專利名稱：在蜂窩系統(tǒng)中請求越區(qū)切換志愿者的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信方法，特別涉及在蜂窩系統(tǒng)中請求越區(qū)切換到其他的可用信道的志愿者(volunteer)以減少丟掉呼叫量的方法。
常規(guī)的陸上蜂窩系統(tǒng)控制用戶單元何時(shí)和如何從一個(gè)網(wǎng)孔越區(qū)切換的另一個(gè)網(wǎng)孔。這種情況何時(shí)出現(xiàn)通常根據(jù)很多因素，例如包括一個(gè)特定網(wǎng)孔可用的呼叫資源數(shù)量、相鄰網(wǎng)孔的信號強(qiáng)度和該用戶單元的位置。陸上蜂窩系統(tǒng)識(shí)別這種用戶單元和發(fā)送消息通知這些用戶單元“越區(qū)切換到另一個(gè)網(wǎng)孔”(如果它可能的話)。
“負(fù)荷卸載”(Load Shedding)是陸上蜂窩系統(tǒng)使用的技術(shù)，以便知道哪個(gè)用戶單元可移動(dòng)到其它的網(wǎng)孔并通知那些用戶單元(它們是能夠越區(qū)切換到另一個(gè)網(wǎng)孔的)越區(qū)切換到下一個(gè)網(wǎng)孔。由于大多數(shù)的陸上蜂窩系統(tǒng)知道其用戶單元的越區(qū)切換的情況，陸上系統(tǒng)可將在當(dāng)前網(wǎng)孔邊沿的呼叫移動(dòng)到其它網(wǎng)孔。將呼叫越區(qū)切換到其它網(wǎng)孔增加了正在經(jīng)受大的呼叫需求的當(dāng)前網(wǎng)孔的呼叫容量。
衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)顯著地不同于陸上蜂窩系統(tǒng)，因?yàn)樾l(wèi)星通常不知道其用戶單元的越區(qū)切換情況。這是因?yàn)樾l(wèi)星不具有跟蹤用戶單元越區(qū)切換情況所需的處理功率。用戶單元通常確定它們自己何時(shí)需要越區(qū)切換，因此衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)不能執(zhí)行由陸上蜂窩系統(tǒng)使用的任何“負(fù)荷卸載”技術(shù)。
在衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)中，指配給不同網(wǎng)孔的呼叫資源數(shù)量是經(jīng)常變化的。在特定網(wǎng)孔上的信道資源變化成為一組新的減少的信道資源的情況規(guī)則地出現(xiàn)。因此，一些呼叫可能不得不被丟掉。此外，在不存在更多的硬件能力時(shí)，有時(shí)必須使新的網(wǎng)孔可使用。在這些時(shí)候呼叫能力必須從其它網(wǎng)孔得到，而且呼叫可能不得不丟掉。
據(jù)此，現(xiàn)在需要一種用以減少或消除衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)中丟掉呼叫的方法，在該系統(tǒng)中衛(wèi)星不知道用戶單元越區(qū)切換情況并且和呼叫資源的數(shù)量是動(dòng)態(tài)變化的。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)的概括圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例由衛(wèi)星投影到地球表面的蜂窩天線3圖形的典型布局圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例越區(qū)切換志愿者的方法流程圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例由用戶單元執(zhí)行的越區(qū)切換志愿者的方法流程圖；和圖5示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例信道釋放的方法流程圖。
在本說明書中使用的術(shù)語“衛(wèi)星”意味著預(yù)定繞一個(gè)天體諸如地球軌道運(yùn)行的一個(gè)人造物體或飛行物。術(shù)語“衛(wèi)星”預(yù)定包括對地球保持相對靜止的和在軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星二者和/或包括低地球軌道或中地球軌道衛(wèi)星的組合。術(shù)語“地球”預(yù)定包括通信衛(wèi)星可繞其運(yùn)行的任何天體。術(shù)語“星座”意味著安排在軌道上的衛(wèi)星的集合，用于提供該天體的規(guī)定部分或全部的覆蓋(例如，無線電通信、攝影測量等)。術(shù)語星座典型地包括多個(gè)衛(wèi)星環(huán)(或平面)并且在每個(gè)平面可具有同等數(shù)量的衛(wèi)星，盡管這并不是主要的。術(shù)語“網(wǎng)孔”和“天線方向圖”不限于任何具體的形成方式，并且包括由陸上的或衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)之一和/或它們的組合形成的。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)的概括圖。雖然圖1示出一個(gè)極其簡化的衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)10，但是系統(tǒng)10使用軌道衛(wèi)星20而在地球上和繞著地球分布的。本發(fā)明可應(yīng)用于具有在低地球軌道、中地球軌道或地球同步軌道中的衛(wèi)星20的衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)，還可應(yīng)用于具有以任何傾斜角(例如，極、赤道或另一個(gè)軌道圖形)環(huán)繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星20的衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)10。
衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)10包括至少一個(gè)衛(wèi)星20和任意數(shù)量的用戶單元30。衛(wèi)星20最好是繞地球的低地球軌道衛(wèi)星。衛(wèi)星20可以是單一衛(wèi)星或繞地球的衛(wèi)星星座的一部分，如在低地球軌道中具有六十六個(gè)衛(wèi)星的星座的IRIDIUM項(xiàng)目。雖然在使用大量衛(wèi)星時(shí)可有利地使用本發(fā)明，但它還可應(yīng)用于至少一個(gè)衛(wèi)星。
這里敘述的方法也可應(yīng)用到?jīng)]有獲得地球全覆蓋(即在由星座提供的通信覆蓋中存在著“洞”)的衛(wèi)星星座，和應(yīng)用于出現(xiàn)地球部分的多重覆蓋(即，一個(gè)以上的衛(wèi)星能看見在地球表面上的一個(gè)特定點(diǎn))的衛(wèi)星星座。
衛(wèi)星20與用戶單元30通信使用頻分多路復(fù)用(FDM)、時(shí)分多路復(fù)用(TDM)、碼分多路復(fù)用(CDM)或者它們的組合。上行鏈路或下行鏈路信號在特定的時(shí)機(jī)(時(shí)隙)在選擇的頻率上以脈沖串或分組形式發(fā)送時(shí)采用組合。但是，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的，可以采用其它的方法。衛(wèi)星20如何發(fā)送數(shù)據(jù)(或呼叫)和從用戶單元30接收數(shù)據(jù)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉的。
用戶單元30可以在地球表面的任何地方或在地球上大氣層中(例如在噴氣飛機(jī)中)。用戶單元30最好是能夠發(fā)送數(shù)據(jù)到衛(wèi)星20和從衛(wèi)星20接收數(shù)據(jù)的通信設(shè)備。舉例來說，用戶單元30可以是尋呼機(jī)或者適用于與衛(wèi)星20通信的手持的、便攜的蜂窩電話機(jī)。通常，用戶單元30不需要執(zhí)行對衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)20的任何控制功能。如果它們可以發(fā)送到衛(wèi)星20和從衛(wèi)星20接收，則衛(wèi)星蜂窩電話機(jī)是最好的。用戶單元30也可以是雙方式的蜂窩電話機(jī)，它可發(fā)送到衛(wèi)星20和陸上蜂窩系統(tǒng)或設(shè)備和從衛(wèi)星20陸上蜂窩系統(tǒng)或設(shè)備接收。遠(yuǎn)端單元30由本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉的硬件構(gòu)成。用戶單元30如何發(fā)送數(shù)據(jù)到和從衛(wèi)星20接收數(shù)據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟悉的。
衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)10可容納任何數(shù)量的用戶單元30。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，用戶單元30經(jīng)過用戶鏈路與靠近的衛(wèi)星20通信。用戶鏈路是被分成很多信道(例如，鈴提醒信道、廣播信道、捕獲信道和業(yè)務(wù)信道)的電磁頻譜的有限部分。用戶鏈路最好是L頻段和/或K頻段頻率信道的組合，并且可以包含頻分多址(FDMA)和/或時(shí)分地址(TDMA)和/或碼分多址(CDMA)或者它們的任何組合。
業(yè)務(wù)信道是由衛(wèi)星20不時(shí)地指配給一個(gè)特定的用戶單元30的雙向信道?？梢允褂脭?shù)字格式在該信道上傳送數(shù)據(jù)以支持實(shí)時(shí)通信。至少一個(gè)業(yè)務(wù)信道被指配用于每個(gè)呼叫，且每條業(yè)務(wù)信道具有足夠的帶寬，支持至少雙向話音或數(shù)據(jù)通信。為了支持實(shí)時(shí)通信，最好使用時(shí)分地址(TDMA)方案將約為10-90毫秒范圍內(nèi)的時(shí)間分為幀。特定的業(yè)務(wù)信道被指配在每幀內(nèi)具有3-10毫秒的持續(xù)期的特定的發(fā)生和接收時(shí)隙。模擬音頻信號被數(shù)字化，以使整個(gè)幀的信號在被指配的時(shí)隙期間以單個(gè)短的高速脈沖的形式串發(fā)送或接收。每個(gè)衛(wèi)星20可支持多達(dá)一千個(gè)左右業(yè)務(wù)信道，以使每個(gè)衛(wèi)星20可同時(shí)服務(wù)大量的單獨(dú)呼叫。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員承認(rèn)業(yè)務(wù)信道可被構(gòu)成，而無須這樣的時(shí)隙結(jié)構(gòu)，和可采用不要求數(shù)字化該模擬話音信號的方法。用于構(gòu)成信道和處理話音或數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確方法對于本發(fā)明是不重要的。
衛(wèi)星20通過交叉鏈路與其它靠近的或相鄰的衛(wèi)星20通信。為此，來自位于或接近地球表面上的任何點(diǎn)的用戶單元30的呼叫或通信可通過衛(wèi)星20的星座發(fā)送到基本上在地球表面的任何其它點(diǎn)的范圍內(nèi)。通信可從衛(wèi)星20使用用戶鏈路向下發(fā)送到用戶單元30或接近地球表面。據(jù)此，衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)10可建立通信路徑，用于通過衛(wèi)星20的星座在任何兩個(gè)用戶單元30之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
圖2示出由衛(wèi)星20投影地地球表面的蜂窩天線圖形的典型布局圖。每個(gè)衛(wèi)星20都包括定向天線的一個(gè)陣列(未示出)。每個(gè)陣列以很多不同的角度投影很多分離天線方向圖(discrete antennacell)25或廣播信道天線圖形到地球的表面。圖2示出衛(wèi)星20在地球表面形成的網(wǎng)孔24的結(jié)果圖型的圖。在圖2中以雙線劃界的“腳印”區(qū)26是從由一個(gè)衛(wèi)星20的天線陣列產(chǎn)生的天線方向圖25得到的。位于區(qū)域26之外的網(wǎng)孔24是從其它衛(wèi)星20利用天線陣列產(chǎn)生的。
每個(gè)天線方向圖25具有直徑大約500-600英里并且在以30秒內(nèi)約110英里的速率在地球表面上移動(dòng)。只是為了便于描述，天線方向圖25被表示為六角形的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉，天線方向圖25也可以是其它的形狀的。例如，在天線方向圖25從衛(wèi)星20發(fā)送的情況下，根據(jù)射入地球表面的角度，一些天線方向圖25的形狀可以是細(xì)長的橢圓形或圓形的。天線方向圖的具體形狀對本發(fā)明是不重要的。雖然在圖2中沒有表示，天線的方向圖25可以重疊。本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得，天線方向圖25一般代表與一個(gè)網(wǎng)孔相關(guān)的信號電平大于某個(gè)預(yù)定電平的區(qū)域，而在那個(gè)區(qū)域之外，該信號電平小于預(yù)定電平。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，在用戶單元30保持相對靜止時(shí)，天線方向圖在地球表面上移動(dòng)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，這個(gè)移動(dòng)是由發(fā)送該信道的衛(wèi)星20的移動(dòng)引起的。天線方向圖25從赤道移動(dòng)到兩極產(chǎn)生相鄰衛(wèi)星20之間的天線方向圖的重疊。由于出現(xiàn)重疊，一些信道最好關(guān)閉以防止重疊的天線圖25之間的干擾。
用戶單元30根據(jù)在用戶單元30接收的廣播信道的電平或信號質(zhì)量初始地確定與那個(gè)網(wǎng)孔通信。例如，位于網(wǎng)孔的中心區(qū)內(nèi)的用戶單元30最可能選擇在與這個(gè)網(wǎng)孔相關(guān)的信道上通信，因?yàn)樵谠撝行膮^(qū)中網(wǎng)孔的廣播信道電平一般是最大的。如果用戶單元30位于兩個(gè)天線方向圖或網(wǎng)孔24重疊的區(qū)域中，則用戶單元30可從與其通信的任一個(gè)網(wǎng)孔中選擇，因?yàn)閺V播信道信號電平一般是相似的。
只要用戶單元30仍在該網(wǎng)孔中，業(yè)務(wù)信道的指配才是有效的。一般地，根據(jù)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，這個(gè)周期大約是30秒。每個(gè)周期必須建立新的業(yè)務(wù)信道指配。由于快速的移動(dòng)天線方向圖，用戶單元30希望監(jiān)視被考慮用于越區(qū)切換的相鄰網(wǎng)孔的廣播信道。
圖2還示出了根據(jù)頻譜劃分為七個(gè)分離的信道組對網(wǎng)孔24指配的信道組。由衛(wèi)星20使用的頻譜被劃分為信道組的精確數(shù)量對于本發(fā)明是不重要的。圖2通過使用字母“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”和“G”定位7個(gè)分離的信道組。本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得，可使用不同數(shù)量的信道組，例如12個(gè)，如果使用不同信道的數(shù)量，達(dá)到分配給網(wǎng)孔24的信道組將不同于在圖2中表示的指配圖。同樣地，本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得，每個(gè)信道組可包括一個(gè)信道或任何數(shù)量的正交信道。如圖2所示的，指配給網(wǎng)孔24的信道組允許在地理空間上分開的網(wǎng)孔24中重復(fù)使用該有限頻譜。換句話說，非正交的信道組同時(shí)進(jìn)行通信而沒有干擾，因?yàn)槭褂梅钦恍诺澜M的網(wǎng)孔24互相在空間分開而且不重疊。此外，每個(gè)“腳印”區(qū)26能夠以任何分離的信道組工作，在任何特定時(shí)間由任何特定的用戶單元30使用的特定信道組是由衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)10控制的。雖然對于本發(fā)明具體通信技術(shù)是不重要的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得，在本發(fā)明中可使用上述通信技術(shù)(TDMA、FDMA、CDMA等)的任何一種技術(shù)或組合。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的越區(qū)切換志愿者方法100的流程圖。方法100可由在衛(wèi)星星座中的衛(wèi)星20或由任何陸上蜂窩系統(tǒng)執(zhí)行。首先對圖3中流程圖的概況進(jìn)行討論，隨后，對圖3所示的每個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)討論。假定衛(wèi)星20或陸上蜂窩系統(tǒng)不知道越區(qū)切換情況或用戶單元30的要求。方法100在資源或呼叫能力減少情況將出現(xiàn)之前(該情況將導(dǎo)致一些呼叫丟失或移動(dòng)到另一個(gè)網(wǎng)孔)預(yù)測一個(gè)預(yù)定時(shí)間確定是否特定網(wǎng)孔服務(wù)的任何用戶單元30要志愿提供從當(dāng)前網(wǎng)孔越區(qū)切換到另一個(gè)網(wǎng)孔。在當(dāng)前網(wǎng)孔的所有用戶單元30將確定是否能越區(qū)切換到其它的候選網(wǎng)孔，這些候選網(wǎng)孔用于成功的越區(qū)切換幾乎沒有信號降級并且可服務(wù)在進(jìn)行中的呼叫。可越區(qū)切換的另一個(gè)網(wǎng)孔的所有用戶單元30向衛(wèi)星20發(fā)送一個(gè)越區(qū)切換請求消息，志愿提供一個(gè)志愿者越區(qū)切換。然后衛(wèi)星20接受為了補(bǔ)償資源或呼叫指配問題所需的那樣多的志愿者越區(qū)切換請求。然而，衛(wèi)星20拒絕超過需要的越區(qū)切換志愿者最大數(shù)量的任何志愿者越區(qū)切換請求。
如圖3所示的，在步驟120，衛(wèi)星20檢查資源短缺是否繼續(xù)出現(xiàn)。資源缺乏以各種方式表示。在優(yōu)選的實(shí)施例中，一個(gè)“表變化”指示資源短缺是否繼續(xù)出現(xiàn)?！氨碜兓笔菚r(shí)間標(biāo)記的事件或在預(yù)定的時(shí)間出現(xiàn)的事件，例如表示該網(wǎng)孔的呼叫能力是否繼續(xù)變化(增加或減少)。該檢查可在該“表變化”之前的一個(gè)預(yù)定時(shí)間量出現(xiàn)。雖然最好是5秒，但是需要足夠的時(shí)間請求越區(qū)切換志愿者，接收越區(qū)切換志愿者和越區(qū)切換呼叫到另一個(gè)網(wǎng)孔。資源減少也可由可用信道(例如頻率和時(shí)隙)數(shù)量的減少表示。由于各種因素，衛(wèi)星20的網(wǎng)孔的呼叫能力可變化。還有其它的方式指示資源缺乏是否出現(xiàn)，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟悉的。
在步驟104，如果衛(wèi)星20確定呼叫或信道資源沒有預(yù)定的短缺，則在步驟106，衛(wèi)星20等待，直到在步驟102確定是否有呼叫資源短缺之前的下一個(gè)“表變化”之前為止。重復(fù)步驟102、104和106，直到衛(wèi)星20確定有呼叫資源短缺為止。如果確定出現(xiàn)呼叫資源短缺，則在步驟108衛(wèi)星20計(jì)算在資源短缺出現(xiàn)之前越區(qū)切換到另一個(gè)需要的志愿者的數(shù)量。這個(gè)計(jì)算例如可包含從在某個(gè)未來時(shí)間的相同網(wǎng)孔的呼叫資源容量減去當(dāng)前正服務(wù)的網(wǎng)孔的呼叫數(shù)量。這個(gè)數(shù)量代表需要轉(zhuǎn)移到另一個(gè)網(wǎng)孔或丟掉的呼叫數(shù)，因?yàn)樵谖磥頃r(shí)間該當(dāng)前網(wǎng)孔不能處理所有的呼叫。另一個(gè)確定資源短缺的方式是可用信道數(shù)量是否減少少于需要的信道數(shù)。
一旦計(jì)算了用于越區(qū)切換的志愿者的數(shù)量，在步驟110，衛(wèi)星20對志愿者發(fā)送信號給在當(dāng)前網(wǎng)孔中的所有用戶單元30。志愿者是能夠越區(qū)切換的另一個(gè)網(wǎng)孔的那些用戶單元30，它是具有強(qiáng)的信號的一個(gè)網(wǎng)孔。最可能提供志愿用于越區(qū)切換的用戶單元30是在網(wǎng)孔邊沿的那些用戶單元30。衛(wèi)星20以很多方式發(fā)信號通知用戶單元30；例如，一種方式是設(shè)定在衛(wèi)星20與用戶單元30之間傳送的鏈路控制信息中的比特或字，以指示需要志愿者，如果用戶單元30確定它可能要成為志愿者(根據(jù)圖4表示和敘述的流程圖)，則用戶單元30通知衛(wèi)星20，衛(wèi)星20執(zhí)行必要的越區(qū)切換。越區(qū)切換的過程包括通信從當(dāng)前網(wǎng)孔(和信道)轉(zhuǎn)移到能夠處理或服務(wù)該呼叫的另一個(gè)網(wǎng)孔。呼叫從一個(gè)網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到另一個(gè)網(wǎng)孔的越區(qū)切換過程和步驟是本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉的。
在步驟112，衛(wèi)星20確定是否接收足夠的志愿者。如果足夠的用戶單元志愿提供越區(qū)切換，則衛(wèi)星20停止通知用戶單元30需要志愿者和拒絕任何其它的志愿者。方法100前進(jìn)到步驟106，在下一個(gè)“表變化”之前的預(yù)定時(shí)間等待并且最終到步驟102。在步驟112，如果沒有足夠的用戶單元30志愿提供越區(qū)切換，則在步驟116，衛(wèi)星20確定是否出現(xiàn)“表變化”。如果“表變化”還沒有出現(xiàn)，則在步驟112衛(wèi)星20再次確定是否足夠的用戶單元志愿提供越區(qū)切換到另一個(gè)網(wǎng)孔。重復(fù)步驟116和112，直到足夠的志愿的用戶單元30，或者一個(gè)“表變化”出現(xiàn)或正要出現(xiàn)。
如果“表變化”出現(xiàn)或正要出現(xiàn)，則在步驟118衛(wèi)星20將停止通知用戶單元30需要志愿者。接著，在步驟120衛(wèi)星20將向用戶單元30發(fā)送釋放警告給一組用戶單元30它們的呼叫必須丟掉。用戶單元30可能仍有時(shí)間越區(qū)切換它們的呼叫到另一個(gè)網(wǎng)孔，正如關(guān)于圖5所示的流程圖所討論的。如果用戶單元30越區(qū)切換到另一個(gè)“足夠強(qiáng)的”網(wǎng)孔(如圖5所示的)，則在越區(qū)切換執(zhí)行時(shí)在步驟122釋放這些信道。在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間量之后，最好大約5秒，沒有越區(qū)切換它們的呼叫到另一個(gè)網(wǎng)孔的用戶單元30，在步驟124丟掉或釋放警告呼叫。方法100前進(jìn)到步驟106，等待直到在重復(fù)該方法請求用于越區(qū)切換的志愿者之前的下一個(gè)“表變化”之前為止。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例由用戶單元30執(zhí)行的志愿者越區(qū)切換方法200的流程圖。正如圖4中所示的，在步驟202，用戶單元30檢查衛(wèi)星20(或在陸上蜂窩系統(tǒng)中的陸上站)是否在要求越區(qū)切換的志愿者。用戶單元30通過檢查在鏈路控制字中的志愿者指示信息可確定衛(wèi)星20是否在進(jìn)行這個(gè)請求，該控制字是在衛(wèi)星20和用戶單元30發(fā)送的。鏈路控制字是大約每90毫秒從衛(wèi)星20發(fā)送的；但是也可使用其它的時(shí)間周期。
在步驟204，用戶單元30確定衛(wèi)星20是否在請求越區(qū)切換的志愿者。
雖然衛(wèi)星20最好用于發(fā)送志愿者的請求，但在陸上蜂窩系統(tǒng)中的陸上站也可發(fā)送請求越區(qū)切換志愿者的請求。在步驟204，如果衛(wèi)星20沒有請求越區(qū)切換的志愿者，則在步驟206用戶單元等待，直到從衛(wèi)星20收到下一個(gè)幀為止。術(shù)語“幀”意味著數(shù)據(jù)分組，它包括控制鏈路信息(例如，指示需要越區(qū)切換的志愿者的比特或字)而且也可包括話音或數(shù)據(jù)分組。由用戶單元30執(zhí)行步驟202、204和206，直到它確定衛(wèi)星在請求越區(qū)切換的志愿者。
在步驟204，如果衛(wèi)星20在請求越區(qū)切換的志愿者，則在步驟208用戶單元30檢查任何強(qiáng)的鄰近網(wǎng)孔。強(qiáng)的鄰近網(wǎng)孔是提供足夠信號強(qiáng)度的網(wǎng)孔，以便在衛(wèi)星20和用戶單元30之間沒有信號質(zhì)量降級。在步驟210，如果沒有找到強(qiáng)的網(wǎng)孔，則方法返回到步驟206，用戶單元30等待由衛(wèi)星20發(fā)送的下一幀。在步驟210，如果找到強(qiáng)的網(wǎng)孔，則用戶單元30請求從當(dāng)前網(wǎng)孔越區(qū)切換到在步驟210找到的該強(qiáng)的鄰近網(wǎng)孔。例如，越區(qū)切換請求是由用戶單元30經(jīng)過鏈路控制信息向衛(wèi)星20進(jìn)行的。
在步驟214，衛(wèi)星20可接受或拒絕(deny)在步驟212由用戶單元30進(jìn)行的越區(qū)切換請求。如果衛(wèi)星20接受該越區(qū)切換請求，則執(zhí)行從該當(dāng)前網(wǎng)孔越區(qū)切換到該選擇的鄰近或相鄰網(wǎng)孔。執(zhí)行越區(qū)切換的技術(shù)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟悉的。方法200返回到步驟206，用戶單元30等待從衛(wèi)星20發(fā)送到用戶單元30的下一幀。
如果該請求在步驟214被衛(wèi)星20拒絕，則用戶單元30停止向衛(wèi)星20發(fā)送越區(qū)切換請求一個(gè)預(yù)定的時(shí)間量。由于在越區(qū)切換請求發(fā)送時(shí)用戶單元30基本上被控制，這有助于消除在連續(xù)地拒絕該請求中由衛(wèi)星20請求的任何處理。這樣衛(wèi)星20有空處理其他的任務(wù)而不是連續(xù)地拒絕該越區(qū)切換請求。該預(yù)定的時(shí)間量最好是五秒，雖然其他的時(shí)間期間也可使用。在步驟218之后，方法200返回到步驟206，用戶單元30等待由衛(wèi)星20發(fā)送的下一幀的傳輸。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例信道釋放的流程圖。如圖5所示的，在步驟302，用戶單元30等待接收信道釋放警告消息。這個(gè)消息由衛(wèi)星20在圖1的步驟120中發(fā)送。在步驟304，用戶單元30檢查“足夠強(qiáng)的”任何鄰近網(wǎng)孔以支持或提供衛(wèi)星20和用戶單元30之間的通信?！白銐驈?qiáng)的”意味著該信號質(zhì)量可能有所降低，但是該信號質(zhì)量仍然足夠支持衛(wèi)星20和用戶單元30之間的呼叫。如果在步驟306用戶單元30沒有找到“足夠強(qiáng)的”網(wǎng)孔，則在步驟308用戶單元30檢查在該呼叫丟掉之前是否還有時(shí)間嘗試找到另一個(gè)“足夠強(qiáng)的”網(wǎng)孔。如果還有時(shí)間，步驟310用戶單元30等待接收下一個(gè)信號強(qiáng)度或信息。如果沒有足夠的時(shí)間，則在步驟312方法300丟掉該呼叫，而且方法300結(jié)束。呼叫是如何丟掉的對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟悉的。
如圖5所示，如果在步驟306用戶單元30找到“足夠強(qiáng)的”網(wǎng)孔，則在步驟314用戶單元30對衛(wèi)星20提出請求執(zhí)行越區(qū)切換到“足夠強(qiáng)的”網(wǎng)孔。如果在步驟316衛(wèi)星20接收該越區(qū)切換請求，則在步驟318由衛(wèi)星20執(zhí)行從當(dāng)前網(wǎng)孔是“足夠強(qiáng)的”網(wǎng)孔的越區(qū)切換。然后呼叫在用戶單元30和衛(wèi)星20之間在“足夠強(qiáng)的”網(wǎng)孔中繼續(xù)。如果在步驟316衛(wèi)星拒絕該請求，則在步驟320用戶單元30停止進(jìn)行進(jìn)一步的越區(qū)切換請求一個(gè)預(yù)定的時(shí)間量。接著，方法300返回到步驟310，直到接收下一個(gè)信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)或信息。方法300繼續(xù)循環(huán)直到在步驟312呼叫丟掉或在步驟318執(zhí)行越區(qū)切換。方法300給用戶單元30一個(gè)最后的機(jī)會(huì)越區(qū)切換到“足夠強(qiáng)的”另一個(gè)網(wǎng)孔，以便該呼叫不丟掉。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得，本發(fā)明為用戶單元提供志愿越區(qū)切換的另一個(gè)網(wǎng)孔的機(jī)會(huì)，因此沒有呼叫丟失或使丟掉呼叫的數(shù)量明顯地減少。此外，本發(fā)明的另一個(gè)的優(yōu)點(diǎn)是通過使用戶單元30志愿用于越區(qū)切換和使衛(wèi)星20拒絕或接受志愿者越區(qū)切換請求的決定，蜂窩系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)實(shí)際上移動(dòng)到另一個(gè)網(wǎng)孔的用戶單元30的數(shù)量。本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是顯著地減少對衛(wèi)星的處理負(fù)擔(dān)和向用戶單元30轉(zhuǎn)發(fā)何時(shí)應(yīng)出現(xiàn)越區(qū)切換的信號。
據(jù)此，所附的權(quán)利要求書試圖覆蓋落入本發(fā)明的真正精神和范圍的本發(fā)明的所有修改。雖然該方法是對于衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)10敘述的。但是例如，這些方法可應(yīng)用于陸上蜂窩系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種從多個(gè)用戶單元(30)請求越區(qū)切換志愿者的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(a)確定是否需要用于越區(qū)切換的多個(gè)志愿者；(b)發(fā)信號通知用戶單元(30)需要越區(qū)切換的志愿者；(c)執(zhí)行志愿越區(qū)切換的用戶單元請求的越區(qū)切換；(d)對于在足夠的用戶單元不志愿用于越區(qū)切換時(shí)必須丟掉的呼叫發(fā)送釋放警告消息；(e)對于收到釋放警告消息的和在預(yù)定的時(shí)間量內(nèi)不越區(qū)切換的用戶單元(30)的呼叫應(yīng)丟掉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(a)包括在資源容量減少之前檢查是否需要志愿者一個(gè)預(yù)定的時(shí)間量的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(a)包括以下步驟(a1)如果無需要越區(qū)切換的志愿者，則等待一個(gè)預(yù)定的時(shí)間量；和(a2)重復(fù)步驟(a)和(a1)，直到需要越區(qū)切換志愿者時(shí)為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(a)包括通過從可用的信道數(shù)減去使用中的信道數(shù)、確定越區(qū)切換志愿者數(shù)目的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(a)包括通過從可用的呼叫數(shù)減去使用中的呼叫數(shù)、確定越區(qū)切換的志愿者數(shù)目的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(b)包括以下步驟(b1)設(shè)定鏈路控制信息，以指示需要越區(qū)切換志愿者；(b2)向每個(gè)用戶單元發(fā)送該鏈路控制信息；和確定是否足夠的用戶單元志愿用于越區(qū)切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，包括以下步驟(e)如果足夠的用戶單元志愿用于越區(qū)切換，則通知用戶單元不需要更多的越區(qū)切換志愿者；和(f)如果足夠的用戶單元志愿用于越區(qū)切換，則拒絕越區(qū)切換請求。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，包括以下步驟重復(fù)步驟(c)和(d)，直到足夠的用戶單元志愿用于越區(qū)切換或出現(xiàn)資源減少時(shí)為止；和在志愿用于越區(qū)切換的足夠的用戶單元減少之后或在預(yù)定的時(shí)間之后出現(xiàn)資源減少時(shí)，通知用戶單元不需要越切換的志愿者。
9.一種用以確定是否有越區(qū)切換志愿者的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)等待，直到越區(qū)切換的志愿者被請求時(shí)為止；(b)檢查任何強(qiáng)的相鄰網(wǎng)孔(24)；(c)對強(qiáng)的相鄰網(wǎng)孔之一發(fā)出志愿者越區(qū)切換請求；(d)如果收到志愿者越區(qū)切換請求，通信轉(zhuǎn)移到強(qiáng)的相鄰網(wǎng)孔(24)；(e)等待一個(gè)預(yù)定的時(shí)間量；和(f)重復(fù)步驟(a)-(e)，其中步驟(a)包括以下步驟(a1)一個(gè)衛(wèi)星確定是否需要越區(qū)切換的志愿者；和(a2)一個(gè)衛(wèi)星向正在請求的用戶單元發(fā)送信息“請求越區(qū)切換的志愿者”，和其中步驟(b)包括步驟確定多個(gè)相鄰網(wǎng)孔的每個(gè)網(wǎng)孔的信號強(qiáng)度；和選擇具有最強(qiáng)的信號強(qiáng)度的一個(gè)相鄰網(wǎng)孔。
10.一種由用戶單元(30)執(zhí)行的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)等待信道釋放消息；(b)檢查任何可用的相鄰網(wǎng)孔(24)；(c)向一個(gè)可用的相鄰網(wǎng)孔(24)發(fā)出越區(qū)切換請求；(d)如果收到該越區(qū)切換請求，通信轉(zhuǎn)移到一個(gè)可用的相鄰網(wǎng)孔；(e)如果拒絕該越區(qū)切換請求，則等待一個(gè)預(yù)定的時(shí)間量；和(f)重復(fù)步驟(a)-(e)，其中步驟(b)包括以下步驟確定多個(gè)相鄰網(wǎng)孔的每個(gè)網(wǎng)孔的信號強(qiáng)度；和選擇具有最好的信號強(qiáng)度的一個(gè)相鄰網(wǎng)孔。
全文摘要
在呼叫資源短缺將要出現(xiàn)時(shí)，蜂窩通信系統(tǒng)(10)從用戶單元(30)請求越區(qū)切換志愿者。根據(jù)是否有任何鄰近的或相鄰的網(wǎng)孔(24)提供合適的信號強(qiáng)度用于服務(wù)正在進(jìn)行的呼叫，用戶單元(30)可志愿用于越區(qū)切換到另一個(gè)網(wǎng)孔(24)。如有另一個(gè)鄰近的或相鄰的網(wǎng)孔(24)提供合適的信號強(qiáng)度，則用戶單元(30)可志愿用于越區(qū)切換到另一個(gè)網(wǎng)孔。系統(tǒng)接受越區(qū)切換志愿者請求使志愿用于越區(qū)切換的用戶單元被越區(qū)切換到另一網(wǎng)孔。
文檔編號H04B7/15GK1140385SQ9610545
公開日1997年1月15日 申請日期1996年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月30日
發(fā)明者丹尼爾·理查德·泰羅伊, 小維克托·豪斯·卡特勒, 杰拉爾德·約塞夫·達(dá)維奧 申請人:摩托羅拉公司