也可包含电路和/ 或软件用于执行典型的希望由PBX系统完成的诸如呼叫转送，呼叫转 移等功能。在一个实施方案中，PBX块356的功能可以由交换电路完 成，优选地在软件中实现。随之而来的，术语PBX块356和交换电路 356可以在这里互换地使用。如果必要，此交换电路可代表一个现有的 交换电路，在其周围建立蜂窝交换子系统452。

专用MSC块254包括电路和/或软件，以处理移动管理(MM)， 短消息业务(SMS)，以及其它的补充业务(SS)。可选地，专用 MSC块254执行一些无线资源(RR)处理，例如，多点配置中BSC 之间的切换和cPBX子系统452之间的切换。在一个实施方案中，切换 也可能发生在混合网的外部，如公用网中。BSC之间的切换发生在当 移动台在cPBX子系统452控制的BSC之间漫游时。在这种情况下，当 移动台由第一个BSC漫游到另一个BSC时，因为BSC不知如何切换到 另一个BSC，无线资源控制必需由上级cPBX处理。

本发明有利地通过专用MSC块254提供对涉及本地蜂窝手机的呼 叫的MSC功能。在这种方法中，一般不需要回运涉及本地手机的呼叫 到公用网，以利用其中的移动管理(MM)和诸如此类的MSC功能。 在这种方法中，对于涉及本地蜂窝手机的呼叫，MSC功能被从公用网 下载到专用网。有利的是，因为涉及公用MSC使用的瓶颈被基本上减 轻了，公用网的带宽改善了。

对于涉及到非本地手机的呼叫，仍然优选地利用公用MSC，以利 用在公用MSC中的MSC功能。如此，整个混合蜂窝通信网行使基站子 系统功能，在公用MSC和非本地蜂窝手机间传递数据。

对于那些本领域的技术人员，显而易见的是，常规的GSM配置典 型地将TRAU单元合并在BSS中，因此，MSC只在64Kbit/s上交换。 相反，在所示实施方案中，TRAU资源可在各个层次上提供，包括在 cPBX452中。因此，在不需要被码型转换和速率适配的本地交换子系统 中的呼叫，便不进行码型转换和速率适配。正如以前提到的，不必要的 码型转换和速率适配的消除提高了传输呼叫的质量，并有效地消减了有 关码型转换和速率适配处理的计算开销。

当处理源自在本地网中漫游的非本地手机的呼叫时，从PLMN网 的观点来看，cPBX有效地实施BSS的功能。为实现这一功能，cPBX 包括监听单元468和混合BSC块476。混合BSC块476基本上是一个 软件模块，它在混合网的BSC和公用MSC之间转送信令数据。优选地 通过软件实现的监听模块468，主要处理信令数据，而BSC块476和 TRAU块490主要处理承载数据。正如被提及的，当承载数据出现在公 用MSC时，TRAU可能是必须的。

依据本发明的一个方面，非本地蜂窝手机优选地利用监听/翻译电路 468和混合BSC 476与公用蜂窝网进行通信，更具体而言，与在公用蜂 窝网中的公用MSC通信。本地蜂窝手机优选地利用公用网接口358， 或者PLMN接口359，或者内部网接口326与混合蜂窝通信网外部的公 用网通信。例如，本地蜂窝手机可采用公用网接口358与有线公用网如 PSTN通信。本地蜂窝手机也可采用PLMN接口359与公用蜂窝网如 PLMN通信。结果，正如这里使用的术语，公用网是指混合蜂窝通信网 外部的网络，不论这个公用网是PSTN，PLMN，ISDN或其它。这样， 混合蜂窝通信网通过恰当的接口实现本地蜂窝手机和公用网之间的通 信。

如果没有用混合网的专用寄存器登记的手机(即非本地手机)试图 使用专用网的资源呼叫或接收呼叫，则专用混合网的cPBX子系统，例 如cPBX子系统452，进入混合方式并作为公用BSS运作(如果带宽可 用)，以允许非本地手机与公用网通信。换句话说，cPBX子系统452 作为部分专用cPBX，部分公用BSS运作。

接下来参考图5，寄存器324将被稍微详细地描述。寄存器的HLR 部分包含有关所有本地手机的信息。例如，这些信息可能包括用户信 息，补充业务(SS)信息，或其它。在一个多点cPBX的网络中，寄 存器信息将典型地在所有互联的cPBX中复制。寄存器的VLR部分包 含指示哪些被识别的手机当前正在由cPBX控制的地区内的信息。

在所示的实施方案中，每一个记录包括一个用于存放每个本地手机 的标识的字段。例如，标识字段可存放手机的标识符，例如有关手机的 国际移动用户标识符(IMSI)，或它的一些缩写形式。被说明的寄存 器也包括分配给有关手机的电话号码的字段；用户信息，诸如姓名，社 会保险号，记帐地址，记帐信息，授权的补充业务等。典型地，提供了 归属位置字段以存放有关归属位置的信息，即，识别被认为是有关记录 的特定MS单元的“归属”的cPBX子系统。进一步，可能有一个当前 位置字段，指示手机当前位于的实际的本地蜂窝网，即，在具有多点配 置的网络中的特定的一个。这样，手机当前的和归属的位置都被识别。

手机的当前位置最好在当手机周期地登记时予以确定。如果MS没 有周期地报告它的位置，或没有响应从专用MSC来的寻呼，HLR将假 定MS关机并将在HLR中标记此MS不可访问，或该消息的某种形式。 如果手机没有开机，在预定的周期后信令对话结束，并且在寄存器中识 别为不可访问。例如，有关非激活手机的记录的当前位置条目可被安排 为不可读取的，或该消息的某种形式。取决于需要和配置，寄存器可以 包括或多或少适当数目的字段。在一些实施方案中，寄存器的记录用 GSM格式定义。在专用寄存器中标准GSM格式的使用便于实现与公用 寄存器的一致，达到对既可在本地网控制下又可直接在公用网控制下工 作的手机进行处理的目的。专用寄存器配置可以由系统操作员在周期性 的更新/维护阶段完成。在这些更新周期中，系统操作员可建立新的记 录，删除记录，获得记录用于复审，或编辑记录中的信息。

在一个实施方案中，还有指明每个蜂窝手机网络标识符的列表。在 存在多个重叠专用网，并且需要识别一个给定手机所属的特定专用网的 环境中，网络标识符是有优点的。

接下来介绍图6-11，依据发明的一个实施方案，从本地和非本地手 机来的等同呼叫的方法将被描述。应当看到，大量的处理协议将由混合 网与之透明地工作的公用系统(即PLMN562)的协议指出。其原因是， 从非本地手机152的观点来说，源自本地网中的呼叫必须看起来并觉得 象源自本地网之外的呼叫一样。在所述的实施方案中，有关的公用网符 合GSM标准。相应地，在所述的实施方案中BTS到BSC和BSC到cPBX (即MSC)的通信依据GSM标准。正如前面指出的，cPBX子系统 425具有监视通信数据的能力，诸如有关其中始发的呼叫和/或位置更新 请求的接入请求数据。如所公知的，此接入请求数据可以包括GSM消 息，诸如位置更新请求，CM业务请求，CM重建请求，寻呼响应和以 适当形式的IMSI分离。CPBX子系统452随后确定每一个这样的呼叫 或位置更新请求是源自本地还是非本地手机，并且相应地处理呼叫。当 呼叫或位置更新请求源自本地手机150时，cPBX高效地运作，正如在 所参考的申请WAVEP001.P，WAVEP004.P和WAVEP005+.P中所描 述的那样。另一方面，当确定呼叫源自非本地手机152时，cPBX基本 上作为BSC172和公用MSC562之间的通道。因此，从非本地手机和公 用网的观点来看，混合本地蜂窝交换系统呈现标准BSS的外观。

接下来介绍图6，依据本发明的一个实施方案的，信道请求的处理 将被描述。首先，在步骤901中手机(MS单元)发送信道请求，后者 将被最近的BTS接收。信道请求本质上是请求手机的工作信道。因为不 知手机是执行位置更新、始发呼叫还是响应在用于决定手机位置所保留 的专用信道上的信标消息，所以此刻没有分配话音通道。在步骤903， BTS从BSC获得信令信道，并且在步骤905中，信令信道被分配给请 求的手机。在信令信道已被分配后，在步骤907中BTS和BSC仅仅等 待手机的接入请求。此刻，信道已被建立。一般来讲，下一步伴随从手 机来的接入请求。正如本领域的技术人员所看到的那样，接入请求可分 段放在从BTS到BSC所传递的建立指示上。建立指示(在图6中块909 所接收的)被用来建立BSS和MSC(它可以是用于纯粹本地呼叫的专 用MSC，或是用于呼叫外部网络的公用MSC)之间的连接，它被称作 移动管理段(session)(MM-段)。这是传递给MSC的第一个消息。

在收到接入请求后，在步骤910，cPBX子系统452确定正在请求 的手机是在混合网覆盖的地区内工作的本地手机还是非本地手机。请求 手机类型确定的步骤下面将依据图10更详细的描述。实际上当手机被 识别为本地手机(即它被列在寄存器324中或是预约到混合网)后，呼 叫将如步骤913说明的那样被专用MSC 254管理。这样的本地呼叫的 管理下面将依据图11被稍微详细地描述。进一步更详细的说明在参考 的共同未决的申请，特别是WAVEP001.P中提供。另一方面，如果请 求的手机被确定为非本地手机(即它没被列在寄存器324中)，则在步 骤914中确定是否将资源分配给请求的非本地手机。如果不，在步骤916 中呼叫将被终止。如果是，如通过步骤915说明的那样，呼叫将被公用 MSC 562管理。在这种情况下，专用MSC将仅仅传递BSC172和公用 MSC562之间的进一步通信。这样，混合网在MSC562看来是公用网中 的标准BSS。这一非本地呼叫的管理将在下面依据图8进行更详细的描 述。

正如上面讨论的，在资源分配确定步骤914中使用的实际资源的分 配规则可依据特定系统的需要而有很大的不同。例如，非本地手机可以 被限定于混合网全部通信带宽的给定百分比。另外，非本地手机可以被 允许在有可用资源或可用资源超过一个指定的数目的任何时间接入。当 然更复杂的资源分配方案同样可被使用，例如，考虑非本地手机在专用 网中位置的方案，考虑实际将被非本地手机使用的资源上的业务量的方 案，等等。如果在步骤914中作出决定，资源将不能或不被分配给非本 地手机，在步骤916中将终止呼叫。另外，专用MSC可能要求公用MSC 切换这一呼叫到邻近的公用小区，后者然后用标准GSM程序处理该呼 叫。

接下来介绍图7，适于完成确定呼叫是来自本地还是非本地手机(图 6的步骤910)的一种方法将被更详细的描述。典型地，图7的步骤由 图3的翻译/监听电路468执行。首先，应该看到，在步骤909中从手机 接收到的每个标准GSM接入请求包含请求手机的国际移动用户标识 (IMSI)。在步骤1001中在cPBX子系统452中由监听单元468检索 IMSI，这样可作出请求手机是本地还是非本地的决定，并且做出恰当 的操作。查看IMSI和相应的调整动能的能力被称为“不加选择的监 听”。“不加选择的监听”的特性表征了本发明所提供的一种附加的智 能，并且是与常规方法显著不同点之一。

在一些实施方案中，位置更新请求可包含IMSI的一个版本，称做 TMSI(除其他原因之外，因保密原因，使用临时的MSI替代IMSI)。 通过IMSI或TMSI，手机的身份标识唯一地识别希望位置更新或接入 的手机。当IMSI(或其缩写)已被从接入请求中检索后，由专用MSC 向寄存器324发处理接入请求呼叫(在块1002中)，这启动一个鉴权 过程。在步骤1006中，处理接入请求呼叫由寄存器324在相应的步骤 1004中接收，并且IMSI(或其缩写)依据HLR/VLR(归属和拜访位 置寄存器)被检查，后者包含在专用网中被授权用户的列表。如果IMSI 在寄存器中被发现，随即在步骤1010中以常规的方法推测始发手机是 本地手机，并对用户进行鉴权。在一些实施方案中，鉴权可要求手机提 供一个密钥以帮助防止欺诈用户。

在1010块中，如果IMSI没有在HLR中被发现，在一个实施方案 中，立即拒绝接入专用网，这样它可被传递到公用MSC进行鉴权(在 图7的步骤1008和图6的步骤915)。如果IMSI被发现但专用HLR 鉴权失败，则同样拒绝接入到专用网。然而，因为有关这一接入请求的 呼叫被推测是欺诈，这个IMSI没有随后传递到公用MSC(图6中的 块914和915)。依照GSM协议，然后在步骤1012中确定用户是否被 鉴权。假定用户被鉴权，则专用网接入允许信号在步骤1014中返回专 用的MSC。

当寄存器正在检查和鉴权步骤被执行时，专用MSC处理在步骤 1005中基本上是处于等待状态。当专用网接入允许或拒绝的信号被接收 (步骤1007)，在步骤1009中专用MSC随即决定接入是否被允许。 如果是，处理进行到步骤1013，在那该始发手机被当作本地手机，并 且专用MSC如上面图6中讨论的那样处理请求。如果不，方法进行到 步骤1011，在那决定是否分配资源给非本地手机(如果产生接入请求 的手机是非本地手机)。如果产生接入请求的手机是本地手机，但是在 块1010中鉴权过程失败，就没必要进行到图6中块914以决定是否分 配资源(假设呼叫企图是欺诈)。

接下来介绍图8，处理公用呼叫(即源自非本地手机的呼叫)的一 个合适的处理将被描述。图8是图6中块915的详细讨论。典型地，图 8和图9的步骤由翻译/监听电路468和图3的混合基站控制器块476执 行。一旦在步骤914中已决定资源将分配给非本地手机的请求，则在步 骤918中，SCCP到公用MSC的连接被建立。建立指示消息基本上是 在图6的块909中接收到的消息的复制，并且基本上从这个非本地MS 单元扩充MM段到公用MSC。此刻因为手机被识别为非本地，cPBX 子系统452基本上改变其作用，从一个MSC变为BSC 172和公用MSC 之间的一个通道。假设MM段已被建立，则随后的非本地MS单元和公 用MSC之间的消息和数据通过该蜂窝交换子系统cPBX子系统452基 本上透明地传递。然而应当注意到，专用混合网500内部和其外部的 SCCP段的ID可以不同，因而可以要求翻译。另外，A接口参数诸如 承载信道ID，以及专用网内部的其他数据，可与专用网外部的不一样， 并要求适当的翻译。在一个实施方案中，翻译功能由图2和图3的块468 (翻译/监听)实现。

在块917中连接被证实之后，在步骤919中用户鉴权通过cPBX子 系统452从公用MSC被透明地传递到手机。随后在步骤921中，建立 请求被从手机透明地传递到公用MSC，以建立呼叫。建立消息包含诸 如被叫方地址和被提供的任何承载业务的指示等呼叫控制信息。公用 MSC随后查询它自己的拜访位置寄存器(VLR)，以决定公用手机是 否被允许呼出，并且假设这个呼叫是被授权的，VLR告知MSC完成呼 叫并进行呼叫建立。

在步骤923中MSC随后通过cPBX子系统452基本上透明地发送 呼叫进行消息到手机，它指示公用MSC将处理此呼叫。正如本领域的 技术人员所看到的，前面描述的相互作用将在信令信道上发生。现在分 配实际的承载信道是必要的。它是在块925中由专用MSC/BSC接收的 业务信道的分配请求启动的，在步骤926中，在专用混合网500中分配 一个在cPBX子系统452和BSC172之间的第二业务信道。该业务信道 从在cPBX子系统452和BSC172之间的链路上的可用空闲信道中选 择。

继续到步骤927，信道激活消息被从BSC发送到BTS，它本质上 要求BTS激活所选择的信道。BTS激活被请求的信道，并如在步骤931 中所示通过信道激活确认信号向BSC证实激活。其后在步骤933中， BSS发送给手机一个分配命令，分配用于当前通信的业务(话音/数据) 信道，籍此重新分配手机到新的被分配的业务信道。手机在新的信道上 发送分配完成消息到BSS，如在步骤937中所示。其后在步骤938中将 被分配的承载信道连接到被分配的业务信道。随后在步骤939中，分配 完成确认通过开销信令信道从BSC发送到公用MSC。正如上面提到 的，发送的消息可由图2和图3的翻译/监听单元468修改，以保证非本 地MS单元和公用MSC之间的适当的通信。随后进行呼叫，并且在非 本地手机和公用MSC之间的通信简单地由BSC向前和向后传递。

在某一点呼叫将被终止。依据本发明的一个实施方案，从BSC的 观点适合用于拆除呼叫的过程将被参考图9进行描述。拆除呼叫将取决 于主叫或被叫是否挂机(诸如按下结束键，挂上常规电话，等等)，由 从公用MSC和手机之一产生的拆除释放消息开始。此拆除释放消息被 在手机和MSC之间传递，如步骤1151所示。释放完成消息将随即由接 收部件产生，并且释放完成消息将被确认。手机通过发送随后被在步骤 1153确认的释放完成结束三方握手过程。

此刻MM段和无线资源仍由BSC分配，并且SCCP清除命令被公 用MSC发送给BSC以清除有关连接的所有资源，如步骤1155所示。 这个消息被翻译/监听块468截获，这在块1156中进行，以清除cPBX 子系统452和公用MSC之间的SCCP连接。一旦这些被完成，翻译/监 听块468在块1157中发送清除完成消息。另外，翻译/监听块468需要 清除cPBX子系统452和BSC例如BSC 172之间的SCCP连接。因此， 它在块1160中送出到BSC 172的第二SCCP清除命令，并从此在步骤 1162中接收清除完成消息。清除命令和清除完成可被放在SCCP释放消 息上，在这种情况中SCCP释放完成消息被发送，籍此释放SCCP连接。 在步骤1159中，BSC发送信道释放消息到BTS以释放信道。BTS发 回确认并返回空闲方式，如分别在步骤1161和1163中所示。

图10是依据一个实施方案，描述在多点配置中远端的HLR的更新 的流程图。当HLR被发送一个处理接入请求并且IMSI被发现属于被认 为是专用网本地的MS单元后，与那个IMSI有关的手机通过使用诸如 那些在GSM规范中的鉴权和查询的标准方法在块771中被鉴权。如果 被鉴权(正如在块773中确定的)，方法进行到块772，其中确定是否 已知鉴权的MS单元处于由收到接入请求消息的cPBX单元控制的位置 区域。如果更新的MS单元还没有从它最近已知的位置区域漫游，则远 端的HLR不需要被更新，并且方法进行到块774，其中图10的步骤结 束。

另一方面，如果更新手机已从其最近已知的位置区域漫游出来(在 块772中所决定的)，则方法进行到块776以更新它自己的寄存器。如 果该cPBX被连接到在多点配置中的其他cPBX，方法可选地进行到块 778，以广播最新编辑的反映了更新手机的被改变当前位置区域的 HLR/VLR记录到在多点网络中的所有寄存器，这样它们也可更新其寄 存器。应当注意到，在独立应用时广播被改变的记录到其他任意cPBX (因为没有)是没必要的。从块778，方法进行到块774，如以前提到 的，在那连接被终止。

接下来介绍图11，适于处理从MS单元来的呼叫的方法将被描述。 在步骤802中主叫手机发送给专用MSC(通过BTS和BSC)一个建 立消息，该消息典型地除了其它之外还包括，目的电话号码和指示要被 建立的呼叫是否为话音，数据，传真等的信息。在块804中与在块802 中接收建立消息的专用MSC有关的寄存器324验证呼叫企图是否是允 许的。例如，某个手机虽然被授权去使用专用网资源，但可阻止试图呼 叫某外部的区域，例如海外或长途。

在块810中寄存器将它的在映射完成消息中的发现返回给MSC。 在步骤810中发送的映射完成消息在步骤81 2中被专用MSC从寄存器 接收。在步骤806，确定主叫手机是否被授权进行呼叫尝试。如果不， 方法进行到步骤808以拒绝呼叫尝试并清除MM段。在步骤808中，如 果主叫企图使用补充业务(SS)，其中的主叫手机对专用cPBX网还 未预约或是不能用，则呼叫企图同样被拒绝。在步骤806决定呼叫应被 拒绝后，SCCP清除消息被从MSC优选地发送到BSC以清除一直到手 机的MM段。在MM段被清除后，BSC从BSC发送清除完成消息到 MSC。

如果MS单元被授权进行呼叫，专用MSC 254在步骤814中发送 给cPBX 452一个初始地址消息(IAM)，该消息在GSM实现中包括 目的电话号码，以指示它想连接的特定的目的电话。如果涉及到智能的 交换，由cPBX决定最佳的交叉连接点，例如通过BTS，BSC，cPBX 或转接呼叫到公用网或另一个cPBX。

在步骤816中，专用的MSC254发送给手机一个响应于目的电话的 证实的呼叫进行的消息以指示呼叫正在被进行。在步骤818，专用MSC 254从cPBX 452接收地址全消息(ACM)，该消息指示整个目的号码 (所拨的号码)已被接收到，并且呼叫已被连接到其目的地。由专用 MSC收到ACM消息也象征着成功的提示被叫方，即目的电话正在振 铃。在步骤820中，响应在步骤818中接收到的ACM消息的接收，专 用MSC发送给手机一个提示消息，以通知手机被叫方正被提示，并打 开主叫手机的振铃。

在步骤822中专用MSC发送给BSC一个分配请求消息，以分配A 接口上的承载信道诸如实际的话音/数据信道，并指令BSC使用分配的 信道建立呼叫。被分配的信道代表在其上主叫手机可发送和接收其承载 数据的信道。应当注意到，步骤822中的步骤可相对于图11的其它的 步骤异步发生。在一个实施方案中，在专用MSC发送给cPBX该IAM 消息(步骤814)之后，专用MSC发送分配请求到BSC。当提示消息 被手机接收到后，主叫手机的振铃电路持续振铃直到被叫方摘机，或者 主叫挂机，在这种情况下MM段用前面讨论过的方法再一次清除。

当被叫方回答呼叫时，cPBX块452提示专用MSC254，呼叫可以 通过发送一个ANM消息完成。在步骤824中，专用MSC254接收应答 消息(ANM)。在步骤826中，专用MSC发送给MS一个连接消息， 以通知MS单元呼叫已被回答，并且双方的话音或数据通信现在可开 始。在步骤834中，主叫和被叫方都自始至终被连接，并且通话现处于 进行中。

虽然本发明根据几个优选的实施方案被描述，但仍有落入本发明范 围之内的变更，交替和等同物。还应当注意到，有许多实现本发明的设 备和处理的替代方法。因此欲将下面附加的权利要求解释为包括所有落 入本发明真正构思和范围之内的所有这样的变更，交替和等同物。

                 附录A

              术语和缩写表

Abis：    BTS和BSC之间的协议栈

API：     应用程序接口

BCF：     基站控制功能

BSC：     基站控制器

BSS：     基站子系统

BTS：     基站收发信台

CC：      呼叫控制管理

CCUP：    蜂窝CPU

cPBX：    蜂窝专用小交换机

CLIB：    与配置无关的连接块

DSP：     数字信号处理

GMSC：    MSC网关

GSM：     全球移动通信系统

HLR：     归属位置寄存器

ISDN：    综合业务数字网

LAPD-M：  Dm(控制)信道的链路接入协议

LSC：     本地软件功能块通信

MM：      移动管理

MS：      移动台

MSC：     移动业务交换中心

PSTN：    公用交换电话网

PBX：     专用小交换机

RF：      射频模块

RL：      无线链路

RR：      无线资源管理

SCCP：    信号连接控制部分

SFB：     软件功能块

SMS：     短消息业务

SS：      补充业务

TDM data：时分复用数据

TRAU：    码型转换和速率适配单元

TRX：     收发信机

VLR：     拜访位置寄存器

VME：     一种用于部件互连的工业标准总线

wPBX：    有线的PBX

                           附录B

本发明的公布是为了使本领域的技术人员更容易理解。对于其它的 人，下面的文献在此引作参考，用于考察另外的信息。

Mouly，Michel&Paute，Marie-Bemadette，“用于移动通信的GSM 系统”，Mouly，Michel&Paute，Marie-Bemadette，1992

欧洲电信标准协会″欧洲数字蜂窝电信系统(阶段2)；移动无线 接口信令层3的总体方面(GSM 04.07)″1994，Valbonne-France。

欧洲电信标准协会″欧洲数字蜂窝电信系统(阶段2)；移动无线 接口层3的技术规范(GSM 04.08)″1994，Valbonne-France。

欧洲电信标准协会″欧洲数字电信系统(阶段2)；移动业务交换 中心-基站系统(MSC-BSS)接口层3的技术规范(GSM 08.08)″1994， Valbonne-France。

欧洲电信标准协会″欧洲数字蜂窝电信系统(阶段2)；基站系统 -移动业务交换中心(BSS-MSC)接口的信令传输机制的技术规范 (GSM 08.06)″1994，Valbonne-France。

欧洲电信标准协会″欧洲数字蜂窝电信系统(阶段2)；基站控制 器-基站收发信台(BSC-BTS)接口层3的技术规范(GSM 08.58) ″1994，Valbonne-France。

欧洲电信标准协会″欧洲数字蜂窝电信系统(阶段2)；移动应用 部分(MAP)的技术规范(GSM 09.02)″，1994，Valbonne-France。

欧洲电信标准协会″欧洲数字蜂窝电信系统(阶段2)；在综合业 务数字网(ISDN)或公用电话交换网(PSTN)和公用陆上移动网 (PLMN)之间网际信令要求(GSM 09.03)″，1994，Valbonne- France。

发明背景