選擇備用頻率的通信系統和方法

2023-05-30 05:19:31

專利名稱：選擇備用頻率的通信系統和方法
技術領域：
本發明涉及通信系統，更具體地說，本發明涉及選擇包括傳輸選擇的呼叫消息的蜂窩通信系統在內的其它傳輸系統的備用頻率的方法和設備。
現在有多種通信系統處於使用中，實際上包括現今的所有選擇呼叫系統，這些呼叫系統利用頻率調製(FM)尋址，及進行數據和語音傳輸。當前的通信用戶單元，例如選擇呼叫裝置，利用很複雜的接收器結構，並且現今的選擇呼叫系統利用眾所周知且已制定的信令格式。當前的接收器結構和信令格式已被優化，以提供高的接收器靈敏性和極好的節電能力。
在許多大城市中，在可容納的用戶數目，及適用的消息傳送時間兩方面，許多選擇呼叫系統在或者接近最大系統容量的情況下運轉。由於接入選擇呼叫系統所需時間的延長，以及由於因同樣延長的選擇呼叫系統消息傳輸隊列引起的消息傳送方面的延遲延長，這樣的選擇呼叫系統運轉已導致用戶滿意度下降。目前，通過提高使用的協議的數據速率，或者通過要求選擇呼叫裝置使電池使用時間更長，增大等待時間，滿足了這種需要。
為了進一步加劇該問題，世界範圍內或國內可用的有限無線電頻譜向提供往來選擇呼叫裝置的無縫通信提出挑戰。當選擇呼叫裝置處於漫遊狀態或已丟失其信號時，為了使選擇呼叫裝置能夠在可用的選擇呼叫頻率範圍中掃描或選擇，必須給選擇呼叫裝置裝配頻率合成器。但是，由於可用的選擇呼叫頻率的數目有限，雖然在消息長度和用戶數目方面存在顯著增大，仍然不能實現或預期顯著的系統擴展。
這樣，需要一種在不需添加任何專用的選擇呼叫頻率分配的情況下，能夠改善消息傳送的選擇呼叫系統，或者需要在不改變無線電尋呼協議或蜂窩協議，並且不需要任何更專用的選擇呼叫頻率分配的情況下，通過透過現有的蜂窩通信系統，可改善消息傳送的選擇呼叫系統。


圖1-3是根據本發明的優選實施例的通信系統的電路方框圖。
圖4是根據圖1-3的數據排程器的電路方框圖。
圖5是根據本發明的優選實施例的選擇呼叫裝置的電路方框圖。
圖6是根據本發明的優選實施例圖解說明Grand Alliance高清晰度電視(HDTV)的傳輸格式的計時圖。
圖7是根據本發明的優選實施例圖解說明確定並協調用於通信的備用頻率的方法的流程圖。
圖8是根據本發明的優選實施例圖解說明確定並協調數據排程器的備用頻率的方法的流程圖。
圖9是根據本發明的優選實施例的組合的無線尋呼通信系統和蜂窩通信系統的圖示方框圖。
圖10是根據本發明的優選實施例的蜂窩交換機的電路方框圖。
圖11是根據本發明的優選實施例的無線尋呼終端的電路方框圖。
圖12是根據本發明的優選實施例的無線尋呼終端控制器的電路方框圖。
圖13根據本發明的優選實施例的可攜式通信裝置的電路方框圖。
圖14-17是根據本發明的優選實施例的用於傳輸和接收選擇呼叫消息的同步信號的計時圖。
圖18和19是根據本發明的優選實施例圖解說明在基站發起消息的過程中，基站的操作的流程圖。
圖20和21是根據本發明的優選實施例圖解說明當基站發起消息時，選擇呼叫裝置的操作的流程圖。
圖22是根據本發明的優選實施例的選擇呼叫裝置發起消息協議的流程圖。
圖23是根據本發明的優選實施例圖解說明當便攜通信裝置發起消息時，基站的操作的流程圖。
圖24是根據本發明的優選實施例圖解說明選擇呼叫裝置開始的登記程序的流程圖。
參見圖1-3，根據本發明的最佳實施例，圖中表示了和其它備用數據通信系統耦合的通信系統的電氣方框圖。具體參見圖1，通信系統100最好包括與數據排程器104耦合的選擇呼叫通信系統(基站控制器105和天線)106。數據排程器104與多個其它備用無線數據通信系統，例如蜂窩數字分組數據(CDPD)通信系統112，FM副載波核准(FMSCA)臺14，和Grand Alliance高清晰度電視(HDTV)臺116。選擇呼叫裝置(或者便攜通信器件)102與選擇呼叫通信系統106無線耦接，並且最好按照InFLEXionTM協議與選擇呼叫通信系統106通信。InFLEXion協議的定時和數據結構對選擇呼叫通信系統領域中的技術人員來說是眾所周知的。該領域中的技術人員知道InFLEXion協議用於適應語音通信。
在操作上，當收到關於指定選擇呼叫裝置102的消息時，選擇呼叫通信系統106最好向選擇呼叫裝置102傳送選擇呼叫信號108。選擇呼叫信號包含識別該選擇呼叫裝置的地址，和指出備用數據通信系統的頻率的矢量。另外，選擇呼叫信號的矢量可包括識別數據結構的協議，通知選擇呼叫裝置將何時傳輸該消息的時間標誌以及識別要接收的消息的消息分組標識碼。選擇呼叫裝置102接收並譯解地址和矢量。矢量可把選擇呼叫裝置102導向另一或備用頻率，或者不在分配給該選擇呼叫頻譜的該組信道內的信道，並可識別將和消息或分組標識符一起接收的消息。於是，在譯解其正確地址之後，選擇呼叫裝置102譯解備用頻率分配，並轉換到該信道(或頻率)，裝載適當的協議解碼器；協議解碼器識別或規定將如何接收和譯解消息或信息。轉換頻率，並選擇協議解碼器的細節將在下面詳細討論。利用雙向選擇呼叫裝置102，選擇呼叫裝置102將或者能夠在控制信道上，最好是InFLEXion協議信道，確認其地址和矢量分配110的接收，控制信道起預先分配的控制(或預設)信道的作用。
參見圖2，在選擇呼叫裝置102已轉換到備用的數據通信頻率，並且已裝載矢量分配指定的協議解碼器之後，選擇呼叫裝置102開始在備用數據信道上收聽，備用數據信道可以是，例如分配給HDTV臺，供其傳輸使用的一組頻率中的一個頻率。應知道選擇呼叫裝置102將轉換並保留在備用信道上，以便接收其消息預定的時間。HDTV傳輸系統116將在指定的或者可用時間內，在正確的頻率下向選擇呼叫裝置102傳送消息202。在預定的時間之後，選擇呼叫裝置102將轉換回InFLEXion控制信道，並如圖3中所示，藉助向選擇呼叫系統106確認消息是否被收到302，通知選擇呼叫通信系統106消息是否被收到。
雖然圖中未表示，眾所周知，選擇呼叫通信系統與用於接收把消息或信息傳輸給預訂選擇呼叫裝置102的請求的通信鏈路，例如公用交換電話網絡(PSTN)耦接。選擇呼叫通信系統106可與其它數據供應者耦接，例如股票市場和其它信息服務。當在，例如選擇呼叫通信系統106的峰值小時內收到請求時，尤其是收到傳輸長消息，例如數據或信息服務類型消息時，數據排程器104將輪詢備用數據系統，以選擇最佳(或可用的)備用數據系統向指定的選擇呼叫裝置102傳送消息。該選擇可以一系列標準為基礎進行，這些標準包括，但不限於系統協議的類型，頻率，費用以及選擇呼叫裝置利用備用協議在備用頻率上譯解消息的容易性。或者，備用數據系統112，114，116事先可向數據排程器104提供這些備用數據系統何時可用於傳送選擇呼叫消息的時間列表。
時間排程器104將具有關於所有備用數據系統的所有技術要求，包括，例如信道(頻率)和約定數據結構的協議。該信息預先被編入選擇呼叫裝置102。於是，例如，通過利用代碼，例如矢量，選擇呼叫裝置102可知道要轉換到的信道(頻率)，數據結構和為了接收其消息，必須與該信道保持調諧的時間。由於協議差異和系統加載，所有備用數據系統可具有不同的等待時間。
應注意數據排程器104能夠在分布式傳輸控制環境(有線和無線的)中操作，分布式傳輸控制環境允許混合傳統的蜂窩，無線電和電視同時廣播，衛星或涉及多個射頻發射器/接收器和用於在大到世界範圍網絡的地理區域內提供可靠的無線電信號的常規天線的其它覆蓋方案。
參見圖4，圖中表示了數據排程器的電氣方框圖。數據排程器104最好包括協調適於傳輸選擇呼叫消息或信息的備用數據通信系統列表。控制器402在存儲器，最好是隨機存取存儲器(RAM)內產生並檢索關於備用通信系統的信息，例如備用系統信息408。備用系統信息408可包括諸如每個備用系統的可用性，其裝入程序，等待時間，在不同的時間段內傳輸消息的費用之類的信息。與控制器402耦合的分類器404把消息歸類為在備用頻率信道上傳輸的候選者。分類器404，例如測量並計數消息中的字符數目，並且當該數目超過預定數目(門限值)，例如50-100字符時，該消息被表徵為適於由備用數據系統傳輸的長消息。信道選擇器406選擇適於傳輸消息的備用數據信道，並從存儲器412檢索頻率，協議和等待時間。當然備用數據系統中的任意變化都可用無線電(OTA)更新與選擇呼叫裝置無線聯繫。圖中所示數據排程器104與天線416及通信鏈路，例如公用交換電話網絡(PSTN)414耦合，該通信鏈路使數據排程器104能夠和選擇呼叫裝置102通信，並發送OTA更新。PSTN 414使數據排程器104能夠不斷地從備用數據通信系統接收信息。收發器410(本領域中技術人員熟悉其操作)使得能夠向數據排程器104發送信息，並從數據排程器104接收信息。數據排程器104包括存儲關於備用數據系統的信息，例如頻率，協議，等待時間等的存儲器，最好是可擦存儲器。當選擇呼叫裝置指示消息未被接收到時，通過選擇另一或者同一備用數據信道重發該消息，啟動器418啟動該消息的重發。
參見圖5，該圖是根據本發明的優選實施例的選擇呼叫裝置102的電路方框圖。本領域中的技術人員知道，由於本發明使用了其它通信系統的備用信道，增大了選擇呼叫裝置102的工作帶寬。能夠在備用數據系統上操作和接收信息的選擇呼叫裝置102應能夠在約54MHz～941MHz的頻帶上接收信息。接收器部分最好具有可調節到在整個帶寬內接收信息的天線502。天線502與射頻(RF)放大器504耦合。第一混頻器506把接收的頻率混頻到1030MHz，該頻率被提供給與模-數轉換器(ADC)514串行耦接的帶通濾波器508，第二混頻器510和中頻(IF)放大器512。第一合成器516和第一本地振蕩器(OO)518與第一混頻器506耦合，第二合成器520和第二本地振蕩器522與第二混頻器510耦合，同時第三合成器524和第三本地振蕩器526與ADC 514耦合。基準振蕩器528控制第一，第二和第三合成器和振蕩器對。接收器採用高於接收頻帶(例如1030MHz)的高的第一IF移動第一圖象，並且第一IF疾速遠離接收頻帶，消除了對可調諧預選器的需要。在第二次變換為低IF後，所需的信號通過ADC 514，隨後通過可編程數字信道濾波器530，再通過可重構協議處理器，進行解調和進一步處理。可重構協議處理器532與控制器540耦合，控制器540與協議只讀存儲器(ROM)542耦合，協議只讀存儲器542存儲和多個備用數據通信系統112，114和116相關的多個協議。控制器540還和codeplug只讀存儲器(ROM)544耦合，codeplug只讀存儲器544存儲選擇呼叫裝置102的地址。與控制器540耦合的消息RAM 546存儲收到的消息，顯示器548向用戶顯示或呈現該消息。
天線502和RF放大器504在接收頻帶內是可調諧的。第一混頻器506從RF放大器504接收所需的54～941MHz信號，並將其與1084～1971MHz LO混頻，以產生1030MHz第一IF頻率。該IF信號被發送給第一IF濾波器508，最好是聲表面波(SAW)濾波器，寬度足以處理預期的最寬信號偏離，例如6MHz。隨後把該信號發送給第二混頻器510，該混頻器將其和984.9MHz第二LO信號混頻，以產生45.1MHz第二IF信號。第二LO頻率可以變化+/-3MHz，以接收在6MHz第一IF傳輸頻帶內的任意單一信號。第二IF信號被放大，並傳送給ADC 514。
在操作上，當選擇呼叫裝置102接收其地址時，選擇呼叫裝置102檢查與該地址相關的矢量，以確定是否將在備用通信系統上傳輸該消息。能夠對兩個或多個二進位位編碼，以指定備用通信系統的頻率和協議。於是，當選擇呼叫裝置102接收編碼矢量時，它從協議ROM 542中檢索包括頻率和數據結構的信息。或者，備用通信系統的頻率可明確地包括在和該消息相聯繫的矢量中。接收濾波器和頻率合成器將被設定為轉換到並在備用數據通信系統上接收該消息。
參見圖6，圖中表示了Grand Alliance HDTV協議的計時圖，該解說明了備用數據HDTV通信站116之一的傳輸格式。HDTV的數據結構或分組構造600包括4位元組的鏈路首標602，長度可變的自適應首標604。數據606被附加在長度可變的自適應首標上，導致總長度為188位元組。比率為3個二進位位/字符。
參見圖7，圖中表示了確定並協調備用的通信頻率的方法。當用戶通過，例如PSTN輸入地址和消息時，選擇呼叫基站接收該消息，步驟702，並確定該消息是否是短消息，步驟704。短消息可被指定為字母數字字符數目小於預定數目，例如50或100的消息，取決於選擇呼叫系統的容量或等待時間。如果是短消息，則在InFLEXion協議的預分配控制信道上傳輸該消息，即不指示選擇呼叫裝置轉換到備用數據信道，步驟706。當收到長消息時，檢索或產生備用數據系統的列表，以確定哪個備用數據系統更適於傳輸該消息，步驟708。選擇呼叫系統根據一些預定標準，例如傳輸費用，要傳輸的消息的長度，備用數據系統的等待時間，以及信息載波的類型選擇備用數據系統，步驟710。可根據協議，其頻率或等待時間等對載波類型分類。選擇呼叫系統估計選擇的備用數據系統的等待時間，步驟712，並確定哪個備用數據系統是適宜的，步驟714。如果所有備用數據系統都不具有可接受的等待時間，步驟714，則選擇呼叫系統可選擇等待時間最短的備用數據系統，步驟716。另一方面，如果所有或者一個以上的備用數據系統具有可接受的等待時間，步驟714，則選擇呼叫系統最好選擇具有所需等待時間，並且消息傳輸的費用最低的備用數據系統，步驟718。隨後從步驟716和726之一開始，根據備用數據系統的協議對消息編碼，並把該消息傳送給該備用數據系統，以便在指定時間內傳輸，步驟720。地址和矢量被傳輸給選擇呼叫裝置102，使該選擇呼叫裝置102能夠轉換到由該矢量識別的備用數據系統，步驟722。選擇呼叫系統等待從選擇呼叫裝置102接收狀態報告，以確定該消息是否被接收，步驟724。一個肯定的報告結束該消息的傳輸序列，步驟728。當選擇呼叫裝置102報告它未能接收到該消息，則選擇呼叫系統在預定的時間內重新傳輸該消息多次，步驟726。如果該段時間期滿，並且選擇呼叫裝置102沒能接收該消息，步驟726，則選擇呼叫系統可選擇另一備用數據系統來傳輸該消息，步驟716。
參見圖8，當輸入地址和消息時，步驟802，數據排程器為分配給接收地址的選擇呼叫裝置檢驗系統存儲器的許可的傳輸信道，步驟804。根據消息長度，目的選擇呼叫模式，備用數據系統可用性，加載程序，及先前的消息信道成功等選擇傳輸信道或者備用數據系統，並選擇重新傳輸時間，步驟806。根據步驟806的標準，如果選擇InFLEXion信道(控制信道)，則按照InFLEXion數據結構把消息附加在地址和矢量上，並傳輸給選擇呼叫裝置，步驟810，InFLEXion數據結構在本領域中是眾所周知的。
另一方面，當選擇在備用數據信道(而不是InFLEXion控制信道)上傳輸該消息時，確定選擇呼叫裝置102的地址，識別該消息信道的矢量，協議，及何時將傳輸的消息的時間，步驟812。消息，傳輸時間及選擇呼叫地址被傳送給數據排程器104，步驟814。數據排程器104可聯繫備用數據系統，以確定適於傳輸該選擇呼叫消息的時間。數據排程器104等待經過選擇呼叫基站106來自於選擇呼叫裝置102的響應，步驟816。數據排程器根據狀態報告確定該消息是否被收到，步驟818。如果該消息已收到，則過程結束，步驟820，否則過程轉移到步驟804，檢查許可的信道。
這樣，當其它通信或傳輸系統具有可用資源時，選擇呼叫通信系統能夠協調並從其它通信或傳輸系統中選擇備用信道。該技術為高效的低成本通信創造條件，因為選擇呼叫裝置可逐一確定哪些消息將在外部或備用傳輸源上傳輸。藉助本發明，選擇呼叫系統可指定適於向選擇呼叫裝置較長消息的其它傳輸系統，從而改進選擇呼叫系統的等待時間。在不必擴展專用的選擇呼叫頻率的情況下，提高了消息傳送量。
總之，協調並選擇用於通信的備用數據信道的選擇呼叫通信系統包含與多個備用數據通信系統耦接的基站，備用數據通信系統接收預定給由地址指定的選擇呼叫裝置的消息。和基站以及多個備用數據通信系統耦接的數據排程器包含用於把消息歸類為在備用數據信道上傳輸的候選者的分類器。分類器確定消息的長度是否大於門限值，控制器協調適於傳輸該消息的備用數據通信系統的列表，選擇器選擇適於傳輸該消息的備用數據信道，並產生和存儲備用數據信道列表，當選擇呼叫裝置指示未收到該消息時，啟動器啟動該消息的重發。啟動器選擇另一備用數據信道用於重發該消息。編碼器對包括地址和矢量的選擇呼叫信號編碼，其中該矢量包括指定用於等待來自選擇呼叫裝置的響應，以確定在備用數據系統上是否已收到該消息的時間段的延遲。發射器在控制信道上把選擇呼叫信號傳輸給選擇呼叫裝置，其中選擇呼叫信號包括用於識別選擇呼叫裝置的地址。矢量指定備用數據系統的頻率。協議識別數據結構和通知選擇呼叫裝置何時將傳輸該消息的時間標誌，以及把消息傳輸給備用數據通信系統以便在規定時間內傳輸的PSTN。選擇呼叫信號包括識別選擇呼叫裝置的地址，指定備用數據通信系統的頻率的矢量，識別數據結構的協議，通知選擇呼叫裝置該消息何時將被傳輸的時間標誌，以及等待來自選擇呼叫裝置的響應，確定在備用數據通信系統上該消息是否被收到的時間延遲。
參見圖9，該圖是根據本發明優選實施例的集成或結合的無線電尋呼通信系統和蜂窩通信系統100的圖示圖。集成的通信系統900包括多個蜂窩傳輸區902，每個蜂窩傳輸區902包括在向可攜式通信單元，例如蜂窩電話920，選擇呼叫接收器940或者其它個人通信收發器傳輸呼叫中使用的天線塔和基站904。要理解天線塔和基站904與多個蜂窩傳輸區902中的每個傳輸區相聯繫，不過出於舉例和簡明性和目的，圖中只表示了四個天線塔和基站904。在各個蜂窩傳輸區902內，從天線和基站904到蜂窩電話920的呼叫傳輸，在本領域中是眾所周知的。
圖9還表示了許多無線電尋呼傳輸區906，圖中表示了其中的兩個。每個無線電尋呼傳輸區906覆蓋許多蜂窩傳輸區902。在所示例子中，每個無線電尋呼傳輸區906覆蓋10個蜂窩傳輸區902；不過要認識到被覆蓋的區域的實際數目取決於相對於每個覆蓋的無線電尋呼傳輸區域906，每個蜂窩傳輸區902的實際大小。每個無線電尋呼傳輸區906包括基本上位於該傳輸區中心的一個天線和基站908。
呼叫者利用電話系統發出的呼叫被引向可攜式通信裝置920的蜂窩電話部分，該電話系統包括通過公用交換電話網絡(PSTN)與電話公司中心局耦接的呼叫者的電話922。從電話公司中心局924，呼叫通過電話線路與服務中心(SC)932耦接，隨後與蜂窩交換機926耦接。服務中心932依據雙模式控制協議把蜂窩系統，最好是移動通信全球系統(GSM)協議網絡和無線電尋呼系統，最好是FLEXTM無線尋呼協議網絡結合。利用GSM基礎結構內的現有協議，服務中心932詢問GSM系統內的實體，例如原籍位置寄存器(HLR)和訪問者位置寄存器(VLR)，以獲得位置更新和狀態信息，HLR和VLR的細節將在下面更詳細地描述。服務中心932還決定將使用哪一個系統來傳輸輸入的消息。服務中心932通過電話線路與FLEX無線尋呼網絡和GSM蜂窩網絡通信，並在無線尋呼網絡和蜂窩網絡之間傳送狀態信息。把服務中心932看作是呼叫者和FLEX/GSM網絡之間的「中間人」。蜂窩交換機926經過電話線路，或者鏈路發射器和接收器(圖中未表示)有選擇地把呼叫和該呼叫所指向的蜂窩電話920位於其中的蜂窩傳輸區902內的適當天線塔和蜂窩基站904結合起來。關於在基於地面線路的電話和便攜蜂窩電話之間傳輸呼叫的蜂窩系統操作，在本領域中是眾所周知的。在Cooper等的美國專利No.3906166「無線電電話系統」中描述了一種這樣的蜂窩系統，該專利被轉讓給本發明的受讓人，並作為參考包含於此。
發向選擇呼叫裝置940，或者可攜式通信裝置920的尋呼機部分的無線尋呼消息也由呼叫者利用電話系統發出，該電話系統包括呼叫者的電話922，電話922通過公用交換電話網絡(PSTN)與電話公司中心局924耦接。從PSTN 924，無線尋呼信息通過服務中心932和電話線路與無線尋呼終端928耦接，無線尋呼終端928處理用於傳輸的無線尋呼消息。在無線尋呼消息已被處理之後，處理後的無線尋呼消息經過電話線路，或者鏈路發射器和接收器(圖中未表示)與各個無線尋呼傳輸區906中的天線和基站耦接。通常，可以在無線尋呼系統覆蓋的整個區域內，以同時聯播的方式從每個天線和無線尋呼基站908發射該無線尋呼消息。
雖然無線尋呼通信系統和蜂窩通信系統被獨立運轉，處理蜂窩電話的呼叫，以及在每個相應系統內工作的選擇呼叫接收器940的無線尋呼消息，但是，當無線尋呼接收器或選擇呼叫接收器940與蜂窩電話920結合時，會引起問題。在本發明的優選實施例中，建立從服務中心932到無線尋呼終端928的通信鏈路930，並建立從服務中心932到蜂窩交換機926的另一鏈路934。這使得服務中心932能夠與無線尋呼終端928通信，通知無線尋呼終端928，計劃向其發送無線尋呼消息的可攜式通信裝置920的蜂窩電話部分正在使用著，並且把呼叫和無線尋呼網絡或蜂窩網絡耦合。
圖10是適於和本發明一起使用的蜂窩交換機926的電氣方框圖。通常，蜂窩交換機的操作在本領域中是眾所周知的，因此這裡只提供簡要的描述。源自位於整個公用交換電話網絡內的電話的呼叫通過電話公司中心局，經電話線路與服務中心932耦合，細節將在下面討論。服務中心932還通過電話線路1100與蜂窩交換網絡1102耦合。交換網絡1102由處理器1106控制，以便利用雙工語音電話線路1104有選擇地使發向蜂窩電話920位於其中的蜂窩位置的呼叫，與蜂窩系統內的每個蜂窩位置耦合。處理器1106還控制數據機1108恢復位置數據或地理位置信息，位置數據或地理位置信息隨後從數據機1108被耦合到處理器1106。位置數據被存儲在原籍位置寄存器1112中。處理器1106經過交換網絡1102控制呼叫路由。處理器1106還執行短消息服務網關移動交換中心(SMS-GMSC)的功能，SMS-GMSC被用於建立發向GSM用戶(蜂窩電話)的呼叫。SMS-GMSC的功能性與移動終止短消息(SM-MT)相關。通過雙工數據電話線路1110，蜂窩系統內每個蜂窩電話920的位置或地理位置被傳給處理器1106，雙工數據電話線路1110把調製為數據機音調的位置數據耦合給調製解制器1108。處理器1108控制下的數據機1108獲取存儲在原始位置寄存器(HLR)1112中的位置信息。移動交換中心(MSC)1118把呼叫送向蜂窩地點，用戶裝置位於該蜂窩地點，或者可在該蜂窩地點獲得服務。移動交換中心1118控制路由選擇及短消息的必需的中間緩存，並執行GSM網絡中的基本開關功能。除了取得位置和路由消息之外，處理器起SMS-GMSC的作用，通過雙工數據線路接收並向GSM系統內外的其它實體，例如無線尋呼通信系統發送報告，使之知道消息是否已被成功地接收，或者在傳送過程中是否存在故障。
處理器1106還起短消息服務互通移動交換中心(SMS-IWMSC)的作用，並用於移動發起短消息(short message mobile originated)(SM-MO)。當短消息由移動裝置發起時，在從基站控制器(BSC)1124收到該信息時，移動交換中心(MSC)1118把該信息發送給起SMS-IWMSC作用的處理器。當處理器起SMS-IWMSC的作用時，它負責接收消息，當必要時，建立通過電話線路到正被尋址的基站控制器(BSC)1124的鏈路，並把該短消息傳送給基站控制器1124。基站控制器1124通過移動站(MS)1122的遠程命令，負責所有無線電接口管理。基站控制器1124的主要任務是分配並釋放無線電信道和移交管理。每個基站控制器1124一般控制多達幾百個基站收發器，其中一些共同位於基站控制器地點，另一些分布較遙遠，並且通過微波鏈路或專用租用線路和基站控制器1124物理連接。連接基站收發器和基站控制器1124的接口被稱為Abis接口。Abis接口傳送通信量數據和維護數據，並由GSM規定為對於所有製造商是標準化的。
原籍位置寄存器(HLR)1112用戶信息與電信服務的規定(provision)有關，例如國際移動用戶身份，並且是從公用網絡到達使用者的數目，另外還指定了保留在原籍位置寄存器1112中的用戶的許可輔助服務。HLR1112還包括與用戶的當前位置相關的信息。訪問者位置寄存器(VLR)1120與移動交換中心1118耦合。VLR1120起存儲網絡中當前用戶，尤其是漫遊者的預定數據的臨時存儲器的作用。在漫遊用戶的情況下，在從他或她的原始移動交換中心接收該漫遊用戶的信息之後，移動交換中心1118更新它自己的VLR1120。這樣，網絡可提供由漫遊用戶的原始網絡提供的性能。VLR1120和HLR1112之間的一個主要差別是當呼叫來自於移動站時，VLR1120向移動交換中心1118提供必要的用戶數據。另一方面，當呼叫來自於公用網絡時，HLR1112執行相同的功能。HLR1112和VLR1120還存儲諸如蜂窩電話標識信息，記帳信息之類的信息，和對於蜂窩系統的操作來說必需的其它信息。操作員控制器1114與處理器1106耦合，使得能夠控制蜂窩系統的工作，並且能夠訪問和改變HLR1112和VLR1120中存儲的信息。操作員控制臺1114還與交換網絡1102耦合，以便通過處理器1106監視系統的工作。移動站(MS)1122最好準備好短消息服務(SMS)。短消息實體1152，例如電話網絡交換中心或者綜合業務數字網(ISDN)，接收並向服務中心932提供短消息。服務中心932把該消息傳輸給移動站1122，並保持該消息的責任，直到從網絡到來報告為止，或者直到超時時段期滿為止。在從服務中心932收到短消息之後，對於接收的短消息，移動站1122向網絡返回傳送報告，在先前由於其存儲器容量被超出，因而拒絕短消息之後，當其具有可用於接收一個或多個短消息時，通知該網絡，並通知用戶清除存儲的某些消息，以便為到來的另一短消息提供存儲容量。在其存儲器中，移動站1122將已存儲了FLEX協議和GSM協議。
本發明的蜂窩交換機926提供了與相關的無線尋呼系統通信的手段。在下面將詳細描述的一個實施例中，無線尋呼終端通過在電話公司中心局產生的「忙」信號，確定蜂窩電話的狀態。在圖11中所示的實施例中，當無線尋呼終端/網絡1150和蜂窩交換機925彼此相距很遠時，利用專用雙工數據電話線路1116，實現無線尋呼終端和蜂窩交換機之間的通信。當無線尋呼終端和蜂窩交換機彼此相距較近時，雙工數據線路1116也可是局域數據網絡(LAN)的一部分。利用專用雙工數據電話線路1116，關於可攜式通信裝置920，包括單一的蜂窩電話和計劃向其發送無線尋呼消息的尋呼機的信息，從無線尋呼終端傳輸給蜂窩電話，使無線尋呼網絡1150能夠確定何時蜂窩電話正忙於主動呼叫。當無線尋呼終端確定蜂窩電話920正忙於主動呼叫時，最好禁止無線尋呼消息傳輸。
圖11是適於和本發明一起使用的無線尋呼終端1150的電路方框圖。通常，本領域中的技術人員熟知無線尋呼終端的操作，因此這裡只提供操作的簡要描述。一個或多個輸入埠1170和公用交換電話系統相連，使得通過呼叫者利用諸如電話之類的無線尋呼發生裝置訪問無線尋呼終端928，能夠輸入無線尋呼消息。當無線尋呼終端1150接收到呼叫時，在與控制器1176耦接的數字輸入總線1174上產生輸出。通過數字輸入總線1174，控制器1176使管理音調發生器1178能夠產生確認音調，該確認音調被耦合到第一輸入埠1170。通過電話線路，該音調被傳給呼叫者，並指示無線尋呼終端928準備好接收要對其發送無線尋呼的無線尋呼接收者的尋呼機號碼。正如在本領域中眾所周知的一樣，對於該尋呼機號碼，要輸入的數字的數目取決於該系統內工作的尋呼機的數目，例如對於1000個尋呼機系統來說，為3個數字。當通過第一輸入埠1170接收時，以雙音調頻(DTMF)音調的形式從按鍵式電話輸入的這3個數字由DTMF-二進位轉換器處理，以提供將由控制器1176處理的數字數據。控制器1176利用用戶名單資料庫1180檢查接收的尋呼機號碼，以確定要向選擇的無線尋呼接收器940傳送的實際尋呼機地址代碼，資料庫1180一般是非易失的存儲器，例如硬碟或EEPROM存儲器，它可考慮到系統上的用戶數目，根據需要定期改變和更新。
用戶名單資料庫1180還包括關於與蜂窩電話結合的那些無線尋呼接收器的信息。當控制器根據用戶名單資料庫1180確定無線尋呼接收器和蜂窩電話結合時，設定指示在傳輸無線尋呼消息之前，要求與蜂窩交換機通信的控制標記，並恢復識別可攜式通信裝置的蜂窩電話部分的信息。
在本發明的第一實施例中，控制器1176利用第二輸入埠(圖中未表示)，通過數字輸入總線1174啟動與蜂窩交換機的聯繫。第二輸入埠被構造成產生對應於蜂窩電話號碼的DTMF音調序列。如果正向集成的蜂窩電話發出呼叫，將在電話公司中心局產生忙信號。該忙信號由輸入埠內的檢測器電路譯解，譯解後的輸出由控制器檢測，控制器又使管理音調發生器1178能夠產生向呼叫者指示無線尋呼消息的傳輸將被延遲的第二確認音調，例如「忙」音調。隨後控制器1176開始產生指示呼叫者說出該消息(如同在語音系統中一樣)，或者輸入消息數據(如同數字或字母數字消息一樣)的第三確認音調。本領域中的技術人員將意識到可產生代替確認音調的語音引入響應，引導呼叫者輸入尋呼機號碼，電話號碼和消息，並指示無線尋呼消息傳輸將將被延遲。
當無線尋呼消息的傳輸要被延遲時，控制器1176把待用無線尋呼文件中的消息數據放入現行/待用無線尋呼文件存儲器1196中。當消息時語音消息時，呼叫者的消息由控制器1176保存，控制器1176通過輸入音頻埠1184把語音消息引向位於語音存儲模塊1182內的待用消息文件。
當蜂窩電話920沒有忙於主動呼叫，或者當尋呼機940正被呼叫時，控制器1176把無線尋呼消息放入位於現行/待用無線尋呼文件存儲器1196或存儲語音模塊1182中的現行無線尋呼文件中，取決於無線尋呼消息的類型。當控制器1176確定是傳輸無線尋呼消息的時候時，通過數字輸出總線1186，控制器1176使合成器1188能夠產生對應於要無線尋呼的選定便攜通信裝置920的恰當數字地址序列。該地址序列被輸出給發射器/接收器控制器1190，以便發送給發射器980用於傳輸。當消息被存儲在語音存儲模塊1182中時，控制器1176通過數字輸入總線1174，使得能夠恢復該消息。通過控制器1176，該消息被送到輸出音頻總線1192，再送到發射器/接收器控制器1190，以便發送給發射器908用於傳輸。隨後，對應於地址序列和語音或數據消息的無線尋呼消息信號由發射器908發射。
當發現蜂窩電話920正忙於主支呼叫時，控制器1176將在3～5分鐘的預定重試時期內，間隔預定的時間，例如每隔1分鐘，定期嘗試聯繫蜂窩交換機，如上所述。確定蜂窩電話920的呼叫狀態的重複率由諸如蜂窩系統上呼叫的平均最小時間長度此類的因素確定，而預定的重試時期被設定為最大呼叫時間間隔，或者預定的時間間隔，在該預定的時間間隔之後，無線尋呼消息被呼叫者認作是「陳舊的」。當蜂窩電話消息持續時間超過該重試時段時，控制器從現行/待用無線尋呼文件存儲器1196中刪除該無線尋呼消息。
圖12是適於和本發明的優選實施例一起使用的無線尋呼終端控制器1176的電路方框圖。控制器1176包括微計算機1200，例如由Motorola生產的MC6809微計算機，用於通過數據輸入總線1174和數字輸出總線1186提供數字控制。控制器1176還通過音頻矩陣開關1202，通過音頻控制埠1204，控制輸入音頻總線1184和輸出音頻總線1192。微計算機1200包括用於操作控制的中央處理器(CPU)1206。內部總線1208耦合或連接微計算機1200的所有元件。數字輸入埠1210耦合數字輸入總線1174，數字輸出埠1212耦合數字輸出總線1186，數字音頻控制埠1204耦合音頻矩陣開關1202。計時器/計數器1216用於產生系統工作所需的時間間隔，例如定期確定蜂窩電話920的呼叫狀態所需的時間間隔，以及重試時段。振蕩器1218為CPU1206的工作提供時鐘，並為計數器/計時器1216提供基準時鐘。RAM 1220由CPU 1206使用，也為諸如現行無線尋呼文件和待用無線尋呼文件之類的無線尋呼隊列提供存儲區域。要意識到根據系統的大小，為了為無線尋呼隊列和電話號碼提供足夠的存儲空間，可能需要額外的RAM或其它存儲裝置，例如硬碟。只讀存儲器(ROM)含有用於控制微計算機1200操作的固件。包括在ROM 1222內的是提供給輸入控制，輸出控制，消息排隊控制，選擇呼叫無線尋呼信號產生，及蜂窩交換機通信控制(這裡只舉出了少數)的例行程序。
參見圖13，圖中表示了根據本發明的優選實施例的可攜式通信裝置的電路方框圖。可攜式通信裝置920包括集成為單一裝置的蜂窩電話和選擇呼叫接收器(尋呼機)。可攜式通信裝置或選擇呼叫裝置920包括用於從GSM基站接收，並向GSM基站發送蜂窩信號，例如GSM信號的天線1302。與接收器前端，例如GSM接收電路1304耦合的天線1302適於截取或獲得發送的射頻(RF)信號，該射頻信號最好按照GSM協議被調製。GSM前端1304執行諸如射頻放大，下變頻，射頻和中頻過濾操作，自動增益控制(AGC)，以及把輸入信號分成其基帶同相正交(I-G)分量之類的功能。天線1310與接收器電路，例如FLEX前端1312耦合，用於接收或獲得無線尋呼或消息信號。FLEX前端1312執行和GSM前端相同的功能，不過帶寬不同。GSM前端和FLEX前端都和電壓控制開關1306耦合，電壓控制開關1306用於在處理器1326的控制下，從GSM接收模式變化到FLEX接收模式，這在下面將詳細說明。集成電路1308與開關1306耦合，並包含與開關1316耦合的模-數轉換器(ADC)1314和數-模轉換器(DAC)1318。ADC 1314把接收的FLEX和GSM信號從模擬形式轉換為數字形式，開關1316用於在GSM操作中，從接收模式轉換為發射模式。開關1316由處理器1326控制。類似地，在發射前，DAC 1318把基帶數字GSM信號轉換為模擬信號。處理器1326包括數位訊號處理器(DSP)1320，中央處理器(CPU)1322和調壓器1324。DSP 1320對接收的GSM和FLEX消息解調，產生自動頻率控制(AFC)和自動增益控制(AGC)信號，產生ADC 1314所需的時鐘信號，產生發射的信號的基帶數字I-Q分量，提供解調後的數位訊號，解調後的數位訊號與Codec 1328耦合，並把數位訊號轉換為模擬語音，反之亦然。CPU 1322產生驅動顯示器1332，例如發光二極體(LED)的信號。調壓器1324向前端接收電路和發射電路中的其它有源元件提供獨立於負載的恆定電壓。與DSP 1320耦合的存儲器IC 1330存儲濾波係數，語音樣本等，顯示器1332向用戶提供圖形界面。電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)1334存儲cap代碼。數據終端1336使得能夠耦合計算機，傳真機或者能夠提供數字信息的任意其它設備。和數據終端1336耦合的是把動力從電池1340轉換到選擇呼叫裝置的開關1338。開關1338由CPU1332控制，當數據終端能夠提供動力時，開關1338關閉內部電池1340，並轉換到來自數據終端1336的電源。
正交調製器1342利用兩個振蕩器對正交的基帶IQ分量進行上變頻，並和DAC1318提供的複數模擬信號結合。正交調製器還預放大來自DAC1318的信號，並對該信號濾波。與正交調製器1342耦合的晶體濾波器1344對來自DAC1318的信號濾波，並衰減產生的刺激(spur)。和晶體濾波器1344耦合的是按照DSP1320產生的控制電壓放大信號的自動增益控制放大器1346。和AGC放大器1346耦合的混頻器1348把中頻信號上變頻到發射頻率，和混頻器1348耦合的帶通濾波器1350過濾該信號，並衰減由混頻器1348產生的刺激(spur)。和濾波器1350耦合的放大器1352放大發射信號，最好是GSM信號，該發射信號由CPU控制的RF開關1354施加給天線1302。在GSM過程中，通過利用本領域技術人員眾所周知的技術，開關1354把天線從接收模式轉換到發射模式。
圖14表示了根據優選協議的同步信號的計時圖。選擇呼叫(無線尋呼)信號，例如FLEXTM信號協議由許多個，最好128個消息分組或幀1400組成。每個幀1400的持續時間最好為1.875秒，並且具有6400位/秒的優選基本數據速率。不過要意識到可使用其它數據速率，包括使用多種數據速率的能力。參見圖15，每個幀包括位同步信號1502(最好是112位的交替1，0模式)，其後是幀同步#1信號1504(最好是幾個預定的32位字之一)，幀信息信號1506(最好是一個具有21個可變信息位的32位字，這21個可變信息位含有諸如循環數目和幀數目之類的信息)。位同步信號1502向選擇呼叫接收器940提供位同步，而幀同步信號1504提供幀同步，並且包括表示消息信息的數據速率的信號，細節將在下面討論。
幀信息字1506之後是幀同步#21508。幀同步#21508之後是塊信息字(BIW)信號1510，包括諸如優先權地址的數目，塊信息欄位的結束，矢量開始欄位和系統崩潰值掩蔽，BIW1510將更詳細地討論。對於選擇呼叫傳輸的928個幀的每一個來說，系統崩潰掩蔽都是相同的，並且由選擇呼叫接收器使用，以便按另一種節電模式操作，或者在不同於節電模式的時期內，或者在選擇呼叫接收器940中預計劃的時期內操作。最好如同按照眾所周知的BCH算法產生的具有21個信息位和10個奇偶校驗位的31，21 Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)代碼字那樣，對每個幀1400的代碼字編碼。附加的偶校驗位把字擴展到31，21代碼字。地址位於塊1512中，指向消息(如果可用)的矢量位於塊1514中，並且消息位於剩餘的塊1516中。最好，幀內的所有地址信號位於第一部分1512中，並且信息信號位於塊1516的後續部分中。本領域中的技術人員熟知如何查找第一部分1512中的地址，和幀1400的第二部分中的消息信息1516。以垂直的取向表示了字1512-1516，以表示這些字可被交錯，以便改進傳輸對突發性錯誤的抗擾性。本領域的技術人員知道可修改或消除這種交錯。
參見圖16，圖中舉例說明了塊信息字1510的詳細方框圖。塊信息字1510包括信息塊1502和奇偶校驗塊1610。信息塊1510包括21位，並且按照本發明的優選實施例，R0表示何時蜂窩系統太忙，以致不能傳輸任意無線尋呼消息或信息。P0位或標記表示何時蜂窩系統正經歷尖峰時間或非尖峰時間加載，從而無線尋呼系統將知道在蜂窩網絡上傳輸無線尋呼消息的速率。在尖峰時間內，蜂窩通信系統可能不想允許選擇呼叫裝置確認消息的接收。G0位或控制標記表示在地理位置或區域內，哪個GSM頻率可用(如果有的話)，而C0位或標記表示哪個碼分多址(CDMA)蜂窩信道或頻率是可用的(如果有的話)。F0-6位或標記表示當在蜂窩系統上傳輸無線尋呼消息時，使用的優選蜂窩信道。
參見圖17，塊信息字被表示為短指令矢量。當位V0-2被設定為值「001」時，塊信息字對應於短指令矢量，並且當位或標記i0-1被設定為值「011」時，信息為指令類型。當設定F0位或標記時，正在發送傳真消息，V0位或標記表示語音消息，D0位或標記表示數據消息，而S0位或標記表示保密消息。標記N0-3表示消息數目，而M0位或標記表示已通過另一媒體，例如蜂窩網絡發送的消息數目。P0位或標記是表示由於消息正由蜂窩系統傳輸，選擇呼叫接收器940應立即轉到蜂窩網絡的優先權位。I0位或標記表示入站消息由蜂窩系統接收。
圖18和19是圖解說明根據本發明的優選實施例的基站操作的流程圖。具體參見圖18，通信系統，例如雙模式基站(即能夠按照蜂窩協議，例如GSM協議，和無線尋呼協議，例如FLEX協議通信的基站)開始其初始化過程，步驟1800。基站接收指定用戶的輸入呼叫，步驟1802，並且首次關於被尋址或指定的蜂窩電話或尋呼機(「選擇呼叫裝置」)的最近地理位置，檢查或讀取HLR。如果在HLR中沒有找到選擇呼叫裝置標識符(ID)，則基站隨後檢查VLR，步驟1804。隨後基站確定是否要按照GSM協議或FlEX協議發送或傳輸該消息，步驟1806。當基站確定要按照FLEX協議傳輸該消息時，步驟1806，存儲該消息，步驟1808，並且隨後把該消息放入隊列中，等待傳輸周期，步驟1810。在傳輸該消息前，設定BIW的R標記，表示將藉助FLEX協議(蜂窩系統忙，或者該消息更適於FLEX協議傳輸)傳輸該消息，步驟1812。設定確認返回(ACK)標記或無-ACK地址，步驟1814。在傳輸該消息之後，步驟1816，基站讀取或檢查ACK標記和地址是否被設定為表示基站應等待來自選擇呼叫裝置的ACK響應，步驟1818。如果不是，則過程返回，在步驟1802等待另一消息。如果消息被設定為ACK，步驟1818，則基站等待來自於指定的用戶單元920的ACK，步驟1820。步驟1822確定何時收到ACK，或者超時時段是否已期滿。當接收到ACK響應時，清除該消息，步驟1824，並且隨後過程返回步驟1802。如果在超時時段(預定的一段時間)之前未收到ACK，步驟1822，則基站以同時聯播的方式傳輸該消息和登記請求，步驟1826。之後，基站詢問HLR和VLR，以確定選擇呼叫裝置是否必須重新登記，步驟1828。如果選擇呼叫裝置執行指示消息被成功接收的重新登記，步驟1830，則清除該消息，步驟1824，並且過程返回步驟1802。當確定選擇呼叫裝置未重新登記，則存儲該消息，步驟1832，並且稍後傳輸該消息，步驟1834。雖然圖中未表示，但是如果在基站返回步驟1802之前，如果消息未被收到，則基站可重新傳輸預定的次數。
返回步驟1806，當由於，例如蜂窩系統可用，該消息更適於在蜂窩網絡上傳輸，或者由於速率較低等等，基站決定該消息應在蜂窩網絡上傳輸時，存儲該消息1840。過程繼續，步驟1842，轉到圖19的步驟1900。基站確定獲得的消息是實時消息還是非實時消息，步驟1902。當確定該消息為非實時消息，例如傳真消息時，步驟1902，存儲該消息，步驟1904。基站通過設定，例如FLEX協議的F0或D0標記，對短指令矢量(圖17)編碼，通知選擇呼叫裝置將經過蜂窩網絡傳輸一個非實時消息，步驟1906。隨後基站檢查選擇呼叫裝置是否能夠訪問GSM網絡，步驟1908。如果不能，基站檢查該消息是否通過另一媒體，例如電話系統(有線線路)被傳送，步驟1910。如果是，則FLEX協議的短指令矢量被用於通知選擇呼叫裝置該消息已被傳送，步驟1930。從存儲器中清除該消息，步驟1932，並且還清除FLXE隊列，步驟1934。如果該消息未經過另一媒體被傳送，步驟1910，則把該消息存儲在基站，步驟1912。基站同時聯播FLEX協議的短指令矢量和消息報頭，步驟1914。在步驟1916，基站檢查選擇呼叫裝置是否能夠訪問GSM網絡，如果不能，則把該消息存儲在基站，步驟1918。
從步驟1908或步驟1916之後，過程在步驟1920開始，在步驟1920，確定是否存在來自於用戶的把消息轉到不同位置的請求。如果沒有，則基站開始傳輸，步驟1922，並在從GSM網絡接收該消息被正確地傳輸和接收的確信之後，隨後從基站中清除該消息，步驟1924。如果收到轉發該消息的請求，步驟1920，則基站確定是否經過無線媒體，例如GSM或FLEX，或者有線網絡，例如電話線路傳送該消息，步驟1926。如果要經過電話線路傳送該消息，則把該消息傳送給PSTN，步驟1928，隨後清除FLEX隊列，步驟1934。
或者，當接收或獲得實時消息時，步驟1902，在FLEX協議中設定短指令矢量優先權標記，步驟1940，並且隨後還設定FLEX協議的短指令矢量V標記，步驟1942。之後，檢查選擇呼叫裝置是否能夠訪問GSM網絡，接收其消息，步驟1944。如果是，則開始消息傳輸，步驟1960。當選擇呼叫裝置訪問GSM網絡時，GSM網絡傳輸該消息，以確保及時地傳送。如果選擇呼叫裝置不訪問GSM網絡，則在預定長度的時間內，通知FLEX網絡。在通信被終止，步驟1964之前，GSM提供通信的狀態信息，並等待，直到通信結束為止，步驟1962。另一方面，當選擇呼叫裝置不能訪問GSM網絡時，基站確定是否通過另一媒體，例如電話線路傳送該呼叫，步驟1946。如果是，則FLEX協議的短指令矢量M標記被用於通知選擇呼叫裝置該消息已被傳送，步驟1948。如果不經另一媒體傳送該消息，步驟1946，則通知呼叫者，預期的用戶是不可用的，步驟1950。還要求呼叫者輸入他/她的電話號碼或標識符，步驟1952。藉助FLEX協議，同時聯播登記請求和呼叫者ID，步驟1954。
參見圖20，圖中表示了根據本發明的優選實施例，舉例說明當基站啟動消息時，選擇呼叫裝置的操作的流程圖。該過程開始於步驟2000。選擇呼叫裝置搜索控制信道，最好是FLEX信道，ID和地理位置數據(站顏色代碼)，步驟2002。在找到控制信道之後，選擇呼叫裝置讀取或檢查FLEX協議的塊信息字(BIW)的G標記，步驟2004，確定優選的GSM信道是否可用，步驟2006。通常，關於優選GSM信道的信息被存儲在選擇呼叫裝置的存儲器中。如果優選信道可用時，則選擇呼叫裝置轉換到該GSM信道，步驟2008。或者，當優選信道不可用時，選擇呼叫裝置轉換到GSM協議，並開始檢查不同的可用GSM頻率或信道的信號強度，並選擇信號強度最強的GSM信道，步驟2010。之後，或者在優選的GSM信道上，或者在信號強度最強的GSM信道上，選擇呼叫裝置登錄GSM網絡，並提供FLEXID信息，步驟2012。隨後選擇呼叫裝置轉換回FLEX控制信道，步驟2014，並保持待機/接收模式，步驟2016。當選擇呼叫裝置查出其地址時，它等待接收位於指示何時何地將傳輸該消息的地址矢量欄位中的任意對應消息或指令，步驟2018。選擇呼叫裝置繼續等待，直到指令到達為止，步驟2020，如果不是，則選擇呼叫裝置返回其待機模式，步驟2016。當矢量到達時，確定矢量類型，步驟2024。如果該矢量是FLEX矢量，則選擇呼叫裝置保留在FLEX網絡，以接收和存儲該消息，步驟2028。在收到該消息之後，選擇呼叫裝置發出警報，使用戶知道一條消息已被接收，步驟2030。選擇呼叫裝置檢查或詢問該地址，以確定是收到ACK地址還是收到非ACK地址，步驟2032。如果收到非ACK地址，則選擇呼叫裝置返回其待機模式，步驟2046。
但是，當接收到ACK地址時，選擇呼叫裝置檢查或詢問FLEX協議的BIW，以確定R標記是否被設定為指示選擇呼叫裝置應發送響應的ACK，步驟2034。當系統正處於高峰加載時，蜂窩通信系統可禁止確認。R標記和ACK地址確定何時許可選擇呼叫裝置發送其確認。如果不許可，則選擇呼叫裝置等待，直到R標記被設定為指示它隨時可以傳輸ACK為止，步驟2036，隨後，選擇呼叫裝置轉換到GSM協議模式，步驟2038。如果R標記被設定為ACK，步驟2034，則選擇呼叫裝置轉換為GSM模式，步驟2040。從步驟2040或步驟2038之後，傳輸ACK消息，步驟2042，並且隨後選擇呼叫裝置轉換回FLEX控制信道，步驟2044，以便返回待機模式，步驟2046。
當矢量類型指示GSM矢量時，圖20的步驟2024，過程繼續到圖21的步驟2100，並在步驟2102中，檢查電池電壓，以確定電壓是否低於門限電壓，步驟2102。如果電壓高於該門限值，則過程轉到步驟2110。當電壓低於該門限電壓時，步驟2102，選擇呼叫裝置指示或設定電池容量低圖標或指示符，並使用戶知道有GSM消息，步驟2104。選擇呼叫裝置停留在FLEX網絡，步驟2106，返回待機模式，以便接收FLEX消息，步驟2108。當電池電壓不低時，選擇呼叫裝置轉換到GSM模式，步驟2110，並且啟動GSM訪問程序，步驟2112。如果選擇呼叫裝置訪問GSM網絡，步驟2114，則選擇呼叫裝置轉換到分配的通信量信道(TCH)，步驟2116。蜂窩控制信道用於向服務中心提供呼叫狀態，步驟2117，並保留在GSM信道，直到通信完成為止，步驟2118。在通信完成之後，選擇呼叫裝置轉換回FLEX控制信道，步驟2120，並返回待機模式，以便接收其FLEX地址，步驟2122。
或者，當選擇呼叫裝置不能訪問GSM網絡，步驟2114時，選擇呼叫裝置設法再次訪問GSM網絡，步驟2114，之後，確定選擇呼叫裝置是否能夠訪問GSM網絡，步驟2126。如果選擇呼叫裝置能夠訪問GSM網絡，則如上所述，過程到達步驟2116。但是，如果選擇呼叫裝置再次不能訪問GSM網絡，步驟2126，則選擇呼叫裝置轉換回FLEX控制信道，步驟2128。選擇呼叫裝置設定GSM消息類型指示符，指示GSM消息處於等待狀態，步驟2130。監視FLEX協議的接收信號強度，步驟2132，並確定FLEX信號的接收信號強度是否正在增大，步驟2134。如果FLEX接收信號強度沒有任何提高，則選擇呼叫裝置停留在FLEX信道上，步驟2136，以便繼續監視接收信號強度，步驟2138，同時處於監視模式，步驟2140。
如果信號強度確實被提高，步驟2134，則選擇呼叫裝置將試圖確定該消息是否由另一裝置，例如電話線路傳送，步驟2142。如果是，則選擇呼叫裝置不訪問GSM網絡，步驟2144，並保留在FLEX網絡，步驟2146，並返回其待機模式，步驟2148。但是，如果消息不由另一裝置傳送，步驟2142，選擇呼叫裝置檢查FLEX協議中的R標記是否被設置為ACK，步驟2152。如果是，選擇呼叫裝置登錄GSM網絡，步驟2154。步驟2156確定選擇呼叫裝置是否能夠登錄GSM網絡，如果不能，選擇呼叫裝置保留在FLEX網絡，步驟2150，以便監視接收信號強度，步驟2132。如果R標記不被設定，步驟2152，則選擇呼叫裝置等待，直到R標記被設定為ACK為止，步驟2160。當選擇呼叫裝置確定R標記被設定為ACK時，選擇呼叫裝置轉換到GSM模式，並開始登記，步驟2162。在步驟2156或步驟2162之後，選擇呼叫裝置轉換回FLEX模式，步驟2166，並繼續處於待機模式，步驟2168。
參見圖22，根據本發明的優選實施例，圖中表示了選擇呼叫裝置發起的消息協議的流程圖。初始化過程開始於步驟2200，並且選擇呼叫裝置啟動消息發生命令，步驟2202，之後檢查電池電壓是否高於門限電壓值，步驟2204。如果不高於門限電壓值，則選擇呼叫裝置保留在FLEX控制信道，步驟2206，並顯示電池容量低圖標或指示符，步驟2208。另一方面，如果電池電壓高於門限電壓值，步驟2204，則選擇呼叫裝置檢查FLEX協議的BIW R標記是否被設定為ACK，步驟2212。如果不是，則選擇呼叫裝置顯示不可用的GSM信道圖標，步驟2214，並保留在FLEX控制信道，步驟2210。如果R標記被設定為ACK，步驟2212，則選擇呼叫裝置轉換到GSM模式，步驟2216，啟動GSM訪問程序，步驟2218。在步驟2220，確定選擇呼叫裝置是否能夠訪問GSM信道，如果不能，則過程返回步驟2214，顯示不可用的GSM信道圖標。當選擇呼叫裝置能夠訪問GSM網絡時，步驟2202，確定消息是否是短消息，步驟2222。如果是短消息，則使用短消息程序以雙模式協議把該消息傳送給服務中心932。當消息不是短消息類型，例如語音或文本時，步驟2222，基站在分配的蜂窩通信量信道(TCH)上啟動呼叫以便發送文本或語音消息，步驟2224。基站利用蜂窩控制信道發送短消息，以使服務中心932知道該呼叫正在進行中，步驟2226。但是，在終止該呼叫之前，或者在發送整個文本消息之後，在蜂窩控制信道上向服務中心發送一個短消息，通知服務中心該呼叫已被終止，步驟2228。從步驟2232或步驟2228，隨後選擇呼叫裝置轉換到無線尋呼協議，例如FLEX網絡，步驟2230，之後返回步驟2202。
參見圖23，該圖是圖解說明根據本發明的優選實施例，當可攜式通信裝置發起消息時，基站操作的流程圖。初始化過程開始於步驟2300，基站檢查GSM網絡上的輸入消息，步驟2302。塊1504檢查消息是否到達FLEX，GSM或PSTN網絡。如果消息正到達GSM網絡，則服務中心檢查關於蜂窩控制信道的呼叫狀態信息，步驟2305，並允許基站允許GSM網絡處理整個通信，包括呼叫或消息轉移程序，步驟2306。當消息經過PSTN到達時，步驟2304，消息被存儲在基站，步驟2308，並且隨後形成電話線路互連，步驟2310。當傳送消息時，設定FLEX協議的簡訊息矢量I標記，步驟2312，並消除該消息，步驟2314。
最後，當消息經FLEX網絡到達時，最好把地理位置(或顏色代碼)包括在無線尋呼信號中，步驟2304，把該消息保存在基站，步驟2320。基站為指定用戶檢查GSMHLR中的最近位置，步驟2322，並設定預期的或指定的用戶的ACK或非ACK地址，步驟2324。基站檢查BIW R標記，步驟2326，並把消息傳送給適當的FLEX基站，步驟2328，在該FLEX基站，消息被發射，步驟2330。在發射該消息之後，確定ACK地址和R標記是否被設定，步驟2332，並且沒有設定，則過程跳到步驟2340。否則，如果ACK地址和R標記被設定，步驟2332，則基站等待ACK預定的時間，步驟2334。如果接收到ACK，步驟2336，則基站通過設定FLEX協議中的短消息矢量I標記，通知用戶該消息被傳送，步驟2338，隨後從存儲器中清除該消息，步驟2340。
如果ACK未在預定的時間內到達，步驟2336，則基站在FLEX控制信道上同時聯播該消息，步驟2342，並等待預定的一段時間，或者直到在重新登記過程中ACK到達為止，步驟2344。在步驟2346中，確定是否收到ACK，如果收到，則通過設定FLEX協議的短消息矢量I標記，通知用戶該消息被傳送，步驟2348，並且隨後從存儲器中清除該消息，步驟2350。如果ACK未在預定的時間內到內，步驟2346，則保存該消息，步驟2352，並且當預期的用戶重新登錄時，基站確定存儲器中有多少消息是關於該用戶的，步驟2354。在選擇呼叫裝置主動與蜂窩信道通信的情況下，基站在蜂窩控制信道上把所有未決的消息重新傳送給重新登錄的用戶，步驟2356。
參見圖24，該圖是圖解說明根據本發明的優選實施例，選擇呼叫裝置發起的登錄程序的流程圖。初始化程序開始於步驟2400，隨後選擇呼叫裝置搜索並獲取包括地理位置代碼(顏色代碼)的FLEX控制信道，並存儲站ID(顏色代碼)，步驟2402。選擇呼叫裝置檢查FLEX協議的BIWG標記，步驟2404，以確定在該區域中是否有優選的GSM信道，步驟2406。如果沒有，則選擇呼叫裝置轉換到GSM模式，以便檢查接收的信號強度，確定具有最高信號強度的GSM信道，步驟2408。如果找到優選的GSM信道，步驟2406，選擇呼叫裝置轉換到GSM信道，步驟2410，並登錄GSM網絡，把接收的FLEX信道ID發送給基站，並發送接收的消息數目，步驟2412。存儲GSM蜂窩ID，步驟2414，隨後選擇呼叫裝置轉換回FLEX協議，步驟2416。選擇呼叫裝置檢查傳輸的FLEX ID，步驟2418，並把接收的FLEX ID和存儲器中存儲的ID比較，步驟2420。比較之後，步驟2422確定它們是否不同，如果不是，則過程返回步驟2418。當FLEX ID不同於傳輸的ID時，步驟2422，選擇呼叫裝置檢查其電池電壓，步驟2424，以確定電池電壓是否高於門限值，步驟2426。如果電池電壓高於門限值，步驟2426，則過程返回步驟2404，檢查FLEX協議中BIW的G標記。當電池電壓低於門限值時，步驟2426，選擇呼叫裝置保留在FLEX控制信道上，步驟2428，並指示或設定電池容量低圖標或指示符，步驟2430，隨後過程繼續前進到步驟2418。
權利要求
1．一種與選擇呼叫裝置通信的組合無線尋呼通信系統和蜂窩通信系統，選擇呼叫裝置包括獲取作為選擇呼叫裝置的控制信道的無線尋呼信號的接收器，該無線尋呼信號表示出地理位置；和接收器耦合的、用於譯解控制標記以便確定可用的蜂窩信道的控制器；和控制器耦合的、在由無線尋呼信號的控制標記指示的蜂窩信道上登錄蜂窩通信系統的發射器；將狀態信息從蜂窩通信系統傳送給無線尋呼通信系統，以便驗證選擇呼叫裝置的服務中心；在無線尋呼通信系統的控制信道上接收無線尋呼消息的接收器；和服務中心耦合的、用於在控制信道上將地址和矢量傳輸給選擇呼叫裝置，將選擇呼叫裝置引向蜂窩通信系統的蜂窩信道，以便接收無線尋呼消息的發射器；選擇呼叫裝置讀取無線尋呼信號中的標記，以確定無線尋呼通信系統是否請求選擇呼叫裝置確認其對地址和矢量的接收；服務中心把無線尋呼消息傳送給蜂窩基站，以便響應無線尋呼通信系統從選擇呼叫裝置接收指示矢量被接收的確認，在蜂窩信道上把無線尋呼消息傳輸給選擇呼叫裝置；和蜂窩基站在由蜂窩通信系統中存儲的登記信息所指示的位置傳送無線尋呼消息。
2．按照權利要求1所述的組合的無線尋呼通信系統和蜂窩通信系統，其中當選擇呼叫裝置不能登錄蜂窩通信系統時，選擇呼叫裝置的接收器測量無線尋呼信號的信號強度，以便確定何時試圖重新登錄蜂窩通信系統。
3．按照權利要求1所述的組合的無線尋呼通信系統和蜂窩通信系統，其中當選擇呼叫裝置接收到無線尋呼的地理位置時，該地理位置不同於先前由選擇呼叫裝置接收的地理位置，選擇呼叫裝置的接收器重新登錄蜂窩通信系統。
4．按照權利要求1所述的組合的無線尋呼通信系統和蜂窩通信系統，其中接收器接收ACK地址和非-ACK地址，ACK地址通知選擇呼叫裝置確認無線尋呼消息的接收，非-ACK地址通知選擇呼叫裝置不確認無線尋呼消息的接收。
5．按照權利要求4所述的組合的無線尋呼通信系統和蜂窩通信系統，其中控制器詢問無線尋呼信號的控制標記，以確定蜂窩通信系統加載是否允許選擇呼叫裝置確認無線尋呼信號的接收，以響應選擇呼叫裝置接收ACK地址。
6．按照權利要求5所述的組合的無線尋呼通信系統和蜂窩通信系統，其中當收到ACK地址時，控制器連續檢查控制標記，以確定何時確認無線尋呼消息的接收。
7．按照權利要求1所述的組合的無線尋呼通信系統和蜂窩通信系統，其中服務中心在蜂窩控制信道上把優先權消息和未傳送的消息傳送給選擇呼叫裝置，該選擇呼叫裝置在該蜂窩信道上通信。
8．一種協調和選擇供通信用的備用數據信道的選擇呼叫通信系統，包括與用於接收計劃發給由地址指定的選擇呼叫裝置的消息的多個備用數據通信系統耦合的基站；和基站以及多個備用數據通信系統耦合的數據排程器，數據排程器包括把消息分類為適於在備用數據信道上傳輸的分類器；協調適於傳輸該消息的備用數據通信系統列表的控制器；選擇適於傳輸該消息的備用數據信道的選擇器；對包括地址和矢量的選擇呼叫信號編碼的控制器；在控制信道上將選擇呼叫信號傳輸給選擇呼叫裝置的發射器；和將消息傳送給備用數據通信系統以便傳輸的通信鏈路。
9．按照權利要求8所述的選擇呼叫通信系統，還包括當選擇呼叫裝置指示該消息未被收到時，啟動消息的重新傳輸的啟動器。
10．按照權利要求8所述的選擇呼叫通信系統，其中分類器確定消息的長度是否大於門限值。
11．按照權利要求8所述的選擇呼叫通信系統，其中選擇器產生並存儲備用數據信道的列表。
12．按照權利要求8所述的選擇呼叫通信系統，其中選擇呼叫信號還包括識別選擇呼叫裝置的地址；指定備用數據通信系統的頻率的矢量；識別數據結構的協議；識別該消息的消息分組標識符；和等待來自選擇呼叫裝置的響應的時間延遲，該響應指示在備用數據通信系統上接收到的對應於消息分組標識符的消息。
全文摘要
選擇用於通信的備用數據信道的通信系統(100),包括蜂窩通信系統(900),具有與接收計劃發給由地址指定的選擇呼叫裝置的消息的許多備用數據通信系統(112,114,116)耦合的基站(106)。和基站(106)及許多備用數據通信系統(112,114,116)耦合的數據排程器(104)具有把消息分類為適於在備用數據信道上傳輸的分類器(404),協調適於傳輸該消息的備用數據通信系統列表的控制器(402),選擇傳輸該消息的備用數據信道的選擇器(406)。控制器(105)對帶有地址和矢量的選擇呼叫信號編碼,發射器在控制信道上把包括用於識別選擇呼叫裝置的地址,以及指定備用數據信道的矢量的選擇呼叫信號傳輸給選擇呼叫裝置(102)。
文檔編號H04W4/14GK1295768SQ99804556
公開日2001年5月16日 申請日期1999年2月10日 優先權日1998年2月27日
發明者小埃德加·H·卡拉維, 薩爾瓦多·塞博卡斯, 威廉·J·庫茲尼凱, 埃裡克·T·伊頓 申請人:摩託羅拉公司