[发明专利]具有手机选择信道分配功能的多模式通信网络

说明书

本发明涉及一种象无绳电话一样使用蜂窝电话所使用的无线频率信道进行操作的无线电话。

多模式通讯系统使用通用元件来实现“一机多用”。例如，一个多模式通讯系统可以通过一个通用便携无线电话手机来进行无绳模式操作和蜂窝模式操作。在无绳模式操作中，手机可以以较低的能耗与通常位于距离手机几百英尺范围内无绳式基站进行通讯。无绳式基站可以耦合到公共电话交换网(PSTN)的一个或多个本地环路上。因此，手机可以通过无绳式基站与耦合到PSTN上的电话装置进行通讯。在蜂窝模式操作中，手机可以以中等能耗与通常位于距离手机几英里的范围内的蜂窝式地面站进行通讯。蜂窝式地面站通常通过一个移动电话交换局(MTSO)耦合到PSTN上。因此，手机可以通过蜂窝式地面站与耦合到PSTN上的电话装置进行通讯。

从用户的角度来看，在无绳模式操作和蜂窝模式操作之间其更热衷于无绳模式操作，这是因为通常无绳式通讯服务的花费要低于蜂窝式通讯服务的花费。而从通讯服务提供者的角度来看，无绳模式操作低能耗的特点使得一个给定频谱带宽可以在一个给定区域中容纳比蜂窝模式操作多得多的通讯量。但是，无绳式基站的无线电覆盖区要远小于蜂窝式地面站的覆盖区。

典型情况下，一个无绳式基站可以被建在距离用户住所或工作地点较近的区域中。当用户在住所或工作地点附近时，便可以通过手机进行无绳模式操作，而在其它位置时则可以进行蜂窝模式操作。于是便可以采用多种管制移交，自动登记及呼叫转接方案以使得手机可以在无绳模式及蜂窝模式之间自动地切换以满足跟踪手机运动的需要。

最早的多模式无线电话是将分离的无绳式收发器和蜂窝式收发器合装在一个公用手机中。无绳和蜂窝式收发器利用不同的通讯协议在不同的频带上进行操作。无绳与蜂窝操作之间的潜在干扰不是问题。但这种双收发器方法所带来的成本，重量及能耗的增加使其很不实用。

接下来几代的多模式无线电话是采用一种公用频带和通讯协议用来进行无绳模式和蜂窝模式的两种操作。由于用一个单独的收发器来进行无绳和蜂窝模式操作，所以在成本，重量和能耗方面得到了改进。然而，在无绳模式和蜂窝模式操作之间的存在着潜在的干扰，因此应该仔细地选择在某个位置上所用来进行无绳式操作的信道，以防止产生由于相同信道被同时用于附近的蜂窝式操作而造成的干扰。

一种现有技术的多模式通讯系统被设计成使得一个无绳式基站监听常规的逆向蜂窝信道以确定在无绳式基站所处区域中有那些蜂窝信道还没有被占用。一旦无绳式基站发现了一个清晰信道，其便通过广播一种模仿常规的蜂窝导频或控制信号的导频信号来完全地占用该信道。然而不幸的是，这种方法很不可靠且效率也很低。由于无绳式基站所监听的这些逆向蜂窝信道通常只传送由便携手机所发送的微弱信号，使得这种方法不能可靠地检测出未占用信道。因此，无绳式基站经常错误地将被占用的信道误认为清晰信道。此种错误将导致干扰的产生，使得在周围区域中不能成功地进行无绳和蜂窝通讯。

另外，使用连续导频信道将妨碍导频信道进行用户通讯。无绳模式通讯低能耗的特点将使得导频信道与进行无绳模式用户通讯的信道的比率非常高。具体地说，此比率要比常规蜂窝通讯中所出现的比率高得多。换句话说，使用连续导频信道将导致频谱使用的效率降低，随着传送能量的下降，效率降低得更加严重。此外，持续地从多个无绳式基站传送导频信号将增加在周围区域中所进行的所有无绳和蜂窝模式操作的背景噪声，从而进一步增加了干扰。

上文中所列举的相关专利中提出在一个多模式通讯系统中进行无导引的无绳式操作。为了使频谱用于无绳和蜂窝式操作的总使用率最大，上述相关专利中还提出将频谱的一部分由无绳式操作独占专用，而所剩部分用于蜂窝式操作。然而不幸的是，随着蜂窝通讯的不断普，以及期望产生在线使用现有蜂窝频率信道的新蜂窝技术使得对蜂窝信道原本就已十分紧张的需求变得更加紧张，而无绳模式操作则非如此。对蜂窝信道的巨大需求使得将一部分蜂窝频谱专用于无绳用途变得难于实现。

因此，本发明的一个优点是提供了一种具有手机选择信道分配功能的改进型多模式通讯网络。

本发明的另一个优点是手机监听前向蜂窝信道以形成一个潜在可用于无绳用途的信道的列表。

本发明的另一个优点是手机是以一种与无导引无绳式操作兼容的方式对前向蜂窝信道进行监听。

另一个优点是可以可靠地跟踪到蜂窝信道用途的变化，而不会冒破坏无绳式操作或产生严重干扰的危险。

另一个优点是可以在高效地利用频谱的同时进行可靠的无绳信道分配。

另一个优点是在由无绳和蜂窝式操作所共享的公用频谱中没有哪一部分由无绳用途所独占专用。