由固定無線電話終端連接電話交換機和固定電話網的裝置的製作方法
2023-05-20 23:42:46 1
專利名稱：由固定無線電話終端連接電話交換機和固定電話網的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種經由一個無線電話網、多個能夠取代電纜連接的固定無線電話終端將一個電話交換機連接到固定電話網上的裝置。每個固定無線電話終端具有類似於傳統可攜式無線電話終端的功能，但連接到固定電話網上的不是單一用戶而是交換機。根據本發明的裝置能用來將連接到位於鋪設電纜或其它地面基礎設施太昂貴的孤立區的一個旅館或鄉村的交換機連接到公用電話網上。該交換機通過為來自公眾網的入局呼叫選擇路由而服務於一組固定用戶終端。每個固定無線電話終端被不同的用戶終端連續地使用，因為後者不是被持續使用。多個無線電話終端能夠通過時分或碼分的方式共享同樣的頻帶。
本發明更具體地涉及GSM類型或含有一個對地靜止衛星或多個跟蹤衛星的GSM類型的派生類型的無線電話網。GSM類型網顯示有如下特徵一個地區被分割成多個小區以便於載頻的重複使用。
一個網關管理每個小區的資源，即載頻及被每個載頻傳送的多個載波信道。
至少一個移動無線電交換中心管理呼叫，與固定電話網連接，以及含有電話薄號碼、國際移動用戶編號，和每個移動用戶的地址的資料庫。
GSM類型或其派生類型的一個無線電話終端只能處於以下狀態中的一種監叫一個終端查找信息；或與無線電話網電話通信；或可用的，一個終端被視為可用的，即使其在執行定位或鑑權程序。
標準GSM網或其派生網沒有為眾多用戶使用同一用戶終端提供設計。用戶通過插入含有一個IMSI(國際移動用戶標識符)的SIM(用戶識別模塊)識別卡使所用的終端私人化，SIM卡確定為呼叫收費的帳戶。經過一個初始化階段，該終端在無線電信息中被一個能夠保護用戶匿名性的臨時移動用戶標識符(TMSI)指定。另一方面當發送呼叫和接收呼叫時，鑑權程序利用SIM識別卡中的密鑰，用來阻止假冒使用另一用戶的IMSI標識符或TMSI標識符。
利用多個固定無線電話終端將同一交換機連接到一個GSM網上提出了協調這些終端的問題，因為必須阻止多個可用的終端同時應答關於相同用戶終端的查找信息。
GB2293524號文件描述了能夠解決這些問題的方法，但其沒有描述協調和最優化地利用這些情況下的多個固定無線電話終端的方法。
本發明的目的是提供解決這個問題並能夠無改變地使用標準GSM類型或其派生類型的無線電話網的一個裝置。
本發明包含經由無線電話網的多個固定無線電話終端將電話交換機連接到固定電話網上的裝置；多個用戶終端連接到該電話交換機上；該裝置包括多個固定無線電話終端，其每個含有與該無線電話網通信的裝置，該裝置含有一個處理器；每個固定無線電話終端只能處於以下狀態中的一種監聽一個終端查找信息；或與無線電話網電話通信；或可用的，一個終端被視為可用的，即使其在執行定位或鑑權程序。
本發明裝置還包括連接在每個固定無線電話終端的處理器上的協調裝置，為建立在該固定電話網與用戶終端間的電話通信動態地控制上述固定無線電話終端的分配。
每個固定無線電話終端包括向協調裝置顯示其狀態的裝置；協調裝置包括隨時僅觸發在此時刻可用的固定無線電話終端中的一個用來監聽終端查找信息的裝置。
具有這樣特徵的裝置不需修改所利用的GSM網，因為其檢測每個固定無線電話終端的狀態，並觸發它們中的一個使其監聽查找信息而並不涉及GSM網。
根據一個最佳實施例，固定無線電話終端包括將從無線電話網發送的查找信息中接收的標識符發送給該協調裝置的裝置，並且這些協調裝置含有並更新對應於連接到交換機的各用戶終端的國際移動用戶標識符和臨時移動用戶標識符表，用來確定所接收的標識符是否與上述某個用戶終端相對應，並應答接收它的無線電話終端，並且如果必要，命令上述終端與無線電話網建立連接。
具有這樣特徵的裝置能夠簡單管理這些IMSI和TMSI標識符。集中處理意味著容許增多或減少無線電話終端的數目而並不改變這種處理所必需的資源。
根據最佳實施例，只有一個無線電話終端含有對於所有經由上述固定無線電話終端接收和發送的呼叫，並且無論其為哪個終端，使用同一密鑰鑑權一個無線電話終端的裝置。
並且其它固定無線電話終端包括用於請求協調裝置指出哪個固定無線電話終端含有鑑權裝置並隨後請求所指定的終端執行鑑權程序的裝置。
具有這樣特徵的裝置能夠為用戶終端的鑑權密鑰提供簡單管理，因為一個密鑰對於所有固定無線電話終端是公用的。無線電話網只需為連接到所考慮的交換機上的所有用戶終端指定一個相同的密鑰就足夠了。
根據一個最佳實施例，每個固定無線電話終端還包括為表中所有國際或臨時移動用戶標識符IMSI或TMSI，執行定位程序的裝置。
協調裝置包括用於選擇這些可用的無線電話終端中的一個，並觸發其為表中所有的國際移動用戶標識符執行定位程序的裝置。
具有這樣特徵的裝置能夠只佔用一個無線電話終端為連接到所考慮的交換機上的所有用戶終端執行定位程序，這樣能減少用於連接以外的工作時間。
藉助於以下的描述和附圖，更容易理解本發明並顯示出其它特徵。
圖1所示為在應用實例中的根據本發明的裝置的實施例的方框圖；圖2所示為描述在應用實例中建立呼叫時根據本發明的裝置的操作的時序圖。
圖1所示為根據本發明的裝置為位於孤立區的社團IC提供公共交換電話網(PSTN)業務的應用例的方框圖。這個孤立社團IC由連接著例如100個標準電話終端UT1，…，UT100的交換機SW提供服務。交換機SW通過GSM類型的派生類型的一個無線電話網PLMN(公用陸地行動電話網)，連接到公共交換電話網PSTN。
PLMN網包括一個對地靜止衛星和多個跟蹤衛星，並且主要為移動無線電話終端PT服務。無線移動業務交換中心，MSC，通過與衛星S保持無線電通訊的網關G與衛星S相聯繫。交換機SW通過三個無線電話終端RT1，RT2，RT3與衛星S通信。每個固定無線電話終端RT1，RT2，RT3通過一根標準的電話電纜連接至交換機SW；並通過一根總線B連接至裝有處理器P0的協調裝置CD。
固定無線電話終端RT2是唯一含有識別卡讀出裝置的終端。一個標準的SIM卡插入在這個讀出裝置中。
每個固定無線電話終端RT1，RT2，RT3包括一個相應的裝有確定該終端的業務的程序的處理器P1，P2，P3。除本發明裝置特有的識別功能、鑑權功能、及直接向內撥號功能以外，其業務與標準GSM型或派生類型的無線電話終端的業務相同。尤其是，經由總線B，它們能被協調裝置CD所命令。一個最佳實現是只修改處理器的程序，利用標準GSM類型或派生類型的一個無線電話終端執行本發明裝置特有的功能。
每個無線電話終端RT1，RT2，RT3隻能處於以下狀態中的一種監聽一個終端查找信息；或與PLMN網電話通信；或可用的，一個終端被視為可用的，即使其在執行定位或鑑權程序。
一個可用的終端當協調裝置CD命令該終端監聽查找信息或建立連接時改變其狀態。終端RT2同時執行鑑權程序和與其它終端相同的其它任務。即當終端RT2隻正在執行鑑權程序時不能被認為佔線。
在此例中，PLMN網通過100個除兩位數字以外其餘相同的國際移動用戶標識符，IMSI，來識別所有用戶終端UT1，…，UT100。當SIM卡被插入在終端RT2中時，RT2的處理器P2讀取其存儲的IMSI並傳送給協調裝置CD。當一個監聽查找信息的終端RT1，RT2或RT3監聽到一個這樣的信息，其將從這一信息中接收的IMSI或TMSI傳送給協調裝置CD。如果臨時標識符被指定，協調裝置CD含有並更新為連接到交換SW上的用戶終端UT1，…，UT100建立100個國際移動用戶標識符IMSI和100個臨時移動用戶標識符TMSI之間對應關係的表。當PLMN網向終端RT1，RT2和RT3中的某一終端指示第一個或一個新的臨時標識符TMSI被指定給用戶終端UT1，…，UT100中的一個時，該表將被更新。
協調裝置CD的處理器P0確定接收的一個IMSI或TMSI是否與一個用戶終端UT1，…，UT100相對應，並通過以下方式應答接收它的終端。若所接收的標識符不是表中的標識符通知其恢復監聽查找信息，或若所接收的標識符是表中的標識符，通知其建立連接。在此例中協調裝置CD必須標識與各個終端UT1，…，UT100相對應的一組100個IMSI標識符和一組100個TMSI標識符。
為簡化此裝置，只使用一個SIM卡並且100個IMSI標識符除兩個數位以外其餘是相同的。為識別一個IMSI標識符，協調裝置CD的軟體屏蔽從SIM卡上讀取的構成IMSI標識符的數字中預定的兩個數位，並屏蔽構成一個接收信息中的IMSI標識符的數字中預定的兩個數位，然後比較結果。如果所有未屏蔽的數字被識別，則表示所查找的終端是100個終端UT1，…，UT100中的一個。
然而，對於PLMN網被屏蔽的兩個數位是有用的。其區分100個用戶終端UT1，…，UT100，尤其是這樣就能對其呼叫獨立收費。
在其它實施例中，多個固定無線電話終端中的每一個終端含有一個識別卡SIM，所有SIM卡必須含有相同的IMSI標識符，和相同的解碼密鑰，以便能利用任何一個固定無線電話終端建立與任一終端UT1，…，UT100的通信。多個SIM卡的優點在於其引入冗餘提高了容錯能力。
當接收的信息中含有一個臨時標識符TMSI時，處理器P0將後者與存儲器中的臨時標識符TMSI進行比較。
當一個無線電話終端RT1，RT2或RT3為來自PLMN網的呼入或來自一個終端UT1，…，UT100的呼出建立連接時，為防止假冒，必須鑑權該無線電話終端。根據一個標準化GSM程序，使用存儲在SIM卡中的密鑰來執行鑑權程序。該鑑權程序總是由終端RT2執行，不管是無線電話終端RT1，RT2或RT3中哪一個建立通信，也不管用戶終端UT1，…，UT100中哪一個是通信的受益者。也就是說，存儲在SIM卡中的密鑰對於所有終端UT1，…，UT100是公共的。
在其它實施例中，每個固定無線終端可以有自己的SIM卡，並且使用其自己的密鑰來執行鑑權程序。
定位程序是一個如同終端UT1，…，UT100是移動的一樣周期重複的標準化的GSM程序。協調裝置CD周期地選擇一個可用的無線電話終端並命令其為表中的100個國際或臨時移動用戶標識符，IMSI或TMSI執行定位程序。
直接向內撥號功能根據以下的操作來實現，其操作不需要修改PLMN網，因為其是GSM標準的一部分MSC發送一條含有按照GSM標準的被叫用戶終端電話薄號碼的「建立」信息。負責通信的終端RT1，RT2或RT3向交換機SW轉發電話薄號碼，以便交換機能夠選擇被叫用戶終端。修改每個終端RT1，RT2或RT3的軟體，從為建立每個呼叫而接收的「建立」信息中提取被叫用戶終端UT1，…，UT100的電話薄號碼，並以標準信令信息的形式向交換機SW發送此號碼，以使得交換機能夠選擇被叫用戶終端。
圖2所示時序圖表示根據本發明的裝置在一個連接到PSTN網上的用戶終端UT0與孤立區的社區IC的一個用戶終端UT2之間建立通信時的運行情況1)一個用戶提起終端UT0的電話聽筒並鍵入終端UT2的電話薄號碼。
2)一個PSTN交換中心向移動無線業務交換中心MSC發送一條信息，請求與該電話薄號碼指定的終端UT2建立通信。
3)MSC查詢GSM網的資料庫得知與該電話薄號碼相對應的移動用戶標識符IMSI，及被叫終端所處的地理區域，對於一個標準移動終端是同樣的方法。從而知道被叫終端位於衛星S服務的某一個地理區域。其經由網關G和衛星S向該區域發送查找這個IMSI或TMSI標識符指定的終端的信息。
4a)如果例如固定無線電話終端RT1負責在所考慮的瞬間監聽尋找信息，其接收該信息。其向協調裝置CD發送所接收的標識符。如果該信息含有一條IMSI標識符，裝置CD將所接收的IMSI標識符與存儲在其表中的IMSI標識符進行比較，兩位數字除外。如果該信息含有一條TMSI信息，裝置CD將該接收的TMSI標識符與其存儲的標識符比較。從而能夠識別對應於終端UT1，…，UT100的100個IMSI標識符或100個TMSI標識符。在這種情況下，其比較結果是肯定的，並且其識別了對應於用戶終端UT2的IMSI或TMSI標識符。
4b)裝置CD接收到一個標識符則轉換該固定無線電話終端RT1從監聽查找信息狀態到通信狀態，並選擇另一空閒終端轉換為監聽查找信息狀態。
4c)終端RT1則向交換機SW發送一條表示呼入的信息。
5)交換機SW以請求發送被叫終端的電話薄號碼的首位信息表示應答。
6)終端RT1經由衛星S請求網關G為電話通信分配一條無線信道。
7)網關G分配給終端RT1一條無線信道。
8a)終端RT1則向移動無線業務交換中心MSC發送查找信息的肯定應答。
8b)其還詢問協調裝置CD哪個終端負責執行鑑權程序。
8c)裝置CD告訴其是終端RT2。
8d)接著終端RT1向終端RT2發送一個信息請求RT2執行鑑權程序。終端RT2執行之。
9)終端RT2和交換中心MSC交換信息，根據標準GSM程序鑑權終端RT2。在這個鑑權程序中，無論終端UT1…UT100中哪一個是被叫終端，終端RT2使用SIM卡中的同一個密鑰。然後其根據標準GSM程序初始化加密／解密語言信號。
10)接著中心MSC請求終端RT1建立通信。MSC發送一條含有按照GSM標準的被叫用戶的電話薄號碼的「建立」信息。終端RT1將其發送給交換機SW用來選擇被叫用戶終端。
11)終端RT1向MSC發出通信已建立的確認。
12)終端RT1向交換機SW發送該電話薄號碼的第一位。
13)交換機SW確認已接收到該第一位並請求發送第二位。
14)終端RT1向交換機SW發送該電話薄號碼的第二位。
15)重複此操作直到所有數位都被發送給交換機SW，後者則向終端RT1表示其已接收了完整的號碼。接著其選擇被叫用戶終端UT2。
16)終端RT1則向MSC中心發送一條通知音信息。
17)MSC中心向PSTN網轉發該通知音信息。
18)同時交換機SW向被叫終端RT2發送一個振鈴信號。
19)當終端UT2的聽筒被提起時，終端UT2向交換機SW發送該信號。
20)交換機SW向終端RT1發出呼叫已被應答的信號。
21)終端RT1請求交換中心MSC接通呼叫終端UT0。
22)中心MSC轉發該請求給PSTN網。
23)然後，中心MSC向終端RT1發出已執行該請求的確認。
本發明的範圍並非局限於使用衛星和派生於GSM型網的無線電話網。本發明可應用於標準GSM型網。
權利要求
1．一種經由無線電話網(PLMN)的多個固定無線電話終端將一個電話交換機連接到固定電話網(PSTN)上的裝置；多個用戶終端(UT1，…，UT100)被連接到上述交換機上；上述裝置包括多個各含有用來與上述無線電話網通信的裝置(P1，P2，P3)的固定無線電話終端(RT1，…，RT3)；每個固定無線電話終端(RT1，…，RT3)只能處於以下一種狀態監聽一個終端查找信息；與無線電話網電話通信；可用的，一個終端被視為可用的，即使其在執行定位或鑑權程序；此裝置還包括連接到每個固定無線電話終端(RT1，…，RT3)的處理器(P1，P2，P3)上的協調裝置(CD)，其為建立在該固定電話網(PSTN)和用戶終端(UT1，…，UT100)之間的電話通信動態地控制上述固定無線電話終端的分配；每個固定無線電話終端(RT1，…，RT3)包括向協調裝置(CD)顯示其狀態的裝置(P1，P2，P3)；協調裝置(CD)包括隨時僅觸發在此時刻可用的固定無線電話終端中的一個用來監聽終端查找信息的裝置(P0)。
2．根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於固定無線電話終端包括向協調裝置(CD)發送從無線電話網發送的查找信息中接收的標識符的裝置(P1，…，P3)；協調裝置(CD)含有並更新對應於連接到交換機上的各用戶終端(UT1，…，UT100)的國際移動用戶標識符和臨時移動用戶標識符表，用來確認所接收的標識符是否與上述某個用戶終端相對應，並應答接收它的無線電話終端(RT1，…，RT3)；並且，如果必要，命令上述終端建立與無線電話網的連接。
3．根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於只有一個無線電話終端(RT2)含有鑑權一個無線電話終端(RT1，RT2，RT3)的裝置(P2，SIM)，對於所有經由上述固定無線電話終端的接收和發送呼叫，並且無論其為哪個終端，使用同一密鑰，並且特徵在於其它固定無線電話終端(RT1，RT3)各含有請求協調裝置(CD)指出哪個固定無線電話終端(RT1，RT2，RT3)含有鑑權裝置(P2，SIM)的裝置(P1，P3)，並隨後請求所指定的終端(RT2)執行鑑權程序。
4．根據權利要求1所述裝置，其特徵在於每個固定無線電話終端還包括為表中所有的國際或臨時移動用戶標識符(IMSI或TMSI)執行一個定位程序的裝置(P)；其特徵在於協調裝置(CD)包括選擇可用的無線電話終端(RT1，…，RT3)中的一個，並且觸發其為表中所有國際移動用戶標識符執行定位程序的裝置。
全文摘要
一種經由GSM類型或派生類型的無線電話網(PLMN)將電話交換機(SW)連接到一個固定電話網(PSTN)的裝置;多個固定用戶終端(UT1,…,UT100)連接到上述電話交換機上。上述裝置包括多個固定無線電話終端(RT1,…RT3)和協調裝置(CD),其為建立在固定電話網(PSTN)與用戶終端(UT1,…,UT100)間的電話通信動態地控制無線電話終端(RT1,…,RT3)的分配。協調裝置(CD)隨時僅觸發在此時刻可用的固定無線電話終端中的一個用來監聽終端查找信息。
文檔編號H04L12/66GK1205590SQ9811605
公開日1999年1月20日 申請日期1998年7月14日 優先權日1998年7月14日
發明者吉恩－皮埃爾·奧克烏爾 申請人:阿爾卡達-阿爾斯託姆通用電氣公司