参考图1，一个使用本发明的电话系统包括一个与标准电话网络，例
如美国的公众电话网的多条线或者中继线相连的交换机10。该交换机10
还经过线或者类似的非传播媒质(non-propagating media)与多个陆地电
话14相连。该交换机10还通过一个基站接口单元(BSIU)16，并且通
过一个基站连接器20与一个或者多个基站18相连。如下面将要描述的，
每一个基站18包括与多个便携式电话22进行无线通信的装置。
工作中，该交换机执行与一个标准电话交换机单元，例如一个PBX，
PABX，按键系统(key-system)或者类似系统相同的功能，并且将电话
14与公众电话网在功能上进行相互连接。这种交换机10可以是一个交换机
单元，例如哈里公司销售的“Harris 20/22”单元。根据该交换机的范围
和复杂程度，它可以有许多帮助电话用户进行呼叫的特征，包括存储拨号，
呼叫前转，语音信箱回答和发送，和许多对现在电话交换机所共有的其它
特征。
该交换机完成的任务之一是将一个加入呼叫或者内部通信电话呼叫映
射至一个所需电话设备，和根据请求提供至系统电话的外线服务。如果一
个来呼是至陆地电话14之一，该交换机10一般通过一个线连接向所需电
话进行振铃，并且在所需电话14和接收该呼叫的外线之间、沿着相同或者
另一线连接建立一个语音通信路径。
该交换机10所接收的发向便携式电话22的呼叫被路由至该BSIU，
该BSIU通过下述方法向目前正控制该便携式电话22的基站发送合适的
控制信息。当一个呼叫要在便携式电话22和另一电话之间建立连接时，该
交换机10将一个语音电路指向该BSIU16，该BSIU又将该语音电路指向
一个被选择基站18，该被选择基站18又通过一个无线连接24向所需便携
式电话22发送关于该语音电路上语音消息的信息。
众所周知，电话语音电路可以是模拟的，也可以是数字的。在一个传
统通信系统中，来自电话网络的电话线可能是一模拟线。通过传统的交换
机电路，该交换机10可以使用模拟或者数字的方式将来自电话网络的模拟
语音电路路由至连接电话14。如果使用了一个数字交换机，该交换机10
首先将来自模拟电话网的语音信息转换为一系列数字比特，并且通过传统
的方式与陆地电话14交换这些比特。从一个数字陆地电话14至发向电话
网络12的通信被从电话14发送至交换机10，然后被转换为等效的模拟信
号，并且被发送至来自电话网络12的线上。
本发明不仅仅限于仅使用模拟交换机或者仅使用数字交换机，这里所
公开的本发明的思想可以轻易地由模拟交换机或者是数字交换机来实现。
本发明不限于使用一个PBX或者类似独立设备，而是可以用于任何需要将
一个无线电话与其它电话，无线或者陆地电话综合在一起的电话系统或者
子系统。这样，该交换机10自己可以通过任何传统方式(不限于有线系统)，
例如微波连接，与外部电话网络12进行相互通信。这样，当一个优选实施
方式的描述作为一个模拟信号或者数字信号来说明一个交换机10中的信号
时，该描述仅用于说明，没有任何限制。
从电话网络12发向便携式电话22之一的模拟电话呼叫可能在该交换
机10中被转换为一个数字形式，并且被送到BSIU16。在BSIU处，来自
该呼叫的数字信息可能会与来自其它呼叫的其它类似数字信息混合在一
起，然后经过通信链路20被发送至基站18，然后基站18处理该呼叫。反
过来，使用下面所描述的方式，基站18可以将来自该电话呼叫的数字信息
发送至所需便携式电话22。注意因为本发明的系统是一个电话系统，所以
该电话呼叫存在一个返回路径，很简单，该路径是上述流的反向路径，它
将便携式电话22处加上的语音的数字形式通过基站18和BSIU20至来自
电话网络12的合适电话线。如果该电话网络线是一个模拟线，该数字形式
的返回信号将被转换为模拟形式，以发送至电话网络线12。
众所周知，即使一个语音消息流可以被认为是连续的，这种消息的数
字形式不需要连续的数字比特流。即，如果该数字设备足够快，发送一串
表示语音信号的数字比特以后，在再发送另一串比特之前，可以有一段时
间。当该数字信号被转换为模拟信号时，在串之间的一特定等待时间以内
来了一系列数字比特串，一个正在收听该接收模拟信号的用户不能够检测
出该语音信息是以分开的部分发送的。本发明利用这个事实来允许多个便
携式用户同时时分共享一个基站18和一个便携式电话22之间的一个单频
率或者信道。
参考图2，以一个熟知的称作时分多址的通信方式，多个便携式用户
可以共享一个单频率。如图2所描述的，一个特定的频率(或者载波)可
以被分成多个时隙，图2的系统中是8个。通过在基站18和一个便携式电
话22之间进行合适的协调，该便携式电话可以期望在时隙2上接收它的数
字消息，该时隙作为8个时隙之一重复出现。这样，该便携式电话22如图
2所示在时隙2中接收其数字数据。在第一个时隙2的末尾结束7个时隙以
后，第二个时隙2到达，又承载了给特定便携式电话22的数字数据。每一
个时隙可以发送多个数字数据比特。只要时隙以足够的频率重复出现，该
便携式电话22就会以一足够的速率接收该数字形式的语音消息，通过这样
的速率，该便携式电话22的数字至模拟转换可以精确地重构模拟形式的语
音消息。在连续的时隙必须被接收以避免丢失数据之前所流失的时间长度
决定于一次发送比特的数目和语音消息内的声音频率，他们之间的关系已
经众所周知。如前面所注意的，一个典型的电话消息是双向的，这样，一
个电话需要两个时隙，一个时隙用于将数字信号发送至便携式电话22，另
一个时隙用于发送来自便携式电话22的数字信号。
因为一个电话呼叫仅占据一个帧的两个时隙，其它可用时隙可以被其
它便携式电话22同时使用。一般，该基站单元使用一个特定的协议通知便
携式电话22哪一个时隙可以用于特定的呼叫，以确保所有通信的便携式电
话保持同步(以避免两个便携式电话在完全相同的时间以内进行发送，这
通常会破坏两个便携式电话所发送的信号)。
现有技术的系统中，一个帧的第一个时隙被用于发送从基站至多个便
携式电话的语音信号，然后由该语音信号控制该多个便携式电话。例如，
参考图3，现有技术的一个9时隙帧可以使用第一时隙(CON)作为一个
控制时隙(以从基站单元向台发送控制消息，等等)，接下来的4个时隙
用于将语音信号从基站发送至便携式电话(T1,T2,T3,T4)，最后
4个时隙用于将语音信号从便携式电话发送至基站(R1,R2,R3,
R4)。
在本发明的通信系统中，并且如图4所示，一个帧的第一时隙(CON)
可以用作一个控制时隙；但是，与现有技术不同的是，剩余的时隙被均分
成两个半时隙，其中基站使用每一时隙的前半时隙来进行发送，而基站使
用每一时隙的后半时隙进行接收(便携式电话发送)。
与现有技术相比，使用本发明的一个特别优点是减少了一个便携式电
话所消耗的功率。众所周知，在现有技术中，当一个便携式电话的通信部
分并不需要时，就减少供给该通信部分的功率。这样，例如，在如图3的
现有技术系统中，除三个时隙之外，即除一个便携式电话预定要发送，要
接收和在控制时隙中要进行通信的三个时隙之外，在所有的时隙中，该便
携式电话可以减少供给其通信部分的功率。根据本发明的一个观点，如下
所述，该便携式电话的通信部分仅需要在一个时隙中进行完全供电，当该
便携式电话正进行一个电话呼叫时，本发明的便携式电话可以不需要监视
该通信信道(或者时隙)。这样，除了在每一帧的少数时隙内，几乎减少
了向通信电路供电的需求，由此，本发明减少了相对低效率的周期，其中
停止向通信电路进行供电并且减少了通信电路的功率。
众所周知，现有技术系统中，可以用该控制信道来建立该通信系统的
帧定时和基站与便携式电话之间进行控制信息的通信的定时。例如，在控
制信道的时间以内，基站可以发送数据来通知特定的便携式电话可以使用
哪一个时隙和频率来进行语音通信或者通知一个特定的电话怎样来对电话
键盘的特定用户输入作出响应。另外在控制时隙中，该系统可以提供一个
时间，在这个时间以内，任何正在寻找一个语音电路的便携式电话可以发
送其对这种电路的请求和/或者可以发送其它管理数据或者基站或者PBX
的功能请求。
参考图5，根据一个办公室空间50的典型地面布局来说明本发明通信
系统对一个地区进行连续覆盖的能力。在办公室空间50中，一些墙壁52
将该办公室空间分成一些单独的房间54和走廊56。可以在办公室空间50
以内安装基站BS1和BS2来对整个空间进行电话覆盖。基站的数目和位置
与预期的电话业务数量和需要覆盖的空间结构有关。该空间可以是大楼中
一个单层的一部分，一个建筑物中的多层，多个建筑物，和/或者与这些建
筑物有关的外部空间。当有关用户希望在本发明的通信系统所覆盖的空间
以内使用他的便携式电话时，他可以在他的便携式电话上输入一组指令。
通过下面所讨论的一个过程，该便携式电话选择一个将使用来与其进行相
互通信的一个基站，并且在与该基站相关的一个控制时隙中，向该被选基
站发送该用户对一个语音电路的请求。该基站决定哪一个时隙和频率可以
被使用，并且向该便携式电话返回一个标识该便携式电话可以用作一个语
音信道的时隙和频率的消息。通过标准的信令技术，该便携式电话然后可
以发送要拨打的电话的用户号码或者请求该电话系统的一些其它功能。
通过一些示例并且继续参考图5，该系统的每一个基站均有一个与其
相关的、用作其控制信道的频率。当该便携式电话寻找一个语音电路或者
该电话系统的其它功能时，该便携式电话可以扫描那些已知的、被分配用
作控制信道的频率，来决定哪一个控制信道的接收信号具有最高的信号强
度，信噪比，和/或者任何其它信号质量的评价。在选择了具有最佳信号质
量的控制信道信号以后，该便携式电话然后将与经过那个控制信道发送这
个信号的基站建立通信联系。参考图5的办公室空间，如果基站1有一个
可用信道，便携式电话PT1和PT3可能会与该基站建立通信联系，因为与
其它基站相比，该基站的距离最近，否则便携式电话PT1和PT2会与基站
2建立通信联系。类似地，因为相同的原因，便携式电话PT4将与基站2
建立通信联系(或者从该基站2获得一个语音信道)。与PT3和PT5进行
通信的基站不能够轻易地从图5的空间结构来决定。注意，便携式电话PT5
物理上离基站2近，而离基站1远；但是，该便携式电话PT5与基站2之
间的直接路径中有一墙壁。与数不清的因素，包括墙壁的厚度和组成成分，
以及该便携式电话PT5所处房间向走廊所开门的尺寸，等因素有关，该便
携式电话PT5可能会与基站1进行通信联系，还可能会与基站2(如果有)
建立通信联系。
注意，通过使用本发明的选择方法，便携式电话与一个特定基站进行
通信的分配是动态的，并且考虑了该便携式电话与该基站之间通信的信号
的局部变化。
在本发明的一个实施方式中，可以在该便携式电话处使用一个实际上
相同过程来处理进入呼叫和去呼叫电话，其差异仅在处理进入电话呼叫之
前有一个振铃信号。在接收了该振铃信号以后，本发明在该便携式电话中
将使用相同的协议来处理来呼和去呼。
在一个特定便携式电话的通话过程中，该便携式电话的用户可能正在
办公室中移动。当该用户移动时，有时他可能会远离控制该呼叫的基站。
在本发明的通信系统中，该便携式电话将监测该便携式电话与该基站之间
通信的质量，在该信号质量低于预定准则以下时，将重新选择它的基站并
且请求将该呼叫移动至与该便携式电话有最佳通信质量的基站的一个新
信道(或者时隙/频率组合，如下所述)。例如，再参考图5，该办公室空
间中标志为PT1的一个便携式电话在开始时会使用最近的基站BS1(假设
BS1有一个可用信道)。然后，如果该便携式电话的用户在从PT1至PT4
的呼叫正进行中移动，该便携式电话和其控制基站(这个示例中是BS1)
之间的信号质量将会降成足够低，从而使该便携式电话寻找一个新通信路
径。在标志为PT4的位置，该便携式电话将选择最近的基站，现在是BS2，
并且从这新选择的基站获得一个语音信道。注意，在本发明的通信系统中，
该便携式电话不会仅仅因为该用户移动他的位置和另一个基站变得更近和/
或者更直接，而切换基站。相反，为了避免不必要地从一个信道跳至另一
个信道，只要该语音通信的质量仍然可以接受，本发明的便携式电话就继
续停留在其当前的基站上。
该便携式电话会评价该便携式电话和该基站之间的通信信道的任一特
性。已经发现，本发明中所使用的语音质量估计，典型的是由发送电路中
语音合成器所提供的用作一个信号质量估计的信息，是有效的。因为大部
分语音合成器电路已经将该估计发展为他们的语音控制工作的一个部分，
这样使用该估计就不需要另一电路或者处理功能，所以使用该估计来控制
跳频是特别有效的。
在待机模式中(没有正在通话的语音通信)，该便携式电话可以根据
来自该基站的控制信道的信号质量来估计信号质量。如果该信号质量降低
至一个预定标准，该便携式电话就切换至另一个基站的控制信道。这种技
术，有时称作软漫游，可以避免瞬态现象的出现。刚好在该信号质量实际
上降低至该标准以下，并且需要进行跳频以前，该便携式电话发起一个呼
叫或者接收了一个呼叫，就有可能发生这种瞬态现象。在这种情形下，在
一个新建立的呼叫上，该便携式电话可能不能在通信信道上获得足够有用
的呼叫质量数据来准确地发起一个基站/频率-时隙切换。在待机模式中通
过使用这种技术，本发明的通信系统试图增加该便携式电话将使用附近最
佳基站的可能性。
通过只要该信道的通信质量可以接受就保留在一个给定语音信道上，
在一个电话呼叫中，该便携式单元通常不需要监测该控制信道。因为所分
配的时隙以一个已知的速率重复出现，在一个语音通信中，除需要进行通
信的时隙之外，该便携式单元可以不对其通信电路进行供电。在一个时隙
结束以后，该便携式单元可以不对其通信电路供电，并且设置一个定时器，
以刚好在下一个所分配的时隙出现之前重新对这种通信电路进行供电。在
时隙之间的时间以内，该便携式电话可以继续将从该前向信道(从基站至
该便携式电话的信道)接收的任何数字语音数据从数字变换为模拟形式，
以加至电话的扬声器上(或者耳机上)，并且收集与在时隙之间的时间以
内所接收的任何音频输入(或者用户键盘输入)相应的数字信息。当下一
个时隙出现时，该便携式电话接收前向语音信道上的下一语音数据包，并
且将在时隙之间的时间以内来自用户输入的下一语音数据包发送出去。只
要该便携式电话中的时钟电路与基站中的时钟电路保持足够的同步，通过
使用定时电路，该便携式电话完全能够直接从一个时隙跳至下一帧中的相
同时隙，并不需要向该控制信道进行咨询。
参考图6，在本发明的通信系统中，一个时隙或者信道可以认为是一
个特定时隙/频率的组合。在一个每帧有8个时隙的系统中，每帧有8个信
道或者通信机会，每一个机会包括一个前向通信和一个反向通信(从该便
携式电话至基站)。在一个时隙中，该前向通信和反向通信在同一个载波
频率上承载。这样，每一基站有8个它控制的时隙。每一时隙与一帧内其
它时隙相互独立，并且每一时隙可以是在该系统所使用的任意信道频率之
上。这样，例如对图6中该系统的基站2，时隙1(一般是控制信道，但
是见下)可以是工作在一个特定频率f6上的控制信道。在图6的示例系统
中，基站B还有三个正在通话的语音通信，一个便携式电话使用时隙2上
的频率f13，另一便携式电话使用时隙6上的频率f2，另一个便携式电话
使用时隙7上的频率f3。每一个时隙在该帧开始以后一预定时间开始。这
样，当一个便携式电话被基站指示使用时隙6，频率f2时，该便携式电话
知道它将在频率f2上，在每一帧开始以后与该时隙6相关的预定时间接收
前向语音数据，并且知道在时隙内的合适时间，在频率f2上发送其反向数
据。
在本发明的通信系统中，任何基站的任意时隙将有可能使用任意分配
频率。所以，不会将某些特定频率或者某几组特定频率只分配给特定基站。
本发明的这个特征使得在安装系统，一个替代基站或者一个新基站时非常
容易。另外，本发明的这个特征为系统对移动率高的用户作出响应和在一
给定系统的地理覆盖区域内移动服务需求提供了灵活性。
工作中，一个基站扫描分配给该系统的所有信道，来决定可用的时隙/
频率组合。通过在其没有被使用的时隙中调谐至所分配的每一个信道，该
基站可以确定在它的范围以内哪一个时隙/频率组合没有被使用，当一个便
携式电话请求一个新语音信道时，能够分配这些可用时隙/频率组合之一。
重要的是，每一基站是在本地的基础上进行时隙/频率组合可用数据的分
析。因为基站和便携式电话的范围有限，系统中正在使用一个特定时隙/频
率组合的事实并不意味着不能够在系统中的其它地方使用该特定时隙/频率
组合。例如，参考图6的系统，基站A可以分配它所控制的便携式电话之
一使用时隙5和频率f9，并且该相同时隙和频率可以在相对较远的地区，
例如在图6系统中的基站N中使用。只要基站和他们所控制的便携式电话
足够远，整个本发明的通信系统可以使用和多次重新使用频率/时隙的组
合，假设该系统有很大的处理许多同步电话呼叫的能力。
一般，本发明的通信系统会在不使用的时隙中监测该系统，以决定一
个时隙/频率组合是否对它可用。如果该基站监测到一个特定时隙/频率没有
正在被使用，该时隙/频率被认为是可用的，尽管一个相对较远的便携式电
话和基站正在使用该相同时隙/频率组合。在这种系统中，尽管一个特定基
站离一个时隙/频率组合的一个特定使用足够的远，以致它相信该组合是可
用的，但是仍然有可能，该基站所控制的便携式电话将从该相同时隙/频率
组合的远距离使用接收到干扰信号。但是，因为如上所述，该便携式电话
正在监测在其分配的时隙中通信的语音信号的质量，这种干扰，如果发生
了，将使该便携式电话将跳至相同基站或者另一基站的另一时隙/频率组
合。
本发明的另一观点中，通过使每一基站去掉其控制信道，可以增加该
通信系统承载电话呼叫的能力。当所有非控制信道正用于电话呼叫时，基
站可以自由地将其控制信道分配用作一个语音信道。如前面所注意的，只
要一个电话呼叫在一个时隙上建立了，使用该呼叫的该便携式电话就没有
必要再使用基站的控制信道了。如果所有正常语音信道均满了，一个基站
仅余控制信道，一旦该基站将该信道分配用作一个语音信道，只要所有信
道仍然在进行语音通信，简单地该基站就不需要一个控制信道。任何在一
个已经放弃其控制信道的基站所服务的地理区域中的、需要一个新语音信
道的便携式电话将自动地不监测该基站为可用，并且将选择能通过控制信
道上与之进行相互通信的另一基站。
如前面所提到的，在设计便携式电话时，减少功率是一个很重要的考
虑因素。在本发明的另一观点中，当该便携式电话处于待机模式时，其功
率减少。在这个模式中，该便携式电话被供电，但没有进行语音通信，主
要是在等待一个新电话呼叫或者等待该用户进行他的下一次呼叫时。在该
待机模式中，一个根据本发明一个观点的便携式电话并不监测该通信的每
一帧，而是监测每一第N帧，在完成了监测以后，减少向通信电路的供电
并且设置一个定时器，以在经过N-1个帧以后再重新向该通信电路进行
供电。这一串N个帧称作一个超帧。使用这样的方法，大大减少了通信功
率消耗，但是该电话仍然能够对呼叫进行回答并且轻易地根据用户需求来
进行呼叫。
在现有技术中，在多个远程装置与一个基站之间的通信中有一个熟知
的问题，即所有远程装置或者这些装置中的许多装置几乎在相同的时间试
图与基站的控制信道进行通信，从而引起相互之间的消息相互碰撞，并且
允许少数或者不允许远程基站能够成功地与基站进行通信。回忆一下，在
本发明的一个系统中，该便携式单元在一个特殊的时间间隔以内，即在控
制信道时隙以内或者从控制信道时隙开始以后通过发送消息来试图与基站
进行通信。如果一个以上便携式电话试图同时发送消息，没有一个会成功。
在系统刚打开以后或者复位以后，所有便携式电话均可能试图与基站重新
建立联系，与控制信道有关的碰撞问题就特别麻烦。为了减少控制信道上
的碰撞，本发明的便携式电话使用分配给它的一个数来决定在一个超帧中
的哪一帧与基站的控制信道试图建立联系。分配给该便携式电话的这个数
可以被编程进入其存储器中的一个，或者通过DIP开关来输入，该DIP开
关可以由位于电话中的微处理器或者任何类似的半永久(或者永久)方式
来读取。在本发明的系统中，基站在控制信道中指出每一帧在该超帧中的
位置。例如，如果在一个特殊的系统中一个超帧包含32帧，该控制信道通
信将包括一个指示编号从1至32的连续帧的指示。便携式电话会用一个模
数，通常是一个超帧中的帧的个数，来除该被分配的数，并且在其编号等
于模除余数的帧中来试图访问控制信道。例如，如果在一个每一超帧有32
个帧的系统中，一个便携式电话被分配了一个数179，该便携式电话将在
超帧中的第19帧(即179模除32，余数是19)来试图与一个基站进行通
信。注意，不需要为每一个便携式电话均分配一个单独的号码，只要以一
种能够在整个超帧的范围以内分散对控制信道的访问的方式进行分配即
可。
即使使用了本发明的这个优点，控制信道还可能方式碰撞，这时可以
使用一个回退竞争的方法，即“时隙侦听(slotted aloha)”系统中使用
的方法，在这种方法中，每一个相互碰撞的便携式电话将等待一个随机的
时间，然后再试图访问控制信道，该随机数的取值能够消除或者减少进一
步的碰撞。
众所周知，在电信系统中，从一个装置发送出来的电磁信号经常不直
接传输至一个接收器，而是在到达接收器之前经过了从一个物体或者表面
反射至另一个的各种路径。在一个建筑物中，多径问题是一个特别严重的
问题，其中一个信号将从墙壁反射，然后再穿过墙壁，再从其它墙壁反射，
直至被接收。在反射过程中，在接收天线处，各种多径信号汇集在一起并
且相互之间产生干扰，以致该接收信号通常是该原始信号以不同相位到达
的多个复制信号，并且引起波形相互抵销。为了减少该多径效应，众所周
知在现有技术中，接收器使用多个天线来提供空间和相位分集。在许多这
种系统中，接收器包括一个能够选择具有最佳信号质量的天线，从该天线
接收信号并且拒绝其它信号的逻辑电路。现有技术的其它天线分集系统
中，接收器的电路试图综合出现在该分集天线上的所有信号。在现有技术
中，一般后一种系统的接收较好，但是增加了复杂程度和电路。
在便携式电话中，与多径效应相关的问题经常会加剧，这是因为便携
式电话中功率一般较低(为了节省功率和允许频率重用)，并且便携式电
话不会固定在一个地方。在一个通话中一个用户重新调节其便携式电话的
位置是经常发生的事，每一次重新调节就使天线(一般在电话的内部或者
在方向上固定在电话的外部)与基站之间的方向重新放置。
另外，用户会经常移动，这将引起发送信号的互补效应(coriolis
effect)。这样，在便携式系统中，基站和便携式电话均使用一个分集天线
会特别有用。
本发明的另一方面中，本发明的系统使用对偶性来改善对信号的接
收。参考图7，每一个基站70将包括多个与其相联的天线72。在基站与
一个便携式电话进行通信的每一个时隙中，该便携式电话首先与基站进行
通信。在从该便携式电话至该基站的通信的引导部分中，该便携式电话在
该引导部分中包括一个预定图案的位图，该基站使用该预定图案的位图来
测试它的每一个天线(图7所示系统是4)上的接收。然后该基站使用最
佳天线来接收来自该便携式电话的通信的其余部分。在相同时隙中，基站
有机会来向该便携式电话发送前向数据，并且使用该相同的天线来发送这
种数据，就象它使用其来从该便携式单元接收数据一样。因为基站在从该
便携式电话中接收了数据并且评价了要使用的天线以后，就立即向该便携
式电话发送通信内容，所以该便携式电话不可能改变其位置，以致前一被
选天线仍然是基站与该电话之间要用的最佳天线。
在一个帧的各时隙中，基站可以使用相同的天线评价和选择方法。这
样，基站为每一连续时隙选择不同的待用天线是完全可能的。
本发明人已经发现，在天线选择过程中，可以切换天线而仍然测量他
们的信号质量。切换链固有的延时和测量所接收的RF信号时的延时允许在
一个天线已经被命令为切换退出通信以后的几个周期以内仍然继续测量。
这种技术的好处是，不需要将引导部分中的更多部分专用于天线分集功
能，就可以测试更多的信号数据。
本发明的另一个方面是，该天线选择系统会为一个给定时隙选择两个
最佳天线，在以后的时隙中使用最佳天线来向便携式电话发送信号，并且
从损耗设置评价的角度来评价这两个天线。如果在这两个最佳天线上所接
收信号超过了一个预定品质因素，在下一帧中可以在信号路径中加入一个
衰减。相反，如果这两个最佳信号比一个预定品质因素要弱，下一帧中将
去掉衰减。使用这样的方法，当根据这两个最佳信号的强度来选择性地加
入或者去掉衰减时，可以改善接收的动态范围。本发明并不限制仅使用来
自两个天线的信号，如果需要，可以使用多个信号，只是增加了处理的负
荷。类似地，品质因素可能与这两个信号的强度单独相关或者与这两个信
号的按所需方式相加的和相关，或者与该接收信号的任何其它特征相关。
继续参考图7，本发明的基站可以安装在具有任何合适结构的一个外
壳76中，一个可取的结构是能够很好地与典型的办公室装饰相互协调。基
站70可能包括多个单独的连接天线74，每一个天线能够紧靠外壳76侧面
的一个位置(参考天线72a来看)轴向旋转或者从其垂直位置(参考天线
72来看)轴向旋转。天线72可以通过任何传统的方法附在外壳上，使该天
线绕一个轴74旋转时，该天线仍然能够与外壳76以内的电路保持电连接。
可选地，可以通过其它传统方法将该天线附在该外壳上，它能够通过例如
一个球和插座结构(未示出)允许单独的定位，从而允许其能够绕多个轴
旋转。实际上，只要在天线和基站的通信电路之间保持了电路径，天线与
外壳之间的物理连接是不必要的。
工作中，可以使用任何方法来定位基站70的天线72，这增加了基站
70与便携式电话进行通信的能力。例如，在根据本发明的实施方式的一个
系统中，可能会将基站和便携式电话设计成使用垂直偏振态。如果一个基
站安装在一个天花板上，所有天线72将向下摆成垂直方向来提供与系统设
计相互匹配的方向。如果该基站连接在一个垂直墙壁上，底部的天线可以
沿外壳76，而顶部的两个天线将摆出180度以处于垂直向上的位置。类似
地，可以将该天线单独地放置在外壳76中的任何位置，以增加至一个便携
式电话的信号输出，来调节在靠近基站70的地理区域中的不规则RF传播
条件。
一个实现本发明的便携式电话与基站之间的信令联系的方式由图8的
时序图来说明，图8说明了本发明的一个时隙的一半的功能组成。该时隙
可以包括多个比特信息，本发明的一个实施方式使用了240个比特。该时
隙的第一部分包括一个引导部分，该引导部分包含足够的同步比特，以允
许该接收器在接收数据以前获得该信号。在该引导部分以后是一个“唯一
码字”，即总是在一个时隙的相同位置发现的一组预定比特。通过在一个
时隙的一个已知位置使用一个唯一码字，一个接收器能够将其帧时钟同步
至发送器时钟。在该唯一码字以后是多个数据比特。与消息类型和发送器
中正在进行的活动有关，这些数据比特包括数字语音语音数据，控制数据，
命令数据或者类似数据(这里一般指应用数据)。最后，包括一些类型的
检验和或者CRC来帮助接收器确保其已经正确地接收了消息。一般，通信
中可以使用任何类型的、已知的检验方法，包括检验和(checksum)，检验
比特(checkbit)，折叠校验和(folding checksum)，纠错比特(error correction
bit)，等等。应该认识到，在专用于消息有效性的比特数目和该系统的总的
数据吞吐量之间有一个折衷。
在从便携式电话至基站单元的消息的引导部分中，包括了四个天线选
择段。注意，因为天线选择比特占据了消息中一般用于恢复符号定时的部
分，除非再采取其它措施，否则基站的符号恢复质量将下降。一个这样的
措施可以是相对于消息的数据部分增加引导部分的大小，或者增加消息的
整个长度。所有这些选择必然引起系统数据带宽的减少。本发明的另一方
面是，不使用任何减少带宽的措施，而是使用一个新的定时恢复的方法。
参考图8，在本发明的另一方面中，可以从一个相关器的输出获得符号定
时，通过该相关器来施加信号。一般，可以对该接收信号进行采样，来为
每一个符号提供多个采样。在本发明的一个实施方式中，在该相关器的输
出对输入信号的每一符号采样10次。在任何时候该相关器的输出的幅度相
应于该接收信号的中心位于该时刻的可能性。对该符号中的每一采样，获
得了该采样的总数，并且将其与所有其它采样的总数相比，最大的总数指
示最可能相应于该符号中心的采样。换句话说，接收器可能计算下面的公
式：
Σ K = 1,10 Σ N = 1 + K × 10 , S NK 2 TOTAL ]]>
其中K等于每一符号的采样数目，TOTAL等于每一时隙(所有符号)
的采样总数。注意本发明的这一方面使用了整个时隙来判断符号定时，然
后使用该判断来抽取每一符号。为了实现本发明的这一方面，当在抽取符
号定时时，将进入的消息保存在动态存储器中；但是，在开始接收消息以
后就可以开始符号定时判断，不需要等待至接收了整个时隙。
一旦已经获得了符号定时，本发明的接收器使用一个“移动窗”相关
器来发现该唯一码字。本发明中不需要一个阈值相关器。这样，该相关器
检测具有整个时隙长度的输入信号的有限部分来判断唯一码字最有可能在
哪里。只要该相关器判断出最可能的位置，该接收器的处理器将使用一个
比特来对被恢复时隙进行比特监测，以判断所假设的唯一码字的每一比特
是否出现在该输入消息中。如果发现了该唯一码字，然后接收器围绕该唯
一码字建立其所有帧，因为唯一码字在一个帧中的出现位置已经预定。
只要连续成功地获得了该唯一码字，随后帧中的该唯一码字可以用于
测量发送器和接收器之间的漂移，并且用于调节该接收器来适应这个漂
移。但是，不需要检查整个帧就可以获得随后帧中的唯一码字，因为在唯
一码字预期出现的时间周围的一个小窗口通常就已经足够，并且减少接收
器的处理负荷。
为了帮助基站相互之间保持同步，以使他们能够正确检查时隙/频率组
合，本发明的一个系统可能包括周期性地向所有基站发送的公共时钟脉
冲。可以从任何相对稳定的源，例如从与基站一起使用的典型交换机中获
得该时钟脉冲。例如，在一个例如数字电话应用中所使用的脉冲编码调制
(PCM)系统中，可以将基站与交换机之间的PCM时隙之一周期性地编
程为来承载一个被所有基站接收、和用于同步其时钟并且从其中导出通信
帧的同步(或者复位)脉冲。
使用一个单个稳定时钟能够帮助确保数据的定位，并且减少硬件费
用，因为如果从交换机提供了一个准确的时钟，基站就不需要一个昂贵的
振荡器。进一步，在本发明中，提供使用从基站接收的RF载波来纠正参考
时钟的频率，便携式电话可以使用一个相对便宜的、和相对较不准确的、
在线参考时钟(反过来，它又被锁定到准确时钟，例如从交换机的PCM时
钟)。
本发明的另一方面中，一个系统可以包括一个协议，其中，在用户激
发了以后，远程单元可能会发起该远程单元和一个基站之间的通信的比特
误码率(“BER”)测试。该BER测试可能包括远程单元，基站发送的
序列或者两个伪随机序列。基站单元和该远程单元可能会接收这种序列来
决定BER并且(在基站的情形下)向该远程单元报告BER以显示给用户。
该显示的BER信息对系统安装者判断和/或者证实系统覆盖范围和性能是
非常有用的。本发明的这个方面不限于BER测量，本发明的一个系统还会
发送信号并且还会测量RF信号的任何预定特征，例如信号强度。
本发明的另一方面中，基站与便携式电话之间的消息可能包括已经被
编程进入便携式电话中的一个系统标识。该系统标识然后被放入消息中，
例如引导部分中。便携式电话和基站然后检查该系统标识，如果它与该相
关的系统标识不匹配，接收器就忽视所有整个消息。这样，两个完全分开
的系统可以相互并排放置，并且覆盖相同地理区域的部分。类似地，可以
将便携式电话编程为工作在多于一个的安装系统上，由此能够自由地从一
个系统漫游至另一系统。与业务和安全的考虑有关，通过改变被认证的具
体便携式电话的系统标识，可以向用户提供具有从不同地理区域接入的能
力不同的便携式电话。
类似地，本发明的便携式电话可以在多种无线系统中使用，除了对他
的远程单元进行充电以外，不用用户做其它任何动作。(提供对该便携式
电话的接入的每一系统的管理者必须将该系统设置为接受该便携式电
话)。这个特征在相同(或者附近)商业园以内安装有工作在不同的位置
的不同系统时特别有用。在这样一种安装中，用户会从该地方的一个区域
移动至另一区域，而在该另一区域中已经安装了一个完全不同的无线系
统，并且该系统能完全使用他的便携式电话，包括与该用户相关的个人特
征。另一方面，如果两个相邻系统不希望授权一个系统的用户使用另一个
系统，本发明的无线系统自动忽视没有授权的便携式电话，该便携式电话
不试图使用该基站和被“外部”系统正在使用的通信信道。
本发明的系统还可以同时用作一个寻呼系统和一个电话系统。在这个
方面中，便携式电话会接收一个字母消息来进行显示，该振铃器可以被供
电来提示该用户来了消息。当用作一个寻呼器时，移动台不完成向便携式
电话的用户发送的电话呼叫，仅仅使用已经存在的通信系统来前转寻呼消
息。在一个寻呼器/电话无线通信系统中使用的远程单元对所有用户是相同
的，或者可选地，一些专用于寻呼的单元因为缺少语音通信能力，可以减
少费用。
再参考图1，因为其结构，本发明的系统的安装可以相对容易。例如，
交换机可以是与能够经过一个通信装置20与基站18进行通信的BSIU16
相关的数字交换机。通信装置20可以是简单到如两组双绞线，其中两根线
用于向基站16传送数据，两根线用于向BSIU16发送数据。四根线上的数
据发送可以使用熟知的E-1协议来处理可能同时出现在每对双绞线上的
多个数字消息。另外，该四根线还可以为基站承载功率和参考地，以使没
有必要将该基站融合进入一个建筑物的电线中。
工作中，一个基站18可以被安装在任何方便的表面上，例如一个墙壁
或者天花板上，和在该基站18和BSIU16之间有四根线。通过在基站18
中使用一般加电可编程只读存储器(“PROM”)，在从通信装置20中
或者从可用电线中获得供电以后，该基站18可以使用该PROM自己引导
启动。一旦该基站18已经引导启动，它然后就向BSIU发送一个消息来请
求下载系统的独特数据和结构。因为该基站18还没有被分配频率，并且基
本上是评价信号的强度而不是评价电话的位置，所以一般就不需要对该基
站进行扩展编程。因为不需要这种编程，所以系统的安装就比较容易，同
时在发生停电或者供电浪涌以后，该系统可以自动再恢复其服务。
如图10所示的本发明的另一实施方式(使用和图1中相同的标号来
标识相同元件)，如上所述，本发明所使用的交换机10不必是一个数字交
换机，而可能是将公众电话网络12与该系统相连的一个传统模拟交换机。
在这种系统中，该数字无线系统和一个传统模拟交换机10之间的接口可以
使用一个基站接口设备(“BSIA”)90。该BSIA向该无线系统(基站
18和便携式电话22)提供所有参考图1所描述的BSIU的功能。另外，图
10替代系统的BSIA将所有来自便携式电话的数字通信和所有到便携式电
话的数字通信转换为传统的模拟通信，并且可能将来自便携式电话22的功
能请求转换为标准交换机(例如PBX)协议和信令。替代地，通过对便携
式电话22进行合适的编程(如下所述)，使便携式电话22对专用用户输
入采取专用的、与PBX相关的动作来作出响应，BSIA90就可以使一些功
能直接由便携式电话来实现。
继续参考图10，当需要时，可以临时将一个标准个人计算机91或者
类似的计算装置与BSIA90相连，然后有该标准个人计算机91或者类似的
计算装置来设置BSIA的结构和扩展该BSIA。例如，当该系统的管理者想
改变系统的结构设置，发起测试或者收集关于系统性能的数据时，就可以
将该个人计算机连接起来。该个人计算机91中的软件典型地包括这样一些
软件：系统结构参数设置软件，上载软件，性能统计和告警分析软件，和
向该BSIA和基站下载新程序的软件。通过将要下载至基站的新程序或者更
新程序下载至与基站进行通信的BSIA中(或者通过如图1所示系统中的
BSIU)，就可以轻易和方便地实现对基站的程序下载。这样，对新特征和
改善特征的再编程不需要移开基站或者访问基站，从而大大节省了维护已
安装系统的人力。
BSIA(或者BSIU)还可能包括这样一种能力，使便携式电话的用户
仅需要进行简单的、简短的按键动作，就可以执行宏命令。在这样的宏能
力中，该BSIA可能会向交换机提供该协议所需的信号，来轻易地实现在便
携式电话进行一个单击键所要完成的功能。例如，如果交换机中的一个特
定功能需要连续发送DTMF信号的数字1,2,3，可以使用便携式电话
上的一个单个功能键来向BSIA发送信号，表示需要该示例功能。接下来，
该BSIA会向交换机连续发送发送DTMF信号的数字1,2,3。该交换
机接收了该DTMF信号以后，明白需要该被请求的功能，并且执行那些执
行该请求功能所需的正常动作。可以将一组宏编程进入BSIA，其中一些是
与便携式电话相关的，所以不同便携式电话上的相同键会引起不同的信号
发送至交换机。另外，还可以为不同类型的交换机开发不同组的宏，以协
调交换机协议的差异并在安装时将合适的组下载进入BSIA中。
本发明的另一方面是，该便携式电话可以包括一个能够被交换机(通
过基站)进行编程的显示器，以对一个系统中的不同电话进行个性化的特
征设计。在已经安装好了系统并且已经对系统进行加电以后，交换机可能
会向该电话发送消息来向该电话提供特定的特征，并且还会控制电话的显
示器的显示外表。例如，可以将该电话的显示器设计为表示一个传统陆地
电话的键盘和开关。通过规定该电话用户可用的功能，该交换机可以使一
个电话的开关有与其它电话的开关功能完全不同的功能，并且可以使电话
显示器显示不同的图象以表示所编程的功能。例如，一个电话显示器上有
五个虚拟开关，一个电话上的顶部开关可以用作一个“保持”特征，在另
一个不同电话上，该键可能会用作一个“转移”特征。所以，可以命令第
一个电话在该电话上的显示器上该开关图象内部或者附近显示“保持”，
而命令第二个电话在显示器上相同的位置显示“转移”。使用本发明的开
关和命令结构，可以集中地、轻易地改变该系统中所使用的各种便携式电
话的显示形式和特征。另外，如果要求该便携式电话用户提供一个与用户
相关的号码，对该用户号码作出响应，每一电话可以改变其外表和功能，
并且根据该用户的安全级别和服务级别，相同的电话会有不同的特征。
显示器会使用本发明蜂窝电话所熟知的字母消息和图标，即图象，以
建议和表示特定的状态和动作，例如“电子邮件等待”，电池强度，扬声
器音量大小，线路状态等等。
本发明的一个实施方式中，还可以构造为使用如下所述一个或者多个
用户接口特性来使远程单元容易使用。例如，本发明的一个实施方式可以
包括一个用户协议，其中用户可以先拨要拨的电话号码的数字，然后按一
个动作键(例如一个“呼叫”键)，或者首先按一个动作键，然后拨要拨
的电话号码的数字。这第一个方法表示目前在蜂窝电话系统中共同使用的
用户协议，这第二个方法表示目前在本发明无绳电话系统中共同使用的用
户协议。本发明中，可以让用户选择使用任何一种协议。
在另一个本发明可能使用的有用协议中，该用户按一个动作键两次来
再拨最后一次所拨的电话号码。例如，该用户可以按一个“呼叫”键两次，
第一次获得一个拨号音，第二次再拨前一次所拨的电话号码。使用单个键
可以使用户不必要在键盘上搜寻不同的键来表示呼叫和再拨号的功能。
在另一个有用的协议中，根据一个远程单元的用户的特别指定可以将
电话来呼进行转移呼叫。在这个协议中，在该远程单元接收了该电话呼叫
以后，该远程单元可以用一个标准的方法，例如振铃或者振动来表示来了
一个呼叫。可选地，该远程单元显示呼叫方的电话号码或者分机号。该用
户可以这样来响应该进入呼叫：按一个“呼叫”键来接这个电话；或者按
一个清除键来停止振铃并且不接这个呼叫；或者按一个“结束”键来让这
个呼叫转移呼叫至另一个单元，例如另一个电话，一个消息记录系统，或
者一个语音邮箱系统。
在另一个本发明可能使用的有用协议中，一个远程单元的键盘可能会
被电子锁住，以使仅可以使用一有限数目的按键。例如，一个用户可以输
入一个预定键序列来锁定电话的所有使用功能(除了开锁功能)或者将该
电话锁在一个限制状态。在该限制状态中，用户可能会允许使用三个键，
一个恢复完全功能的“开锁”键，一个关闭该远程单元的“电源”键，和
一个应答电话来呼的“呼叫”键。当该远程单元处于限制状态时，该远程
单元可以被自由携带，而不用担心无意的按键或者没有授权的按键。
虽然已经描述了本发明的优选实施方式，应该理解，所描述的实施方
式仅用作示例，当在整个范围以内等效时，本发明的范围仅由所附权利要
求书来定义，该领域的技术人员仔细阅读本发明以后，会自然地作出许多
变化和修改。