远程通信系统、信道扩展协议及无线电站 本发明涉及一种包括至少一个无线电主站和多个无线电副站的远程通信系统，在所述系统中至少一个无线电副站与无线电主站匹配，其中这些站具有发射机和接收机。这样一种远程通信系统可以是一种其中无线电站通过识别码彼此匹配的无绳远程通信系统，或其他任何一种其中匹配的无线电站相互通信的适当的系统。
上述类型的远程通信系统是在市场上容易得到的已知的CT0或CT1电话。准备用在欧洲市场时，这样的电话用配对的信道作全双工通信链路操作，而准备用在美国市场时，这样的电话至少部分地用不成对的信道操作。在呼叫建立时，利用一种信道选择协议扫描信道。新的呼叫不可以应用占用信道。为此目的，测量所接收信号的场强，若场强低于给定的阈值，则认为所述信道空闲。销售的无绳电话包括与公共交换电话网络耦合的基站和至少一个具有与基站识别码匹配地识别码的便携站。当具有所谓多手机无绳电话时，可以实现几种附加功能，借以让基站具有关于所有手机的信息。例如，基站可以向所有手机广播振铃信号。
本发明的一个目的是提供一种上述类型的使用有效而可靠的点到多点无线电协议的远程通信系统。
为此目的，按照本发明的特征在于，主站被安排来建立到匹配的副站的点到点全双工通信链路，或者，反之亦然，而且主站被安排来在建立点到点通信链路之后向所述匹配的副站和其他匹配的副站发出扩展请求；建立了通信链路的副站将其发射机关断，而所述匹配的副站和其他匹配的副站令其接收机准备好从主站接收广播信息。本发明是基于这样一种见识，即首先与一台手机建立可靠的点到点的全双工链路，或从现存的可靠的无线电链路开始，然后命令所述台手机关闭其发射机。通过不断地发送扩展信息，以前尚未接收到扩展信息的手机就可以加入扩展过程。若外加的一台手机打开或走出无线电静区，就会发生这样的一种情况。
在按照本发明的远程通信系统的实施例中，主站被安排来向接收了扩展请求之后正在从主站接收广播信息的匹配的副站发出断开请求，而副站在接收到断开请求之后断开与主站的通信链接。以此使广播信道再次变成空闲的。
在按照本发明的远程通信系统的不同的实施例中，主站被安排来建立到匹配的副站的点到点的全双工通信链路，或者，反之亦然；已经与之建立了全双工通信的副站被安排来向主站发送信道转移信息，以向另一个匹配的副站转移链路，主站向建立了链路的副站发送释放请求；而且主站发出与所述另一个匹配的副站建立全双工通信链路的链路建立请求。以此，可以把已建立的链路可靠地转移到另一个站。
在按照本发明的远程通信系统的再一个不同的实施例中，主站被安排来与匹配的副站建立点到点的全双工通信链路，或者，反之亦然；与之建立了全双工通信的副站被安排来向主站发送信道跳转信息，以便将链路跳转到另一个信道；主站向与之建立了链路的副站发送断开请求，所述副站响应该请求进入信道扫描方式；主站发出链路建立跳转请求，以便与所述副站建立另一条全双工通信链路；在建立了另一条通信链路之后，主站向所述副站发送跳转结束信息。以此实现可靠的信道跳转。
在按照本发明的远程通信系统的实施例中，正在建立点到点通信链路的站被安排来发出与对方站建立通信链路的建立请求，而同时实行双重检查协议，以检查双工通信链路中的两个信道是否都是空闲的，双重检查协议包括下列步骤：
a)发现空闲的信道之后，正在建立的站接通其发射机，并向对方站至少发送一条启动信息；
b)收到所述启动信息并将其译码之后，对方站在空闲的信道上接通其发射机，并检查第一个预定的时间周期，看正在建立的站是否在所述第一周期内在所述至少发送了一条启动信息的信道上关断其发射机；
c)正在建立的站在发现对方站的占用信道之后关断其发射机；
d)若证实在b)项检查之后信道是空闲的，对方站在它接收到所述启动信息之后在它所选择的信道上发送至少一条确认信息；
e)正在建立的站在收到确认信息并将其译码之后在所述至少发送了一条启动信息的信道上接通其发射机。以此，不论对于不成对的或成对的双工信道的系统，上述所有全双工链路建立都可以完成得非常可靠。因为这样的点到点链路建立也应用在多手机广播协议上，这个协议也是非常可靠的。在由同一申请人在同一天提交的专利申请(GK84.359A)中描述双重检查协议本身并对其提出了权利要求。
现参照附图用举例的方法描述本发明，附图中：
图1示意地表示按照本发明的无绳远程通信系统，
图2表示按照本发明的主站的方框图，
图3表示按照本发明的副站的方框图，
图4表示举例说明按照本发明的程序操作的状态图，
图5表示实现按照本发明的协议的过程，
图6表示事件的信息格式MSG，
图7表示按照本发明的双重检查协议的信令图，
图8表示在按照本发明的双重检查协议中用户数据传输的信令图，
图9表示按照本发明把点到点链路扩展到点到多点链路的信令图，
图10表示用于断开按照本发明的无线电链路的信令图，
图11表示用于转移按照本发明的无线电链路的信令图，以及
图12表示用于跳跃按照本发明的无线电链路的信令图。
在所有这些附图中同一标号用于同一特征。
图1示意地表示无绳远程通信系统1，它包括无线电主站2和3、无线电副站4,5,6和7。无线电站2,4,5和6是彼此匹配的，它们全都具有相同的识别码。这些站形成，例如，按照CT0标准和CT1标准的所谓多手机无绳电话。所述各站和7站也是彼此匹配的。副站2和3耦合到公共交换电话网络8。所示的装置至少适用于电话语音通信。
图2表示按照本发明的主站2的方框图。站2包括耦合到天线开关20的接收通路和发送通路。接收通路包括可调谐RF(射频)滤波器21、混频器22、解调器/译码器23的串级电路。混频器22还耦合到可调谐频率发生装置24，使得接收器可以调谐到给定的信道。发送通路包括编码器/调制器25、调制器26和功率放大器27的串级电路。混频器26还耦合到可调谐的频率发生装置28。具有已编程的ROM(只读存储器)和/或已编程的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)和RAM(随机存取存储器)的微控制器29是为控制主站2的功能而设置的。微处理器29还耦合到电源30和用来把主站2耦合到公共交换电话网络8的线路接口电路31。诸如控制频率发生装置24和28、以便调谐到特定频率的信道上以及扫描(任选)小键盘32等传统功能，在这里不再更详细地描述了，因为这样的功能是现有技术所熟知。主站2包括RSSI(接收信号强度指示器)检测器33耦合在RF滤波器21和微控制器29之间，用来测量在主站调谐到其上的信道上接收的信号的场强。
图3表示按照本发明的副站4的方框图。站4包括耦合到天线开关40的接收通路和发送通路。接收通路包括可调谐的射频滤波器41、混频器42、解调器/译码器43的串级电路。混频器42还耦合到可调谐频率发生装置44，使得接收机能够调谐到给定的信道上。发送通路包括编码器/调制器45、调制器46和功率放大器47的串级电路。混频器46还耦合到可调谐的频率发生装置48。具有已编程的ROM(只读存储器)和/或已编程的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)和RAM(随机存取存储器)的微控制器49是为控制副站4的功能而设置的。微控制器49还耦合到小键盘50和显示器51。译码器/解调器43耦合到接收通路上的扬声器52和微控制器49。编码器/调制器45耦合到发送通路上的微音器53。传统功能，诸如控制频率发生装置44和48、以便调谐到特定频率的信道、以及扫描小键盘50等，在这里将不再进一步详细描述，因为这样的功能是现有技术所熟知的。在给出的例子中，声音信号通过空气界面作为调制在载波上的FM(频率调制)信号发送，准备通过空气界面发送的信息是微控制器29和49在解调和译码之后能够计值的曼彻斯特编码二进制信息。这样的曼彻斯特编码信息及FM(频率调制)是现有技术所熟知的。已编程的微控制器29和49含有适当的程序部分用来实现按照本发明的协议。副站4包括耦合在RF滤波器41与微控制器49之间的RSSI(接收信号强度指示器)54，用来测量在所述副站所调谐的信道上所接收的信号的场强。
图4表示举例说明按照本发明的程序操作的状态图60。所述程序是一组事件驱动的实时软件过程，亦即，若一个特定的事件，诸如事件61发生，则在动作64进行之后出现从一个过程状态到另一个过程状态的过渡。事件也可以引起向另一种过程状态的跳转。这样取有限状态机的形式的软件组织是现有技术所熟知的。
图5表示实现按照本发明的协议的过程。过程可以向另一个过程发送事件。所示出的是层-1的编码译码器过程CDC、层-2帧过程FRM、层-3无线电链路控制过程RLC、较高层管理程序过程SUP、和层-1+过程RSSI。箭头指示过程之间交换事件的软件信道。软件和事件交换的这样的分层结构本身是熟知的。层-1一般称为物理层，通过所述层从主站2向副站传送信号，或者，反之亦然。在层-2构造信息帧，在层-3完成无线电链路控制，在较高层的管理程序层运行层次较高的软件。后面将就事件驱动的软件过程及其定时描述按照本发明的协议的操作。
图6表示上述事件的信息格式MSG。信息MSG是一种变长信息，包括下列信息字段：16位开始字段STA、5位帧长度字段FL、1位扰码器字段SC、2位流位字段SB、8位移动号字段MN、8位检查和字段CS、16位识别码字段IC、8位无线电链路数据字段RLD和N*8位应用用户数据字段USD。字段STA含有同步用的曼彻斯特码字，对于主站2和副站4曼彻斯特码字是不同的，以避免帧的自接收。两位的SB随着同一信息的每一次发送而改变。以此避免把同一信息被看作是新信息，而软件操作更有效。移动号MN与点到点无线电链路一起使用。以此能够在多手机无绳电话中区分手机。为了区分属于给定的基站的手机，每一帧中都放入识别码。用户数据含有属于特定无线电链路的信息。用户数据字段USD是变长N的，N是变化在0和给定的正值之间的整数。
图7表示按照本发明的双重检查协议信令图。所示出的是呼叫站CALLER和被呼叫站CALLED。CALLER和CALLED可以是主站和副站，或者，反之亦然。建立点到点无线电链路。示出的是作为时间函数描述的各过程软件之间的事件。时间涉及从图顶到图底。在管理程序层SUP上，产生对基本过程初始化的所谓原语。在图7中，产生原语Est_Req，对呼叫的建立进行初始化。不单独指出RSSI过程，但仍然是存在的，这是用虚线箭头表示的。若手机是CALLER，则所述手机首先进行一个完整的信道扫描周期，以检查基站是否已经将呼叫建立协议初始化。在70处，CALLER通过测定其RSSI的信号查找一条空闲的信道，向所述CALLER的过程RLC指出空闲信道。然后，CALLER接通其发射机，这由TxCRON指出，使得CALLED检测出由CALLER占用的占用信道，这由73和74指出。之后，CALLER的RLC过程向其过程FRM发出事件Bld(Act)，以构造启动信息Act。启动信息Act以图6所示的信息格式装配，信息类型在无线电链路数据字段RLD中区别。CALLER的过程FRM向其层-1编码译码器过程CDC发出事件Tx(Act,UCR)。以此，通过处在无限制连续重复(UCR)方式中的空气界面向CALLED的编码译码器过程发送启动信息。这是由连接的箭头Tx(Act)指出的。CALLED收到启动信息Rx(Act)，CALLED的帧过程FRM便拆开所接收的帧，并通过发出事件Fr_ind(Act)通知其无线电链路控制过程RLC它已收到启动信息Act。然后，CALLED接通其发射机，这由TxCDON表示，以便CALLER的过程RSSI检测出CALLED的占用信道，这由74表示。现在CALLER必须关断其发射机，这由TxCROF表示，让CALLED看到空闲信道。在CALLER关断其发射机之后，CALLED应看到相应的信道在一段tCF的时间内空闲。这是因为在此期间另外一个呼叫者可能已经把所述空闲信道抢走了。事实上，CALLED应该看到所述信道从它接通其发射机的瞬间开始直至周期tCF结束为止的整个周期t2都是空闲的，但因CALLER必须首先关断其发射机这一事实，实际的扫描周期是tCF。信道空闲是由连接的虚线箭头75和76表示的。CALLED确信已经发现空闲信道之后，其无线电链路过程RLC通知其管理程序SUP，这是由事件Est_Ind表示的。然后，CALLER在事件Bld(Act_Ack)构造启动确认帧，并在事件Tx(Act_Ack)通过有限连续重复方式(LCR)下、亦即把确认信息发送一定次数、通过空气界面把启动确认信息发送给CALLER，这是由连接的箭头Tx(Ack)指出的。收到确认信息时，CALLER的过程CDC向其帧拆卸过程FRM发出事件Rx(Ack)，所述过程又向其无线电链路控制过程RLC发出事件Fr_Ind(Ack)，后一个过程向其管理程序SUP发出事件Est_Ind。以此便建立了点到点无线电链路，而CALLER则接通其发射机，这是由TxCRON表示的。为了证实无线电链路已经建立，CALLER向呼叫者发送用户信息，发送的初始化是由原语UD_Req表示的，管理程序层的接收是由UD_Req表示的。原语UD_Req将在图8描述。为了防止CALLER或CALLED无限制地等待，在等待另一方响应时使用超时性能。在管理程序层上，在CALLER一侧，在超时t0的范围内，应该通过接收事件Est_Ind通知管理程序链路已经建立。类似地，为CALLER的无线电链路控制过程RLC定义了超时t1和t3，并为CALLED的无线电链路控制过程RLC定义超时t4超时时间过去之后，所述实体再次采用信道扫描方式。
图8表示在按照本发明的双重检查协议中用户数据传输用的信令图。通过已经建立的无线电链路发送用户定义的信息。CALLER的管理程序向其无线电链路控制过程RLC发出事件UD_Req，后一个过程向其帧过程FRM发出帧构造事件Bld(UD_Msg)，帧过程FRM向其编码译码器CDC发送用户定义的信息。用户定义的信息UD_Msg的内容取决于其应用。在所给定的例子中，用户定义信息用于无线电链路确认。用户定义的信息发送若干次，在给定的例子是以固定的时间间隔Tr发送3次。若第三次发送之后仍未收到确认，则CALLER将在返回空闲方式之前断开所述无线电链路。用事件Rx(UD_Msg)，Fr_Ind和UD_Ind表示用户定义的信息的接收。确认信息的发送和接收用事件Tx(Ack)和Rx(Ack)表示。
图9表示用于按照本发明把点到点的链路扩展到点到多点的链路的信令图。无线电链路的扩展是通过用BASE表示的诸如无绳电话的基站等主站到诸如用HSETS表示的无绳电话的手机等副站完成的。手机以其识别码与基站匹配。按照本发明，扩展是从诸如用所描述的管理程序原语Est_Req建立的点到点链路开始完成的。为了把无线电链路扩展到多于一个副站，主站的管理程序SUP产生原语Ext_Req，通知基站的无线电链路控制过程RLC向过程FRM发送事件Bld(Ext)，以构造扩展帧。然后，基站的帧过程向编码译码器CDC发出事件Tx(Ext,UCR)，以便在无限制连续重复方式下将向其手机HSETS扩展信息的发送初始化。手机收到扩展请求之后，应该帮助建立点到多点的链路，使得基站可以向几个手机广播信息。接收到扩展信息时，点到点手机产生事件Rx(Ext),Fr_Ind(Ext)和Ext_Ind，以便把扩展请求通知其管理程序SUP。此后，点到点手机的发射机关断，这由Tx_HSOF表示。以此，已经建立点到多点无线电链路。为了允许属于同一基站的手机变成涉及点到多点的无线电链路，基站连续发送扩展信息，这由连接的箭头表示。若在基站准备将扩展协议初始化之前，尚未存在点到点的无线电链路，则首先建立到一台手机的点到点无线电链路。这是首先找到基准手机。定义超时t5。若在这段时间流逝之后，在手机和基站上都自动断开扩展的无线电链路。
图10表示用于按照本发明断开无线电链路的信令图。为了断开无线电链路，CALLER产生原语Rel_Req，通过事件Bld(Rel)和Tx(Rel,LCR)以有限制连续方式反复向CALLED发送断开信息。收到断开信息时，CALLED产生事件Rx(Rel),fr_Ind(Rel)和Rel(Ind)，以便把断开通知其管理程序。此后，CALLED只有在点到点链路时才关断其发射机，这由TxCDOF表示。把它最后一个断开信息发送之后，CALLER关断其发射机，这由TxCROF表示，并通过事件Fr_Ind(Rel)和Rel_Ind，把已经断开所述无线电链路通知其管理程序SUP。
图11表示用于按照本发明转移无线电链路的信令图。转移从已经建立的点到点无线电链路开始进行。手机HSET通过利用所描述的原语UD_Req向基站BASE发送转移信息xfer，来向基站BASE发送用户信息。事件UD_Req(xfer),Bld(UD_Req(xfer))和Tx(UD_Msg(xfer),DLR)是在手机HSET中各自的过程产生的，以便将向基站BASE的转移信息的发送初始化。收到转移信息xfer时，基站BASE产生各自的事件Rx(UD_Msg(xfer)),Frame(UD_Msg(xfer))和UD_Ind(xfer)，以便把来自手机HSET的转移请求通知其管理程序SUP。此时，基站BASE首先产生断开请求原语Rel_Req，然后产生无线电链路扩展原语Est_Req。然后，基站BASE产生无线电链路扩展原语，使得形成点到多点链路，在其中可以向所有手机广播振铃信号。原语Rel_Req,Est_Req和UD_Req前面已经描述过了，这里不再详细描述。
图12表示用于按照本发明跳转无线电链路的信令图。在手机产生信道跳转请求之前已经建立点到点无线电链路。类似于转移请求，手机HSET产生事件UD_Req(sk)，以便请求跳到另一个信道，以及事件Bld(UD_Msg(sk))和Tx(UD_Msg(sk))，以便把向基站BASE的信道跳转信息的发送初始化。收到跳转信息sk时，基站BASE产生事件Rx(UD_Msg(sk)),Frame(UD_Msg(sk))和UD_ind(sk)，以便将跳转请求通知其管理程序SUP。然后基站BASE发送确认信息Tx(Ack)给手机HSET，接收此信息作为Rx(Ack)。然后，通过事件Rel_Sk_Req,Bld(Rel_sk)和Tx(Rel_sk)发送解除跳转信息给手机HSET。接收到解除跳转信息时，手机HSET产生事件Rx(Rel_sk),Fr_Ind(Rel_sk)和Rel_Ind，以便将解除跳转请求通知其管理程序。这时，基站BASE和手机HSET都设置跳转方式为On，这用SKON表示。然后，手机和基站BASE产生类似于已经描述的原语Est_Req的原语Est_Skip_Req。差别是，扫描是对所有无线电信道进行的，而帧的类型是Activate_Skip而不是在建立点到点链路时的Activate。收到事件Est_Ind时，基站BASE的管理程序关断跳转方式，这由SKOF表示。采用超时t4，使得基站BASE可以正如就原语Est_Req所描述的用用户定义的信息UD_Req证实信道跳转。另外，为了前面给出的类似的原因定义超时t6和t7。
鉴于上述，对于本专业的技术人员来说，显然，能够在后附权利要求书所定义的本发明的精神和范围内作出各种不同的修改，因而本发明不限于所提供的实施例。