專利名稱：通過移動網(wǎng)孔引入輸入呼叫的通信網(wǎng)絡(luò)及其運行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種網(wǎng)絡(luò)，在其中網(wǎng)孔相對地球移動。
在常規(guī)的蜂窩通信系統(tǒng)中，用于通信業(yè)務(wù)的由網(wǎng)絡(luò)所使用的頻譜被分成幾個部分，按照再使用方案，這些部分被分配給地理網(wǎng)孔。該再使用方案定義在空間分離的網(wǎng)孔內(nèi)如何“再使用”該頻譜部分。處于相鄰的網(wǎng)孔被分配給不同的頻譜部分，從而這些網(wǎng)孔之間不存在干擾。網(wǎng)絡(luò)元件的構(gòu)造用以限制它們的通信信號的范圍，從而避免了再分配公用頻譜部分的網(wǎng)絡(luò)間的干擾。
在常規(guī)的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中，移動用戶單元可自由地移勸，但網(wǎng)孔典型地并不移動。數(shù)年來，開發(fā)出諸如移動電信交換局(MTSO)的裝置以支持常規(guī)的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)。在一些網(wǎng)絡(luò)中，如Groupe SpecialMobile(GSM)網(wǎng)絡(luò)，MTSO保持跟蹤在它們的管轄范圍內(nèi)的移動單元。當(dāng)移動單元進入新網(wǎng)孔時，它們通知系統(tǒng)，MTSO更新標(biāo)識移動單元當(dāng)前所處的網(wǎng)孔的一個編碼。這樣，當(dāng)用于移動單元的輸入呼叫出現(xiàn)時，系統(tǒng)知道在哪個網(wǎng)孔中傳輸振鈴信號。
這種常規(guī)方案完全實現(xiàn)了網(wǎng)孔是靜止的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的目的。僅在移動單元所駐留的網(wǎng)孔內(nèi)，而不是網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的全部業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)需要擴展頻譜資源。另外，為移動單元位置保持當(dāng)前MSTO記錄和用于標(biāo)識哪里引入輸入呼叫時，只需要消耗少量的存儲器和處理資源。
然而，當(dāng)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)使用相對于地球移動的網(wǎng)孔時，常規(guī)的方案對于跟蹤移動單元位置變得不可行。不管任何移動單元的移動，網(wǎng)孔移動時，所有的移動單元發(fā)現(xiàn)它們隨著時間的變化而處于新的網(wǎng)孔中。如果使用常規(guī)的方案，由于所有的移動單元要不斷地消耗網(wǎng)絡(luò)資源以告知系統(tǒng)它們的位置，要求使系統(tǒng)告知每個用戶單元所駐留的網(wǎng)孔的資源量將太多。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個優(yōu)點是，提供一個改進的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)和一個改進的用戶單元。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是，提供了一個蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)，在其中通過移動網(wǎng)絡(luò)引入輸入呼叫。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是，允許諸如MSTO的現(xiàn)存的靜止網(wǎng)孔蜂窩裝置與移動網(wǎng)孔蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)一起使用。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是，只需要少量的頻譜資源以跟蹤用戶單元的位置。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是，只需要少量的存儲器和處理資源以跟蹤用戶單元的位置。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是，當(dāng)所接收到區(qū)域標(biāo)識信號與先前已知信號不匹配時，用戶單元通知通信網(wǎng)絡(luò)，并告知通信網(wǎng)絡(luò)所接收到的新區(qū)域標(biāo)識信號。
通過具有用戶單元的一個移動網(wǎng)孔蜂窩通信系統(tǒng)，以一種形式實現(xiàn)了本發(fā)明上述和其它優(yōu)點。其中通過形成移動網(wǎng)孔的天線射束進行通信，并且通過這些通信的一部分，用戶單元偶然地接收輸入呼叫。系統(tǒng)的運行是按照確定何處引入輸入呼叫的方法進行的。這種方法需要定義靜止區(qū)形狀，從而一個用戶單元駐留在一個靜止區(qū)內(nèi)。標(biāo)識一個用戶單元所駐留的一個靜止區(qū)。接收到要引入一個輸入呼叫至該用戶單元的一個請求。為了響應(yīng)所接收的請求，確定形成第一網(wǎng)孔的天線射束。其中該第一網(wǎng)孔與該用戶單元所駐留一個靜止區(qū)相一致。然后，通過形成第一網(wǎng)孔的天線射束傳輸一個信息。
與附圖一起，參照詳細的描述和權(quán)利要求，可以更清楚地理解本發(fā)明。其中圖中相同的參考數(shù)字表示相同的單元。


圖1示出了一個環(huán)境框圖，按照本發(fā)明構(gòu)造的通信網(wǎng)絡(luò)可以運行在其內(nèi)；圖2示出了通信網(wǎng)絡(luò)的一個小業(yè)務(wù)區(qū)域部分第一表現(xiàn)形式；圖3示出了圖2所示的小部分業(yè)務(wù)區(qū)域的第二表現(xiàn)形式；圖4示出了網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)部分執(zhí)行的系統(tǒng)建立過程的流程圖；圖5示出了系統(tǒng)的第一存儲結(jié)構(gòu)部分的表格；
圖6示出了系統(tǒng)的第二存儲結(jié)構(gòu)部分的表格；圖7示出了系統(tǒng)執(zhí)行的系統(tǒng)再對準(zhǔn)(re-registration)過程的流程圖；圖8示出了系統(tǒng)執(zhí)行的系統(tǒng)輸入呼叫過程的流程圖；圖9示出了系統(tǒng)執(zhí)行的系統(tǒng)背景連續(xù)過程的流程圖；圖10示出了按照本發(fā)明構(gòu)造的用戶單元執(zhí)行的用戶單元再對準(zhǔn)過程的流程圖；以及圖11示出了用戶單元執(zhí)行的用戶單元備用過程的流程圖。
圖1表示通信網(wǎng)絡(luò)10運行的環(huán)境框圖。網(wǎng)絡(luò)10是一移動網(wǎng)孔蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)10包括系統(tǒng)單元12(后面稱系統(tǒng)12)和可能有百萬人口的用戶單元14。網(wǎng)絡(luò)10也可能只包括幾個用戶單元14。為了清楚起見，圖1只示出了一個用戶單元14。
系統(tǒng)12包括一衛(wèi)星族16，圖1中只示出一個。衛(wèi)星16繞地球旋轉(zhuǎn)。衛(wèi)星族16的最優(yōu)結(jié)構(gòu)，使得在任何時候，至少有一個衛(wèi)星面對地球上的一點。由于衛(wèi)星的環(huán)繞，衛(wèi)星16與地球相對運動。在最優(yōu)實施方式中，衛(wèi)星16以25000公里/小時的速度，距地球500-1000公里的高度繞地球運轉(zhuǎn)。
另外，系統(tǒng)12包括一個或多個MTSO18。諸如用在GSM網(wǎng)絡(luò)中的常規(guī)MTSO可用于MTSO18。通過RF通信線路20，MTSO18駐留在地球的表面，適于與鄰近的衛(wèi)星族16進行數(shù)據(jù)通信。通過其它的數(shù)據(jù)通信線路(未示出)，衛(wèi)星族16也能彼此進行數(shù)據(jù)通信。每個MTSO18最好與一個或多個特別地理區(qū)域相聯(lián)系(比如一個或幾個國家)，并且每個MTSO18控制與它相聯(lián)系區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)通信。MT-SO18連接到公共交換電信網(wǎng)絡(luò)(PSTN)22，從PSTN22，可以接收引入列網(wǎng)絡(luò)10的用戶的呼叫，并且可以發(fā)送網(wǎng)絡(luò)10的用戶傳出的呼叫。
每個MTSO18都連接到控制器24且與它進行數(shù)據(jù)通信。控制器24表示一個諸如計算機的數(shù)據(jù)處理裝置?？刂破?4連接到一存儲器26且與它進行數(shù)據(jù)通信。正象下文將要詳細描述的那樣，存儲器26存儲有用的表格、數(shù)據(jù)庫、列表和其它存儲結(jié)構(gòu)。另外，存儲器26包括作為控制器24指令的數(shù)據(jù)，當(dāng)控制器24執(zhí)行指令時，引起系統(tǒng)12執(zhí)行下面將要討論過程。
通常，網(wǎng)絡(luò)10有很多節(jié)點。每個用戶單元14、衛(wèi)星16、MTSO18和/或控制器24表示網(wǎng)絡(luò)10的一個節(jié)點。通過各種通信線路，網(wǎng)絡(luò)10的所有節(jié)點彼此互相進行通信。另外，通過PSTN22，網(wǎng)絡(luò)10的所有節(jié)點也可以與分布在世界上的其它電話設(shè)備進行通信。
靠與各種地理區(qū)域相聯(lián)系的政府機構(gòu)分配的電磁頻譜的一些部分，用戶單元14可以與衛(wèi)星16進行通信。盡管圖1中沒有示出，用戶單元也可以象包括微處理器的可編程無線電收音機和執(zhí)行存儲在存儲器內(nèi)的指令的其它控制器那樣構(gòu)成，并且用戶單元的設(shè)計使得它能執(zhí)行希望的任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)10適于用戶單元14在地球表面上或附近的任何地方的移動，但并不要求用戶單元14是移動的。
為了用戶單元14，系統(tǒng)12提供了很多種業(yè)務(wù)。比如，這些業(yè)務(wù)包括連接、電路、數(shù)據(jù)通信信道等用以把輸入呼叫發(fā)送給用戶或從用戶單元14處發(fā)出呼叫的建立，另外，這些業(yè)務(wù)可以包括一個再對準(zhǔn)過程，靠此，用戶單元14通知系統(tǒng)10它的位置，從而，將來的輸入呼叫可以直接發(fā)送到用戶單元14可能的位置處。
包括呼叫的通信業(yè)務(wù)，可以在兩用戶單元14或任何用戶單元14和一個PSTN電話號碼之間建立。呼叫可以在地球上的任何兩個位置上建立。通常，在呼叫建立和再對準(zhǔn)過程中，每個用戶單元14都與系統(tǒng)12進行通信。
單個衛(wèi)星16在地球表面形成一蜂窩覆蓋區(qū)(腳印)28。每個衛(wèi)星16包括一個多射束天線30。每個天線30，從衛(wèi)星16處以多種角度面向地球發(fā)出多個分離的天線射束32。圖1給出了在地球表面形成射束32的網(wǎng)孔40的結(jié)果模式框圖。每個射束32與一個網(wǎng)孔40相對應(yīng)。響應(yīng)于衛(wèi)星16的移動，網(wǎng)孔40在地球表面移動。由于衛(wèi)星16移動的可能高速度，用戶單元14可能在任何網(wǎng)孔內(nèi)只駐留幾分鐘。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，天線30形成的多射束32定義一個幾何形狀并且不暗示一個特別的通信方向。換句話，通過天線30發(fā)射的射束32，可以向地球表面發(fā)送和/或接收信息。為清楚起見，圖1的框圖示出了網(wǎng)孔40和只有很少重疊區(qū)和間隔、大致為橢圓形狀的單個的腳印28。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，在實際情況下，衛(wèi)星16的天線30和射束32發(fā)出的等強度線實際上可能有不同的形狀，天線的邊波瓣可能干擾形狀，從而一些網(wǎng)孔40可能比其它的網(wǎng)孔40覆蓋更大的區(qū)域，并且網(wǎng)孔40間的重疊區(qū)可能很大。
本發(fā)明的最優(yōu)實施例中，所有的衛(wèi)星16實質(zhì)上都是如圖1所描述的那樣構(gòu)成。這樣，其它的衛(wèi)星16(未示出)形成其它相似的腳印28(未示出)。網(wǎng)孔40的連續(xù)覆蓋區(qū)最好覆蓋整個地球表面。從而，系統(tǒng)12覆蓋一個大的業(yè)務(wù)區(qū)，它大致等于整個地球表面。并且系統(tǒng)12可能同時地管理上千個不同的移動網(wǎng)孔40。
通常，用戶單元14監(jiān)視衛(wèi)星16的廣播信號用以接收傳送到它們的振鈴信息。振鈴信息傳送一個標(biāo)識呼叫要引入的特定用戶單元14的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)12保持標(biāo)識用戶單元14的位置的記錄。當(dāng)需要引入呼叫時，以最少的網(wǎng)孔40發(fā)射振鈴信息，從而不浪費所有其它網(wǎng)孔40的頻譜資源。通過用戶單元14的記錄位置，標(biāo)識了這些網(wǎng)孔。
地球表面的不同地理區(qū)域分享公用地理界線50。正象下面所述，網(wǎng)絡(luò)10適應(yīng)于地理界線50，從而象一個國家和幾個國家的不同地理區(qū)域，在它的管轄范圍內(nèi)，可以在系統(tǒng)12傳輸?shù)耐ㄐ艠I(yè)務(wù)上施加不同的影響。比如，按照當(dāng)前用戶單元14所處的地理區(qū)域，系統(tǒng)12可以限定提供用戶單元14的通信業(yè)務(wù)。這種限定可以包括允許或謝絕業(yè)務(wù)，指定唯一收費標(biāo)準(zhǔn)或在一定地理區(qū)域管轄范圍內(nèi)所提供的業(yè)務(wù)的收費率。
圖2示出了網(wǎng)絡(luò)10的業(yè)務(wù)區(qū)的一小部分的結(jié)構(gòu)圖。為了適于用戶單元14的位置的記錄，保持與常規(guī)MTSO18的兼容性，和/或適于地理界線50，網(wǎng)絡(luò)10使用了靜止區(qū)54(它處于網(wǎng)絡(luò)10的業(yè)務(wù)區(qū)上)的模式52。模式52描述了網(wǎng)絡(luò)10用以通常移動網(wǎng)孔40引入呼叫的模式。如圖2所示，靜止區(qū)54最好不要彼此覆蓋。還有，靜止區(qū)54的大小和形狀可以改變。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，靜止區(qū)54相對于移動網(wǎng)孔40為靜止的。隨著時間的變化，靜止區(qū)54的模式52可以變更，加上或者當(dāng)系統(tǒng)12能從這種變化中獲得益處時，進行變化。
當(dāng)靜止區(qū)54駐留在地理界線50的附近時，靜止區(qū)54的形狀可能與那個界線50一致，象用靜止區(qū)54′表示的那樣，從而靜止區(qū)54不覆蓋界線50。通過定義靜止區(qū)54符合地理界線50，再對準(zhǔn)處理，當(dāng)用戶單元14跨越50時將可能發(fā)生。再對準(zhǔn)處理允許系統(tǒng)12標(biāo)識用戶單元的位置，并且檢查每個地理管轄區(qū)所需要的業(yè)務(wù)。
模式52包圍地球的居住區(qū)，并且這些居住區(qū)隨人口的稠密度而改變。比如，市區(qū)56表示高人口密度區(qū)，很多用戶單元14可能居住在這里。相應(yīng)地，為響應(yīng)人口密度，靜止區(qū)54的大小可以改變。特別地，對于高人口密度的區(qū)域可以定義為較小靜止區(qū)54，如圖中所示的市區(qū)56居住的靜止區(qū)54。
典型地，多數(shù)的輸入呼叫被引向高人口密度區(qū)56，而不是稀人口區(qū)。還有，由于網(wǎng)孔40連續(xù)地在靜止區(qū)54上移動，多網(wǎng)孔40將更多與大的靜止區(qū)54相重疊，而不是小的靜止區(qū)。這樣，由于在小的靜止區(qū)54上放置高人口密度區(qū)56，僅通過在一個網(wǎng)孔40上播送振鈴信息，就可發(fā)出大數(shù)量的輸出呼叫。這些振鈴信息不需要在系統(tǒng)12管理的其它網(wǎng)孔40內(nèi)播放。
為了本發(fā)明的目的，網(wǎng)孔40和靜止區(qū)54的重疊是發(fā)生在其中之一的一部分至少覆蓋另一部分時。即使網(wǎng)孔40不覆蓋靜止區(qū)54的一部分或即使網(wǎng)孔40的一部分不覆蓋靜止區(qū)54，靜止區(qū)54也和網(wǎng)孔40相重疊。如圖2所示，靜止區(qū)54″作為靜止區(qū)54的一個，在該靜止區(qū)54內(nèi)，系統(tǒng)12認為有一個特別用戶單元14駐留。標(biāo)識區(qū)54的編碼表示一個“系統(tǒng)已知”靜止區(qū)編碼。圖2說明了網(wǎng)孔40的三個用42、44和46標(biāo)識的網(wǎng)孔與靜止區(qū)54″相重疊的情形。
為了保證用戶單元14在靜止區(qū)54″內(nèi)接收到一振鈴信息信號，系統(tǒng)12可在三個重疊網(wǎng)孔42、44和46的每個內(nèi)播放振蕩信息信號。然而，由于用戶單元14通知系統(tǒng)12它的位置，所以它可以移動。這樣，系統(tǒng)所知的編碼可能一定程度的過時。
圖3示出了圖2所描述的那一時刻業(yè)務(wù)區(qū)域小部分的圖形表示。圖3和圖2的不同在于靜止區(qū)58所包含的靜止區(qū)54″。特別地，象所有靜止區(qū)54那樣，用界線60包圍靜止區(qū)54″。邊界線60包圍靜止區(qū)58。靜止區(qū)58的界線62的構(gòu)成，用以與靜止區(qū)54″的界線60保持一預(yù)定距離。同樣的靜止區(qū)58(未示出)可以包括其它的靜止區(qū)54。
系統(tǒng)12可能知道與靜態(tài)區(qū)54″相當(dāng)精度的用戶單元14的位置。然而，系統(tǒng)12可能引入一個要傳遞給用戶單元14的振鈴信息信號至靜止區(qū)58，以增加用戶單元14接收信號的機會。如圖3所示，網(wǎng)孔40的五個用42、44、46、48和49標(biāo)記的網(wǎng)孔與靜止區(qū)58相重疊，并且系統(tǒng)12可能在所有五個網(wǎng)孔內(nèi)播放該振蕩信息信號。為單個用戶單元14播發(fā)振鈴信息信號的系統(tǒng)12所處的網(wǎng)孔40在這里被稱為網(wǎng)孔40的目標(biāo)集。在圖3所示的示例中，網(wǎng)孔42、44、46、48和49是網(wǎng)孔40目標(biāo)集的成員。
圖4-圖11給出了為實現(xiàn)本發(fā)明的最佳實施例，網(wǎng)絡(luò)10的各個節(jié)點所執(zhí)行過程和存儲結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的最佳實施例中，所有用戶單元14獨立地執(zhí)行實質(zhì)上完全相同的過程。同樣，所有衛(wèi)星16、MTSO18和控制器24(見圖1)與其它衛(wèi)星16、MTSO18和控制器24分別執(zhí)行的過程實質(zhì)上是一樣的。由于象諸如衛(wèi)星16、MTSO18和控制器的系統(tǒng)的每個節(jié)點，可以與系統(tǒng)12的其它節(jié)點進行數(shù)據(jù)通信，所以將不太注重精確位置和系統(tǒng)12執(zhí)行過程的分布。以用戶單元14的觀點出發(fā)，系統(tǒng)過程可被系統(tǒng)12的任何節(jié)點執(zhí)行，或在幾個節(jié)點上分布。
圖4示出了系統(tǒng)12執(zhí)行的系統(tǒng)建立過程64的流程圖。通常，過程64建立用以實現(xiàn)本發(fā)明最佳實施例的存儲結(jié)構(gòu)。這些存儲結(jié)構(gòu)不必象圖4所示的那樣構(gòu)成。各種存儲結(jié)構(gòu)的建立僅僅是為了與下面將要討論的其它過程相聯(lián)系。
過程64執(zhí)行任務(wù)66以定義和記錄靜止區(qū)54(見圖2-3)的模式52。在靜止區(qū)定義圖68(示于圖5的示例性框圖)中定義和記錄了靜止區(qū)54的模式52。用區(qū)域規(guī)則定義靜止區(qū)54的形狀和大小。在定義區(qū)域規(guī)則中，使用了本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的、以與數(shù)據(jù)處理需要相兼容的定義區(qū)域的技術(shù)。另外，任務(wù)66在圖68中指定唯一的靜止區(qū)編碼，從而每個靜止區(qū)54有它本身的靜止區(qū)編碼。如上面所述，最好這樣定義靜止區(qū)54，使得系統(tǒng)12的業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的任何用戶單元14(見圖1-3)將駐留在一個并且僅僅是一個的靜止區(qū)54內(nèi)。
過程64執(zhí)行任務(wù)70，用以為即將到來的時間定義一個天文歷表72(圖6所示的示例性框圖)。衛(wèi)星16(圖1)以相對穩(wěn)定地圍繞地球旋轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)衛(wèi)星16將在那一些位置上時，事先可制定衛(wèi)星16的位置，并與時間相結(jié)合地存儲。相應(yīng)地，天文歷表72可以記錄每個射束32(見圖1)所形成的每個網(wǎng)孔40(見圖1)的位置。表72確定在規(guī)定時間點上，每個靜止區(qū)54和與靜止區(qū)54相重疊的一個或多個網(wǎng)孔40。通過標(biāo)識形成網(wǎng)孔40的射束32和衛(wèi)星16，可以確定該網(wǎng)孔40。
程序控制退出過程64，從而當(dāng)已經(jīng)建立起靜止區(qū)圖68(見圖5)和天文歷表72(見圖6)時，系統(tǒng)12可執(zhí)行其它過程。
圖7示出了系統(tǒng)12所執(zhí)行的系統(tǒng)再對準(zhǔn)過程74的流程圖。通常，當(dāng)在系統(tǒng)12和用戶單元14間發(fā)生再對準(zhǔn)通信時，執(zhí)行過程74。特別地，當(dāng)系統(tǒng)12從用戶單元14接收到用戶單元14請求向系統(tǒng)12進行再對準(zhǔn)的信息時，執(zhí)行過程74。再對準(zhǔn)信息傳送用戶單元14的身份(ID)，請ID發(fā)出請求和陳列用戶單元位置的數(shù)據(jù)。該位置數(shù)據(jù)可能明確陳列出地理座標(biāo)、傳輸多普勒、傳播、網(wǎng)孔ID和/或可以轉(zhuǎn)變?yōu)榈乩碜鶚?biāo)或傳輸一靜止區(qū)編碼的時間數(shù)據(jù)。
過程74執(zhí)行任務(wù)76然后退出，從而系統(tǒng)12可以執(zhí)行其它過程。任務(wù)76記錄用戶單元14駐留的靜止區(qū)54。再對準(zhǔn)信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以直接地標(biāo)識靜止區(qū)54或使用靜止區(qū)定義圖68(見圖5)的地理座標(biāo)處確定該靜止區(qū)54。靜止區(qū)的編碼存儲在用戶寄存器78，圖6中示出了一個示例性的框圖。用戶寄存器78將靜止區(qū)編碼和其它用戶數(shù)據(jù)相聯(lián)系，用以MTSO18(見圖1)操作的每個用戶單元14。靜止區(qū)編碼的記錄可以覆蓋用戶單元14記錄的一個先前靜止區(qū)編碼，從而更新MTSO記錄，且系統(tǒng)12熟悉用戶單元的當(dāng)前靜止區(qū)54。對于用戶單元14來說，這些靜止區(qū)編碼變?yōu)橄到y(tǒng)已知的靜止區(qū)編碼。
從過程74退出之后，當(dāng)系統(tǒng)12從用戶單元14處接收到另一個再對準(zhǔn)請求時，過程74可能在將來的某一時刻重復(fù)該過程。通過重復(fù)過程74，系統(tǒng)12可以跟蹤用戶單元14的移動。
圖8示出了系統(tǒng)12執(zhí)行的系統(tǒng)輸入呼叫過程80的流程圖。一般說來，當(dāng)系統(tǒng)12接收到請求系統(tǒng)12向用戶單元14引入一個輸入呼叫時，執(zhí)行過程80。通過一個ID編碼，信息標(biāo)識用戶單元14。
過程80執(zhí)行任務(wù)82以得到標(biāo)識的用戶單元的靜止區(qū)54。通過咨詢用戶寄存器78(見圖6)，任務(wù)82可以知道用戶單元的靜止區(qū)54。接著任務(wù)84預(yù)測系統(tǒng)12將要發(fā)射的振鈴信息傳輸時間。在不久的將來，將發(fā)生該傳輸時間。通過向當(dāng)前時間加入一預(yù)定時間，可以作該預(yù)測。另外，通過定義作為衛(wèi)星16的一個指令以仿效發(fā)射一振鈴信息信號的一時間點，可以作該預(yù)測。
任務(wù)84后，任務(wù)86把在任務(wù)82得到的靜止區(qū)編碼和在任務(wù)84得到的傳輸時間轉(zhuǎn)換為射束身份。在執(zhí)行轉(zhuǎn)換中，任務(wù)86可能咨詢天文歷表72。任務(wù)86后，咨詢?nèi)蝿?wù)88確定是否有另一個網(wǎng)孔40與靜止區(qū)54相關(guān)的靜止區(qū)58(見圖3)相重疊。任務(wù)88可能希望處理包括在天文歷表72內(nèi)的數(shù)據(jù)，以加上一個附加的網(wǎng)孔身份至目標(biāo)網(wǎng)孔集中。如果另一網(wǎng)孔與靜止區(qū)58相重疊，程序控制返回任務(wù)86以標(biāo)識該網(wǎng)孔。程序控制保持在任務(wù)86和88的程序循環(huán)中，直至標(biāo)識完網(wǎng)孔目標(biāo)集中所有的成員。
沒有其它網(wǎng)孔40與靜止區(qū)58相重疊時，任務(wù)90指示網(wǎng)孔目標(biāo)集的特定的一個或多個衛(wèi)星16在特定的一個或多個射束32內(nèi)傳輸振鈴信息。該指示把用戶單元14的一個ID傳輸至所引入的振鈴信息。正如上面所討論的，指示可能還陳列出要傳遞信息的那一時刻。
任務(wù)90后，執(zhí)行任務(wù)92，使用一個或多個特定的衛(wèi)星16以發(fā)射振鈴信息。通過目標(biāo)網(wǎng)孔集的成員的網(wǎng)孔40內(nèi)播放振鈴信息信號，可以傳送該振鈴信息。每個振鈴信息信號可能覆蓋與網(wǎng)孔40(振鈴信息信號在其內(nèi)發(fā)射)大致相同的地理范圍。任務(wù)92后，程序控制退出過程80，并且系統(tǒng)12繼續(xù)其它過程。
圖9示出了系統(tǒng)12執(zhí)行的系統(tǒng)背景連續(xù)過程94的流程圖。一般說來，系統(tǒng)12連續(xù)地執(zhí)行過程94以播放位置數(shù)據(jù)，從而用戶單元14知道哪一時刻進行再對準(zhǔn)通信。
過程94執(zhí)行任務(wù)96，從一給定時間內(nèi)得到與射束32相符的靜止區(qū)54的列表。任務(wù)96可能咨詢天文歷表72(見圖6)以得到該列表。當(dāng)衛(wèi)星16將要發(fā)射一區(qū)域標(biāo)識信號時，任務(wù)96中選擇的某一時間點表示將的某一時刻。任務(wù)96被引入的特別射束32隨著過程94的連續(xù)循環(huán)內(nèi)的運行而改變。
任務(wù)96后，任務(wù)98使用衛(wèi)星16廣播區(qū)域標(biāo)識信號。該區(qū)域標(biāo)識信號最好包括用以標(biāo)識靜止區(qū)54與網(wǎng)孔40相重疊的靜止區(qū)編碼。該網(wǎng)孔40是當(dāng)發(fā)射信號時，由衛(wèi)星的射束32形成的。接著，任務(wù)100標(biāo)識下一射束32，靠該射束發(fā)射一個區(qū)域標(biāo)識信號，并且程序控制返回任務(wù)96。程序控制連續(xù)地保持在該循環(huán)中。相應(yīng)地，每個網(wǎng)孔40中，系統(tǒng)12廣播傳輸數(shù)據(jù)時，標(biāo)識靜止區(qū)54與網(wǎng)孔40一致的數(shù)據(jù)。
圖10示出了用戶單元14執(zhí)行的用戶單元再對準(zhǔn)過程102的流程圖。一般說來，用戶單元14連續(xù)地執(zhí)行過程102的確定何時需要與系統(tǒng)12進行再對準(zhǔn)通信。通過用戶單元14的全體執(zhí)行過程102，網(wǎng)絡(luò)10設(shè)法得到希望的再對準(zhǔn)頻率平衡。由于頂頭上的再對準(zhǔn)通信浪費了頻譜資源，否則可以用于有效負荷通信，所以不希望那么多的再對準(zhǔn)。當(dāng)系統(tǒng)12有過時的“系統(tǒng)所知”的靜止區(qū)編碼時，由于用戶單元14可能接收不到輸入呼叫振鈴信息，所以也不希望太少的再對準(zhǔn)。
過程102執(zhí)行任務(wù)104以監(jiān)視區(qū)域標(biāo)識信號。區(qū)域標(biāo)識信號最好是當(dāng)接收到它時，用戶單元14所處的網(wǎng)孔40內(nèi)傳輸?shù)男盘?。如圖9所討論的，該信號傳送靜止區(qū)編碼列表，并且任務(wù)104獲得該列表。
任務(wù)104后，詢問任務(wù)106檢查靜止區(qū)編碼列表以確定該列表中是否包括“系統(tǒng)已知”的靜止區(qū)編碼。如下所述，用戶單元14記錄該“系統(tǒng)已知”編碼，從而在任務(wù)106中可以從它的存儲器得到該編碼。一旦列表中包括“系統(tǒng)已知”編碼，用戶單元14可以接收引入到它的振鈴信息信號，而不需要再對準(zhǔn)過程。這樣，程序控制返回任務(wù)104。
當(dāng)任務(wù)106確定區(qū)域標(biāo)識信號內(nèi)傳送的列表中不包括“系統(tǒng)已知”的編碼時，那么用戶單元14從它最后記在系統(tǒng)12處移動一個很大的距離。當(dāng)列表中不包括“系統(tǒng)已知”編碼時，根據(jù)要實施的本發(fā)明的特別實施例，執(zhí)行任務(wù)108或108′。
任務(wù)108從它可接收的區(qū)域標(biāo)識信號處跟蹤靜止區(qū)編碼列表。以確定當(dāng)前靜止區(qū)54的一個有效靜止區(qū)編碼。在一段時間內(nèi)用戶單元14監(jiān)視區(qū)域標(biāo)識信號，列表中的一些靜止區(qū)編碼可能現(xiàn)出一段時間，然后消失，而后又重現(xiàn)。其它靜止區(qū)編碼可能長時間出現(xiàn)或者連續(xù)出現(xiàn)。任務(wù)108可能選擇最長時間出現(xiàn)的作為一有效編碼的靜止區(qū)域編碼。
另一任務(wù)108′使用不同的技術(shù)以確定用于用戶單元的位置。任務(wù)108′可以得到由諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)、Loran、航空航海系統(tǒng)等所提供的數(shù)據(jù)。還有，任務(wù)108′可能與衛(wèi)星16一起測量位于衛(wèi)星16和用戶單元14之間的通信信號的多普勒、傳送延遲和其它參數(shù)。
任務(wù)108或108′后，任務(wù)110發(fā)送一再對準(zhǔn)信息至系統(tǒng)12。再對準(zhǔn)信息告知系統(tǒng)12用戶單元的身份及其位置。如果執(zhí)行任務(wù)108，則通過靜止區(qū)編碼傳輸位置信息。如果執(zhí)行任務(wù)108′，則通過地理參數(shù)或能被處理為地理參數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸該位置信息。
接著，任務(wù)112記錄用于任務(wù)106中使用的新的“系統(tǒng)已知”靜止區(qū)域編碼，然后返回任務(wù)104。記錄在任務(wù)112中的“系統(tǒng)已知”靜止區(qū)編碼可以系統(tǒng)12到用戶單元14之間進行通信，以響應(yīng)再對準(zhǔn)信息。通過返回任務(wù)104，重復(fù)過程102，從而用戶單元14可以確定它何時移出系統(tǒng)12將未傳遞給它的振鈴信息信號的范圍之外。
圖11示出了用戶單元14執(zhí)行的用戶單元備用過程114的流程圖。一般說來，不管怎么用戶單元14都執(zhí)行過程114，否則執(zhí)行再對準(zhǔn)、建立呼叫、進行呼叫或終止呼叫過程。
過程114執(zhí)行任務(wù)116以監(jiān)視系統(tǒng)12傳輸?shù)恼疋徯畔⑿盘?。檢測到一振鈴信號時，詢問任務(wù)118確定用戶單元的ID是否由振鈴信號傳遞的。如果振鈴信號不傳遞用戶單元的ID，那么振鈴信號不被引入該用戶單元14，并且可能被引入另一個用戶單元14。這種情況下，程序控制返回任務(wù)116以繼續(xù)監(jiān)視振鈴信號。
當(dāng)任務(wù)118檢測到一個傳遞用戶單元的ID的振鈴信息信號時，執(zhí)行任務(wù)120以初始化系統(tǒng)12的一個呼叫的建立。任務(wù)120后，程序控制退出備用過程114以執(zhí)行呼叫建立、呼叫執(zhí)行、呼叫撤消以及其它過程。
總之，本發(fā)明提供了一個改進的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)。提供了靠移動網(wǎng)孔引入輸入呼叫的一種蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)。諸如MTSO的現(xiàn)存靜止網(wǎng)孔蜂窩裝置可以與移動網(wǎng)孔蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)一起使用。這種現(xiàn)在裝置，在靜止區(qū)而不是在網(wǎng)孔內(nèi)跟蹤用戶單元。需要時，把靜止區(qū)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)孔。只需要少量的頻譜資源以跟蹤用戶單元的位置。需要時才出現(xiàn)再對準(zhǔn)，而不管用戶有單元是否駐留在新的網(wǎng)孔中。為跟蹤用戶單元位置，只需要少量的存儲器和處理資源。
參照最佳實施例描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以對這些實施例進行變化和修改。比比，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，用戶單元和系統(tǒng)可以執(zhí)行許多與本發(fā)明無直接關(guān)系、在此處沒討論的其它過程。還有，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，所示的流程圖是為了說明本發(fā)明，從而可以設(shè)想實施流程的不同技術(shù)。特別地，這里所討論的每一任務(wù)都可被中斷以允許程序執(zhí)行其它任務(wù)。另外，可以改變特定的任務(wù)順序，并且實施這些任務(wù)的特別技術(shù)可以隨著系統(tǒng)的改變而改變。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的這些和其它變化和修改是包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.移動網(wǎng)孔蜂窩通信系統(tǒng)中，通過形成移動網(wǎng)孔的天線射束進行通信，并且用戶單元通過所述通信的一部分不時地接收輸入呼叫，操作所述系統(tǒng)用以確定向何處引入所述輸入呼叫的一種方法，所述方法的特征在于包括如下步驟定義一個靜止區(qū)模式，從而一個所述用戶單元駐留在一個所述靜止區(qū)內(nèi)；標(biāo)識所述一個用戶單元駐留的那一個所述靜止區(qū)；接收一個請求，用以把一個輸入呼叫引入到所述一個用戶單元；為響應(yīng)所述接收步驟，確定哪一個所述天線射束形成第一所述網(wǎng)孔的，所述第一網(wǎng)孔與所述一靜止區(qū)一致；以及通過形成所述第一網(wǎng)孔的那一所述天線射束發(fā)射一個信息。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述定義步驟，其特征在于，包括把靜止區(qū)編碼分配給所述靜止區(qū)的步驟；以及所述標(biāo)識步驟，其特征在于，包括記錄所述靜止區(qū)編碼的一個的步驟，所述靜止區(qū)編碼相應(yīng)于所述一用戶單元所駐留的那一所述靜止區(qū)。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中所述靜止區(qū)的所述那一個被一個界線所包圍；所述確定步驟確定所述網(wǎng)孔的一個目標(biāo)集，其中所述第一網(wǎng)孔是網(wǎng)孔所述目標(biāo)集中的一個，并且網(wǎng)孔的所述目標(biāo)集的每一個都與一個靜止區(qū)一致，其中該靜止區(qū)的界線至少以一預(yù)定距離位于所述靜止區(qū)的所述那一個的所述界線之外；以及所述發(fā)射步驟，通過形成所述網(wǎng)孔目標(biāo)集的所述天線射束的一個，發(fā)射所述信息。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中所述靜止區(qū)的模式包圍不同人口密度的居住區(qū)；以及所述定義步驟，其特征在于，通過改變所述靜止區(qū)的大小，以響應(yīng)所述人口密度。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中所述靜止區(qū)的模式包圍具有地理界線的各種地理管轄區(qū)；以及所述定義步驟，其特征在于，構(gòu)造所述靜止區(qū)的形狀以符合所述地理界線。
6.移動網(wǎng)孔蜂窩通信系統(tǒng)中，其中用戶單元不時地進行再對準(zhǔn)通信，告知系統(tǒng)用戶單元的位置，操作所述用戶單元，用以確定何時允許再對準(zhǔn)通信的一種方法，所述方法其特征在于，包括如下步驟得到標(biāo)識多個靜止區(qū)的第一的靜止區(qū)數(shù)據(jù)，所述用戶單元駐留在所述第一區(qū)域內(nèi)；監(jiān)視所述系統(tǒng)廣播的一個區(qū)域標(biāo)識信號，所述區(qū)域標(biāo)識信號傳送標(biāo)識一個或多個與所述區(qū)域標(biāo)識信號要引入的網(wǎng)孔一致的所述靜止區(qū)的數(shù)據(jù)；以及當(dāng)所述一靜止區(qū)被標(biāo)識為不是駐留在所述區(qū)域標(biāo)識信號所引入的所述網(wǎng)孔的一個所述區(qū)域時，允許所述再對準(zhǔn)通信。
7.一種移動網(wǎng)孔蜂窩通信系統(tǒng)，其內(nèi)的呼叫是用于寬業(yè)務(wù)區(qū)域，并且其內(nèi)的用于用戶單元的輸入呼叫只引入所述業(yè)務(wù)一部分區(qū)域的，所述通信系統(tǒng)，其特征在于一個或多個發(fā)射多個移動天線射束的系統(tǒng)節(jié)點形成移動網(wǎng)孔；定義共同形成所述寬業(yè)務(wù)區(qū)域的靜止區(qū)模式的裝置；標(biāo)識所述用戶單元之一報駐留的所述靜止區(qū)之一的裝置；與所述定義裝置、所述標(biāo)識裝置和至少所述系統(tǒng)節(jié)點之一進行數(shù)據(jù)通信的一個控制器，為響應(yīng)請求將一個輸入呼叫引入到所述一個用戶單元時，構(gòu)造所述控制器以確定哪一天線射束形成第一所述網(wǎng)孔，所述第一網(wǎng)孔與所述靜止區(qū)的所述之一相一致，并且指示相應(yīng)于所述第一網(wǎng)孔的所述系統(tǒng)節(jié)點之一在所述第一網(wǎng)孔內(nèi)發(fā)射振鈴信號，所述振鈴信號傳遞標(biāo)識所述一個用戶的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7的通信系統(tǒng)，其中所述靜止區(qū)的所述之一被一個界線所包圍；以及進一步構(gòu)成所述控制器，用以確定所述網(wǎng)孔的一個目標(biāo)集，其中所述第一網(wǎng)孔是網(wǎng)孔所述目標(biāo)集的一員，并且所述目標(biāo)集的每個成員，與界線駐留在界線與所述靜止區(qū)域所述之一的所述界線有至少有一定距離的靜止區(qū)相一致；并且所述控制器，通過形成網(wǎng)孔所述網(wǎng)孔目標(biāo)集的所述天線射束之一，控制要被發(fā)射的所述振鈴信號。
9.用于蜂窩通信系統(tǒng)的一個用戶單元，其中管理呼叫用于寬業(yè)務(wù)區(qū)域，所述用戶單元，其特征在于監(jiān)視區(qū)域標(biāo)識信號的裝置；比較所述區(qū)域標(biāo)識信號與靜止區(qū)編碼列表的裝置；以及當(dāng)所區(qū)域標(biāo)識信號不在所述靜止區(qū)編碼列表中時，用于傳遞所述區(qū)域標(biāo)識信號至所述蜂窩通信系統(tǒng)的裝置。
10.用于蜂窩通信系統(tǒng)的一個用戶單元，其中管理呼叫用于寬業(yè)務(wù)區(qū)域，所述用戶單元其特征在于監(jiān)視區(qū)域標(biāo)識信號的裝置；比較所述區(qū)域標(biāo)識信號與靜止區(qū)編碼列表的裝置；確定所述用戶單元位置的裝置；以及當(dāng)所述區(qū)域標(biāo)識信號不在所述靜止態(tài)編碼列表中時，傳遞所述位置至所述蜂窩通信系統(tǒng)的裝置。
全文摘要
網(wǎng)絡(luò)包括一個系統(tǒng)和用戶單元全體。系統(tǒng)衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)并在地球表面形成移動網(wǎng)孔。在地圖中定義了一個覆蓋系統(tǒng)業(yè)務(wù)區(qū)域的靜止區(qū)模式。系統(tǒng)示出用于戶單元的靜止區(qū)。當(dāng)需要向用戶單元引入一輸入呼叫時，把用戶單元的靜止區(qū)轉(zhuǎn)換為形成與靜止區(qū)一致的網(wǎng)孔的射束身份。僅在這些網(wǎng)孔中傳輸振鈴信號。用戶單元監(jiān)視用于標(biāo)識靜止區(qū)與發(fā)射信號的網(wǎng)孔重疊的區(qū)域標(biāo)識信號。當(dāng)系統(tǒng)知道靜止區(qū)不在被標(biāo)識的靜止區(qū)時，用戶單元進行再對準(zhǔn)通信。
文檔編號H04B7/185GK1118123SQ9510503
公開日1996年3月6日 申請日期1995年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月2日
發(fā)明者詹姆斯·鮑爾斯·雷登, 肯尼思·李·索里斯, 戴維·特里斯 申請人:摩托羅拉公司