專利名稱：無線電話系統(tǒng)的具有動(dòng)態(tài)網(wǎng)孔分組的移動(dòng)站定位登記的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線電話系統(tǒng)，具體涉及無繩或蜂窩無線電話系統(tǒng)的移動(dòng)站的定位登記。
無線電話系統(tǒng)通常包括多個(gè)基站它們構(gòu)置得可與一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)站相通信。每個(gè)基站在各自的服務(wù)區(qū)域內(nèi)提供對(duì)無線電話信號(hào)的發(fā)射和接收。在給定服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)站與該服務(wù)區(qū)有關(guān)的基站相通信?；咎峁┰谝苿?dòng)站與公共交換電話網(wǎng)之間通信。該無線電話系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)控制器控制。
移動(dòng)站可以在各服務(wù)區(qū)之間移動(dòng)。移動(dòng)站可以安裝在汽車內(nèi)或由使用者手持。移動(dòng)站監(jiān)視該移動(dòng)站與周圍基站之間通信信道的狀況，如接收信號(hào)的強(qiáng)度(RSS)。當(dāng)移動(dòng)站從第一服務(wù)區(qū)移動(dòng)到第二服務(wù)區(qū)時(shí)，該移動(dòng)站就與服務(wù)于第二服務(wù)區(qū)的基站建立通信，并拆斷與服務(wù)于第一服務(wù)區(qū)的基站的通信，這個(gè)過程稱為“過區(qū)切換”，這通常是自動(dòng)完成的。
為使呼叫能有效的傳送到一個(gè)特定的移動(dòng)站，每個(gè)移動(dòng)站通常在最近的基站登記其定位。然后，來話呼叫由網(wǎng)絡(luò)控制器傳送到建立與該移動(dòng)站進(jìn)行無線通信的基站，以完成呼叫，如果移動(dòng)站未被登記，則無線電話系統(tǒng)將發(fā)送一個(gè)通常稱為“尋呼”的廣播消息，以告警該移動(dòng)站登記其定位。當(dāng)移動(dòng)站移動(dòng)到一個(gè)新服務(wù)區(qū)時(shí)，它將自動(dòng)登記到與該新服務(wù)區(qū)有關(guān)的基站上。該登記過程的發(fā)生與過區(qū)切換無關(guān)。
可供用于呼叫業(yè)務(wù)、尋呼、登記和其它目的的無線信道的數(shù)量對(duì)于每個(gè)基站是有限的。在人口稠密地區(qū)，在時(shí)常處于繁忙的系統(tǒng)的使用情況下，經(jīng)常出現(xiàn)不能得到無線信道的情況。對(duì)此，一種提供附加信道的解決方案是提供更多的基站來服務(wù)于較小服務(wù)區(qū)。在極端的情況中，例如在密集分布許多移動(dòng)站的市區(qū)，服務(wù)區(qū)可像一個(gè)街區(qū)或一個(gè)高層建筑物的一個(gè)層樓那樣小，以提供足夠數(shù)量的信道來執(zhí)行通信和控制信道業(yè)務(wù)量。這樣的服務(wù)區(qū)稱為“微網(wǎng)孔”。
提供附加通信和控制信道的微網(wǎng)孔策略的一種限制是要求在服務(wù)區(qū)之間移動(dòng)的許多移動(dòng)站進(jìn)行登記所需的信道業(yè)務(wù)量。隨著系統(tǒng)中基站數(shù)量和呼叫的增加，用戶登記的次數(shù)也增加。每個(gè)進(jìn)入街區(qū)的移動(dòng)站必須登記到服務(wù)于每個(gè)最新進(jìn)入的服務(wù)區(qū)基站上。
附加登記業(yè)務(wù)量的另一個(gè)來源是信號(hào)陰影。陰影出現(xiàn)在信號(hào)被移動(dòng)站與基站之間的路徑中的物體部分阻擋的時(shí)候。陰影可以造成在接收信號(hào)質(zhì)量包含信號(hào)強(qiáng)度的極快變化。例如，當(dāng)移動(dòng)站位于兩個(gè)網(wǎng)孔的邊界附近時(shí)，由于信號(hào)陰影使移動(dòng)站為了登記而對(duì)于合適基站的確定可以在很短的時(shí)段內(nèi)頻繁變化。該移動(dòng)站都試圖登記到提供最大接收信號(hào)強(qiáng)度的基站，但在用戶轉(zhuǎn)動(dòng)頭部即遮擋移動(dòng)站的天線與被接收的信號(hào)時(shí)可改變RSS電平。在這種情況下，移動(dòng)站可能向兩個(gè)或多個(gè)相鄰的基地站重復(fù)地登記和再登記，從而增加了登記的業(yè)務(wù)量。
一種為了在處理大量用戶的微網(wǎng)孔系統(tǒng)中定位登記而建議的解決方案涉及一種多層定位更新的方法。使用這種方法的系統(tǒng)的覆蓋區(qū)具有多個(gè)定位登記區(qū)層。層的數(shù)量是固定的，它們相互交錯(cuò)和重疊。移動(dòng)站被分成若干個(gè)組，分配每組一層或多層。每組的移動(dòng)站有幾個(gè)位置登記區(qū)層。當(dāng)移動(dòng)站更新其登記時(shí)，移動(dòng)站切換若干層或更新一個(gè)不同的層。
然而，該建議對(duì)于實(shí)施是非常復(fù)雜的和無效的。在使用六邊形網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，網(wǎng)孔被分組在19個(gè)網(wǎng)孔組中，需要19層來實(shí)施該方案。該大數(shù)量的層需要具體配合和系統(tǒng)開銷，以便順利地工作，在每個(gè)網(wǎng)孔中的每個(gè)基站必須發(fā)送層信息，以使移動(dòng)站確定何時(shí)再登記時(shí)，需要具體廣播開銷。因?yàn)槊總€(gè)網(wǎng)孔的每層必須發(fā)送相同的信息，故把定位登記劃分成多個(gè)層還需要另外的廣播信息。
據(jù)此，現(xiàn)在需要一種改進(jìn)的用于可減少無線信道的登記業(yè)務(wù)量(特別是在微蜂窩應(yīng)用的情況下)的在無線電話系統(tǒng)中登記移動(dòng)站的方法。
本發(fā)明的特點(diǎn)相信是具有新穎性的在所附的權(quán)利要求書中具體地說明了。本發(fā)明的另外一些目的和優(yōu)點(diǎn)通過參照下面的結(jié)合附圖的說明可以很好的理解。在以下附圖中相同的參考號(hào)表示同一個(gè)部件。


圖1概括性地示出了本發(fā)明可以一起使用的無線電話系統(tǒng)的理想化的地理布局；圖2示出在現(xiàn)有技術(shù)的無線電話系統(tǒng)中網(wǎng)孔登記作為用戶位置函數(shù)；圖3示出在根據(jù)本發(fā)明的無線電話系統(tǒng)中網(wǎng)孔登記作為用戶位置函數(shù)；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖；圖5示出本發(fā)明一起使用的六邊形網(wǎng)孔圖型的網(wǎng)孔識(shí)別系統(tǒng)；圖6示出了本發(fā)明一起使用的六邊形網(wǎng)孔圖型的網(wǎng)孔分組的等級(jí)；圖7示出在根據(jù)本發(fā)明的圖1所示的無線電話系統(tǒng)中的一個(gè)移動(dòng)站所作的定位登記。
圖1概括性地示出了本發(fā)明可以一起使用的無線電話系統(tǒng)100的理想化的地理布局。該無線電話系統(tǒng)100通常包括多個(gè)基站102，其中含有基站104、基站106、基站108；和網(wǎng)絡(luò)控制器110。網(wǎng)絡(luò)控制器110與公共交換電話網(wǎng)112相耦連。該網(wǎng)絡(luò)控制器110還與多個(gè)基站102的每個(gè)基站進(jìn)行有線通信。在網(wǎng)絡(luò)控制器110與多個(gè)基站102之間的分別的連接未在圖1中示出，以使該圖不過分復(fù)雜化。
多個(gè)基站102的每個(gè)基站被構(gòu)置得可與一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)站例如移動(dòng)站116進(jìn)行無線通信。這種無線通信依據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域中公知的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來執(zhí)行。這里使用的術(shù)語“移動(dòng)站”、“移動(dòng)”是指可以安裝在轎車或其它車輛中的移動(dòng)無線電話機(jī)，或便攜無線電話手機(jī)。電話機(jī)或手機(jī)是自含的，也可以是由用戶攜帶的。通過與一個(gè)或多個(gè)基站104、106、108進(jìn)行無線通信，移動(dòng)站116可以完成對(duì)系統(tǒng)100中的另一個(gè)移動(dòng)站(未示出)的呼叫或與耦連到公共交換電話網(wǎng)112的另一個(gè)用戶的呼叫。
為了提供有效的無線電話通信，多個(gè)基站102的每個(gè)基站服務(wù)于各自的服務(wù)區(qū)，也就是說，基站104服務(wù)于服務(wù)區(qū)118，基站106服務(wù)于服務(wù)區(qū)120，基站108服務(wù)于服務(wù)區(qū)122。服務(wù)區(qū)在圖1中以六邊形的形狀示出。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解，服務(wù)區(qū)118、120、122可以有任何形狀，例如三角形、矩形、或其它形狀。此外，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還理解，系統(tǒng)100可以包括任何數(shù)量的基站和任何數(shù)量的移動(dòng)站，例如移動(dòng)站116可以與系統(tǒng)100相結(jié)合地工作。
參照?qǐng)D2，圖中示出在現(xiàn)有技術(shù)的無線電話系統(tǒng)200中網(wǎng)孔登記作為用戶位置的函數(shù)。為簡(jiǎn)便起見，圖2示出了用戶沿單軸線206的移動(dòng)。圖2模擬了在攜帶移動(dòng)站的用戶在乘火車時(shí)沿著通常是直線的路徑經(jīng)過一系列服務(wù)區(qū)(例如沿著街道、高速公路或其它道路)或在高層建筑物乘電梯時(shí)的情況下所執(zhí)行的網(wǎng)孔登記。
如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)的無線電話系統(tǒng)200包括網(wǎng)孔201、202、203、204、205。網(wǎng)孔201、202、203、204、205是沿軸線206直線性地設(shè)置的。網(wǎng)孔201、202、203、204、205中的每個(gè)都包含一個(gè)基站，用于與設(shè)置在每個(gè)相應(yīng)網(wǎng)孔201、202、203、204、205內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)站建立無線通信。網(wǎng)孔201包含基站221。網(wǎng)孔202包括基站222。網(wǎng)孔203包括基站223。網(wǎng)孔204包括基站224。網(wǎng)孔205包括基站225。
圖2還示出在攜帶移動(dòng)站的用戶沿軸線206行進(jìn)時(shí)發(fā)生網(wǎng)孔登記的定位地點(diǎn)。這是在圖2的下半部分中示出的，圖中加括號(hào)的數(shù)字表示當(dāng)移動(dòng)站207沿軸線206移動(dòng)時(shí)登記移動(dòng)站207的各網(wǎng)孔，起點(diǎn)在圖2的左邊，移動(dòng)站登記在網(wǎng)孔201上。也就是說，移動(dòng)站207登記在服務(wù)于由網(wǎng)孔201限定的服務(wù)區(qū)的基站221上。在移動(dòng)站沿軸線206運(yùn)動(dòng)時(shí)，移動(dòng)站207監(jiān)視從基站(包含設(shè)置在網(wǎng)孔201中的基站221和設(shè)置在網(wǎng)孔202中的基站222)接收的信號(hào)的質(zhì)量。當(dāng)從基站222接收的信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量(例如接收信號(hào)強(qiáng)度(RSS))超過在軸線206上的指定點(diǎn)208處從基站221接收的信號(hào)的質(zhì)量時(shí)，手機(jī)就在網(wǎng)孔202中的基站222登記并拆斷在網(wǎng)孔201的基站221的登記。根據(jù)各種接收信號(hào)的質(zhì)量和移動(dòng)站207使用的信號(hào)強(qiáng)度平均算法的遲滯性，在手機(jī)穿過點(diǎn)210(它是限定的網(wǎng)孔201與網(wǎng)孔202之間的地理邊界的點(diǎn))之后到達(dá)在網(wǎng)孔202發(fā)生登記的點(diǎn)(即點(diǎn)208)。移動(dòng)站207繼續(xù)沿軸線206移動(dòng)并繼續(xù)監(jiān)視接收信號(hào)的質(zhì)量。當(dāng)移動(dòng)站到達(dá)點(diǎn)212時(shí)，移動(dòng)站就登記到網(wǎng)孔203的基站223上。
據(jù)此，當(dāng)攜帶移動(dòng)站207的用戶進(jìn)入無線電話系統(tǒng)200的服務(wù)區(qū)時(shí)，移動(dòng)站207首先登記到網(wǎng)孔201上，以允許系統(tǒng)200的網(wǎng)絡(luò)控制器(未示出)把移動(dòng)站207的呼叫傳送到網(wǎng)孔201。當(dāng)移動(dòng)站207通過而到達(dá)網(wǎng)孔202時(shí)，第二次登記自動(dòng)發(fā)生，以由進(jìn)入的新的服務(wù)區(qū)來更新網(wǎng)絡(luò)控制器。移動(dòng)站207根據(jù)從各個(gè)網(wǎng)孔接收的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量起始該登記過程。為了避免由于在中點(diǎn)即點(diǎn)210處信號(hào)波動(dòng)而在網(wǎng)孔之間造成的多次登記，移動(dòng)站207執(zhí)行具有遲滯性的平均算法。這通常延遲對(duì)臨近網(wǎng)孔的登記，直到移動(dòng)站207正好處在該網(wǎng)孔內(nèi)即點(diǎn)208時(shí)為止。由于身影和其它小因素的扇形陰影的影響，故即使采用了平均算法還會(huì)發(fā)生在兩個(gè)網(wǎng)孔之間的中點(diǎn)處的多次登記。這種多次登記增加了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量，減少了可供應(yīng)用的容量和減少了移動(dòng)站207的電池壽命。
參照?qǐng)D3，圖中示出在根據(jù)本發(fā)明的無線電話通信系統(tǒng)300中網(wǎng)孔登記作為用戶位置的函數(shù)。系統(tǒng)300被分成為多個(gè)網(wǎng)孔或服務(wù)區(qū)301、302、303、304、305。像圖2中所示的那樣，圖3也示出了一個(gè)一維系統(tǒng)300，在該系統(tǒng)中攜帶移動(dòng)站307的用戶沿單一軸線306移動(dòng)。圖3模擬攜帶移動(dòng)站的用戶沿著通常是直線的路徑例如道路、鐵路或在電梯中的網(wǎng)孔登記。
系統(tǒng)300包括多個(gè)基站，每個(gè)基站服務(wù)于多個(gè)服務(wù)區(qū)中各自的服務(wù)區(qū)301、302、303、304、305。服務(wù)區(qū)301包含基站321。服務(wù)區(qū)302包含基站322。服務(wù)區(qū)303包含基站323。服務(wù)區(qū)304包含基站324。服務(wù)區(qū)305包含基站325。服務(wù)于每個(gè)各自服務(wù)區(qū)301、302、303、304、305的基站與移動(dòng)站(例如位于各自服務(wù)區(qū)301、302、303、304、305內(nèi)的移動(dòng)站307)建立無線通信。此外，基站在控制信道上發(fā)射系統(tǒng)信息以便由移動(dòng)站例如移動(dòng)站307接收?；竞鸵苿?dòng)站根據(jù)預(yù)定的通信協(xié)議，使用控制信道和通信信道進(jìn)行通信。
圖3還示出攜帶移動(dòng)站的用戶沿軸線306行進(jìn)時(shí)發(fā)生網(wǎng)孔登記處的定位地點(diǎn)。在圖3中，假定網(wǎng)孔分組等級(jí)為1。這顯示在圖3的下半部分中，帶有括號(hào)的數(shù)字表示當(dāng)移動(dòng)站沿軸線306運(yùn)動(dòng)時(shí)移動(dòng)站307被登記的網(wǎng)孔或服務(wù)區(qū)。據(jù)此，圖3的左邊為起點(diǎn)移動(dòng)站307，登記在網(wǎng)孔301上，亦即，移動(dòng)站307登記到基站321服務(wù)于由網(wǎng)孔301確定的服務(wù)區(qū)，此外，根據(jù)本發(fā)明，移動(dòng)站307也被登記在由第一網(wǎng)孔分組等級(jí)為1所限定的各網(wǎng)孔組內(nèi)的所有網(wǎng)孔上。據(jù)此，移動(dòng)站還登記在單元302上，如圖3所示。
當(dāng)移動(dòng)站307沿軸線306移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)站307監(jiān)視從基站接收的信號(hào)(包括位于網(wǎng)孔301中的基站321、位于網(wǎng)孔302中的基站322和位于網(wǎng)孔303中的基站323)的質(zhì)量。當(dāng)從基站323接收的信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量(例如接收信號(hào)強(qiáng)度(RSS))超過從基站321和基站322接收的信號(hào)質(zhì)量時(shí)，移動(dòng)站307登記在點(diǎn)308處的網(wǎng)孔303的基站323上。根據(jù)各種接收信號(hào)的質(zhì)量和根據(jù)移動(dòng)站307使用的信號(hào)強(qiáng)度平均算法的遲滯性，在移動(dòng)站307穿過限定網(wǎng)孔302和網(wǎng)孔302之間的地理邊界的點(diǎn)之后到達(dá)在網(wǎng)孔202上發(fā)生登記的點(diǎn)308。
當(dāng)移動(dòng)站307登記到基站323上時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，移動(dòng)站還登記在由分組等級(jí)1的網(wǎng)孔限定的網(wǎng)孔組中的所有基站上。也就是說，移動(dòng)站還登記在網(wǎng)孔304內(nèi)的基站324上和在網(wǎng)孔302內(nèi)的基站322上。在這一點(diǎn)上，移動(dòng)站可以自由地在網(wǎng)孔302、303或304內(nèi)運(yùn)動(dòng)，無需再次登記。進(jìn)一步說，移動(dòng)站307在例如靠近網(wǎng)孔303與網(wǎng)孔302的邊界或網(wǎng)孔303與網(wǎng)孔304的邊界的網(wǎng)孔303內(nèi)的移動(dòng)不伴隨在兩個(gè)臨近基站的重復(fù)登記和再次登記。這就減少了在無線電話系統(tǒng)300中登記的業(yè)務(wù)量。
移動(dòng)站307繼續(xù)沿軸線306移動(dòng)和繼續(xù)監(jiān)視接收信號(hào)的質(zhì)量。當(dāng)從網(wǎng)孔305的基站325來的信號(hào)的質(zhì)量超過從網(wǎng)孔304的基站324來的信號(hào)質(zhì)量時(shí)，移動(dòng)站307登記到網(wǎng)孔305的基站325上。根據(jù)本發(fā)明和網(wǎng)孔分組等級(jí)1，移動(dòng)站307還登記到網(wǎng)孔304的基站324上或在那里保持它的登記。
圖3示出了等級(jí)1的網(wǎng)孔分組，它涉及包括在該登記區(qū)內(nèi)的相鄰各登記網(wǎng)孔的閾值和數(shù)量。在網(wǎng)孔分組等級(jí)1時(shí)，移動(dòng)站307登記在登記的網(wǎng)孔的接連的所有網(wǎng)孔上。然而，由該算法提供的分組網(wǎng)孔的等級(jí)是可以改變的。例如，等級(jí)2或等級(jí)3的網(wǎng)孔也可以使用。該等級(jí)最好是根據(jù)逐個(gè)網(wǎng)孔可編程的，并且在登記過程期間該等級(jí)下裝到移動(dòng)站307。這允許網(wǎng)孔分組對(duì)于系統(tǒng)300的變化的業(yè)務(wù)量和容量要求可被動(dòng)態(tài)地調(diào)整。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的用以將移動(dòng)站登記在無線電話系統(tǒng)中的方法的流程圖。該方法在步驟402開始，移動(dòng)站例如圖3的移動(dòng)站307進(jìn)入無線電話系統(tǒng)諸如無線電話系統(tǒng)300(圖3)的覆蓋區(qū)。在步驟404，移動(dòng)站接收從服務(wù)于第一服務(wù)區(qū)的第一基站來的第一信號(hào)。此外，移動(dòng)站還接收從第二基站來的第二信號(hào)或其它信號(hào)。第一信號(hào)和第二信號(hào)最好包括第一和第二基站廣播的控制信道信號(hào)?？刂菩盘?hào)含有系統(tǒng)信息，例如基站標(biāo)識(shí)符，用以獨(dú)特地識(shí)別無線電話系統(tǒng)中的第一基站和第二基站。根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)信息還含有網(wǎng)孔分組等級(jí)，該網(wǎng)孔分組等級(jí)限定由一個(gè)或多個(gè)服務(wù)區(qū)組成的一個(gè)組，其中包括第一服務(wù)區(qū)。網(wǎng)孔分組等級(jí)限定了圍繞該第一服務(wù)區(qū)的各服務(wù)區(qū)排序或各網(wǎng)孔的數(shù)量，利用這些信息，該移動(dòng)站將由該無線電話系統(tǒng)自動(dòng)的登記，如下所述。
在步驟404，移動(dòng)站還檢測(cè)第一信號(hào)、第二信號(hào)和其它接收信號(hào)的接收信號(hào)特征值。最好該信號(hào)特征值涉及接收信號(hào)的質(zhì)量，例如接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)。用于檢測(cè)接收信號(hào)強(qiáng)度指示的電路在本技術(shù)領(lǐng)域是公知的。根據(jù)接收信號(hào)特征值，移動(dòng)站選擇它接收具有最好信號(hào)質(zhì)量的基站作為第一基站。例如，移動(dòng)站確定哪個(gè)基站具有最大接收信號(hào)強(qiáng)度并對(duì)應(yīng)于最接近的基站。
在步驟406，移動(dòng)站接收由第一基站廣播的第一信號(hào)。移動(dòng)站從第一信號(hào)中確定系統(tǒng)信息。該系統(tǒng)信息最好含有網(wǎng)孔分組等級(jí)和第一網(wǎng)孔標(biāo)識(shí)符或用于獨(dú)特的識(shí)別基站的基站標(biāo)識(shí)符。
無線電話系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)(例如服務(wù)區(qū))最好沿一個(gè)或多個(gè)軸線安排。在一個(gè)多維系統(tǒng)中，服務(wù)區(qū)沿多個(gè)軸線安排。根據(jù)本發(fā)明，基站標(biāo)識(shí)符(或網(wǎng)孔標(biāo)識(shí)符)獨(dú)特地把基站(和相連的服務(wù)區(qū))置于一個(gè)或多個(gè)軸線的每個(gè)軸線上?；咀R(shí)別符最好含有一個(gè)或多個(gè)字段，它們對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)軸線之中的一個(gè)軸線。利用基站識(shí)別符，網(wǎng)孔或服務(wù)區(qū)可以被認(rèn)為是在一個(gè)特定服務(wù)周圍的服務(wù)區(qū)的組中。
繼續(xù)描述該方法，在步驟408，移動(dòng)站確定它是否當(dāng)前在無線系統(tǒng)的任何網(wǎng)孔中被登記。移動(dòng)站最好含有一個(gè)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)先前網(wǎng)孔登記的指示，先前網(wǎng)孔登記的指示含有登記網(wǎng)孔的標(biāo)識(shí)符，該網(wǎng)孔標(biāo)識(shí)符指示最后網(wǎng)孔的基站標(biāo)識(shí)符，如果有該標(biāo)識(shí)符，則該移動(dòng)站利用該指示符登記。如果移動(dòng)站正好進(jìn)入系統(tǒng)覆蓋區(qū)或剛好被賦能，則移動(dòng)站不被登記，并繼續(xù)執(zhí)行步驟414。如果移動(dòng)站已經(jīng)預(yù)先登記，則含有最后登記的網(wǎng)孔標(biāo)識(shí)符的登記信息由移動(dòng)站讀出和執(zhí)行步驟410。
在步驟410，移動(dòng)站確定第一(最接近)基站的基站標(biāo)識(shí)符是否與最后被登記網(wǎng)孔的標(biāo)識(shí)符一致。如果兩個(gè)標(biāo)識(shí)符一致，則移動(dòng)站已經(jīng)預(yù)先登記在最接近的基站上，并繼續(xù)執(zhí)行步驟416。如果兩個(gè)標(biāo)識(shí)符不一致，則移動(dòng)站必須確定是否需要在最近的基站上登記，并且該方法繼續(xù)執(zhí)行步驟412。
在步驟412，移動(dòng)站確定在步驟404確定的最接近的基站是否包括在由圍繞最后登記的服務(wù)區(qū)的網(wǎng)孔分組等級(jí)所限定的由一個(gè)或多個(gè)服務(wù)區(qū)組成的組中。移動(dòng)站最好按照下文將要說明方式涉及最近基站的基站標(biāo)識(shí)符和最后登記網(wǎng)孔標(biāo)識(shí)符。
移動(dòng)站包含具有最后被登記基站標(biāo)識(shí)符的最近基站的基站標(biāo)識(shí)符。如果最近基站的與最后登記基站的基站標(biāo)識(shí)符的相應(yīng)軸線字段中的任何一個(gè)之差的絕對(duì)值大于網(wǎng)孔分組等級(jí)值，則移動(dòng)站將登記在最近基站上。這個(gè)計(jì)算代表一種基本算法，用于確定移動(dòng)站是處于當(dāng)前登記的網(wǎng)孔組之內(nèi)還是之外。
該方法繼續(xù)在步驟414使移動(dòng)站登記。為了登記，移動(dòng)站根據(jù)無線電話系統(tǒng)的無線通信協(xié)議，建立與最近基站的無線通信。然后，移動(dòng)站向最近的基站發(fā)送一個(gè)登記請(qǐng)求，基站把該移動(dòng)站登記在該基站上并把登記信息傳送給網(wǎng)絡(luò)控制器。
在網(wǎng)絡(luò)控制器的控制下，移動(dòng)站登記在第一基站上和網(wǎng)孔分組等級(jí)所限定的組內(nèi)所有基站上。這樣，在網(wǎng)孔分組等級(jí)為1的條件下，移動(dòng)站登記在幾個(gè)服務(wù)區(qū)中，包括與第一基站相連的服務(wù)區(qū)和所有緊接著臨近的服務(wù)區(qū)。如果網(wǎng)孔分組等級(jí)已經(jīng)是2，則移動(dòng)站附加地登記在緊接著的鄰近網(wǎng)孔分組等級(jí)1的組的所有服務(wù)區(qū)上。使用網(wǎng)孔分組等級(jí)1的這種技術(shù)創(chuàng)建了圍繞由當(dāng)前最近的基站服務(wù)的網(wǎng)孔(服務(wù)區(qū))的一種一網(wǎng)孔的緩沖器。這就消除了由于網(wǎng)孔之間的信號(hào)波動(dòng)或陰影造成的多次登記。該技術(shù)還減少了系統(tǒng)中的網(wǎng)孔登記，因?yàn)橐坏┮苿?dòng)站登記在一個(gè)服務(wù)區(qū)上，該移動(dòng)站就被登記在鄰近的一些服務(wù)區(qū)上。
在鄰近網(wǎng)孔上的登記最好由系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制器(未示出)提供，以使系統(tǒng)進(jìn)一步消除登記業(yè)務(wù)量。網(wǎng)絡(luò)控制器使用與移動(dòng)站相同的算法來確定哪些服務(wù)區(qū)登記了移動(dòng)站。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)移動(dòng)站的動(dòng)態(tài)登記算法的知識(shí)，將呼叫傳送到移動(dòng)站。
參照?qǐng)D5，圖中示出為了與本發(fā)明一起使用的二維六邊形網(wǎng)孔圖型的網(wǎng)孔識(shí)別系統(tǒng)。圖5示出了定位參數(shù)也稱為“網(wǎng)孔標(biāo)識(shí)符”分配給六邊形網(wǎng)孔圖型500中網(wǎng)孔。這些網(wǎng)孔的每個(gè)網(wǎng)孔沿著三個(gè)軸線包括第一軸線502、第二軸線504、第三軸線506安排。這些網(wǎng)孔中的每個(gè)網(wǎng)孔具有一個(gè)獨(dú)特的3字段定位參數(shù)。每個(gè)字段與一個(gè)軸線相關(guān)聯(lián)。該字段內(nèi)的號(hào)數(shù)規(guī)定了網(wǎng)孔在軸線上的位置。具有相同軸線字段號(hào)數(shù)的相鄰網(wǎng)孔具有沿著相應(yīng)軸線的一個(gè)固定位置，并形成了一條線，垂直于該軸線，如線508和軸線502所示。利用多軸線的、相似定位參數(shù)的分配對(duì)于一種網(wǎng)孔圖型。也可以利用不同的網(wǎng)孔形狀，例如三角形網(wǎng)孔或方形網(wǎng)孔來實(shí)施。這種相同定位參數(shù)分配技術(shù)還可以利用從含有圖5的的這頁擴(kuò)展的第四軸線來擴(kuò)展到一個(gè)三維網(wǎng)孔圖型。這樣的網(wǎng)孔圖型可以存在于微蜂窩無線電話系統(tǒng)中，安裝在多層辦公大樓里。
圖6示出與本發(fā)明一起使用的六邊形網(wǎng)孔圖型和標(biāo)識(shí)符500的網(wǎng)孔分組的不同等級(jí)。每個(gè)網(wǎng)孔中的大號(hào)的單一數(shù)字代表從具有標(biāo)識(shí)符555的網(wǎng)孔的最大軸線偏離，三個(gè)小號(hào)的數(shù)字代表各自軸線偏離。根據(jù)上述算法的總體分組等級(jí)的計(jì)算，如果新網(wǎng)孔的軸線字段的一個(gè)軸線字段的數(shù)值超過規(guī)定的分組等級(jí)，則登記在網(wǎng)孔555上的移動(dòng)單元只登記在一個(gè)新網(wǎng)孔上。這樣，在圖6中，如果移動(dòng)單元移動(dòng)到大號(hào)的數(shù)字超過分組等級(jí)的一個(gè)網(wǎng)孔，則登記將要發(fā)生。對(duì)于等級(jí)/網(wǎng)孔分組來說當(dāng)一個(gè)移動(dòng)站登記到正在服務(wù)于與如圖6的中央的識(shí)別的網(wǎng)孔555相連的服務(wù)區(qū)的基站時(shí)，該移動(dòng)站還由網(wǎng)絡(luò)控制器(未示出)自動(dòng)地登記在組602中的所有網(wǎng)孔上。隨后，對(duì)移動(dòng)站的來話呼叫通知將被傳送到組602中的所有網(wǎng)孔。這是在網(wǎng)路中通過某些網(wǎng)孔簡(jiǎn)單地把呼叫通知傳送到具有從最后的移動(dòng)站網(wǎng)孔登記的軸線偏離的但未超過分組等級(jí)的所有網(wǎng)孔來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于等級(jí)2的網(wǎng)孔分組來說，當(dāng)移動(dòng)站登記到網(wǎng)孔識(shí)別為555上時(shí)，該移動(dòng)站也自動(dòng)地登記在組604中的所有網(wǎng)孔上。
從圖6可以看出，每個(gè)服務(wù)區(qū)被由服務(wù)區(qū)級(jí)包圍和網(wǎng)孔分組等級(jí)指示包圍一個(gè)給定服務(wù)區(qū)的許多服務(wù)區(qū)級(jí)。例如，組602對(duì)應(yīng)于一個(gè)可識(shí)別的服務(wù)區(qū)級(jí)，如圖6所示，該服務(wù)區(qū)由大號(hào)數(shù)字為1指示。二級(jí)服務(wù)區(qū)的包括圖6中大號(hào)數(shù)字為2指示的那些服務(wù)區(qū)。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的無線電話系統(tǒng)700中的移動(dòng)站702的定位登記。在圖7所示的二維系統(tǒng)700中，移動(dòng)站702自由地沿著這頁的平面內(nèi)含有的三個(gè)網(wǎng)孔軸線中的任何一個(gè)移動(dòng)。圖7示出了等級(jí)2分組的情況。
當(dāng)移動(dòng)站702進(jìn)入系統(tǒng)700的服務(wù)區(qū)時(shí)，移動(dòng)站702登記在(圖7所示的點(diǎn)1的網(wǎng)孔704上，亦即，移動(dòng)站702登記在服務(wù)于網(wǎng)孔704的基站上(未示出)。此外，移動(dòng)站702還自動(dòng)地登記在用于等級(jí)2登記的組706中所含的所有網(wǎng)孔上。為了清楚起見，這些網(wǎng)孔用圖7中水平陰影線示出。這樣，移動(dòng)站702具有圍繞當(dāng)前被登記的網(wǎng)孔的兩個(gè)網(wǎng)孔緩沖器。
當(dāng)移動(dòng)站702沿路徑708移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)站702來到網(wǎng)孔710，如等級(jí)2的算法計(jì)算的結(jié)果指示的，移動(dòng)站702在那里還未登記。移動(dòng)站702登記在圖6中點(diǎn)2的網(wǎng)孔710上。除了登記在孔710上以外，移動(dòng)站702還自動(dòng)地登記由組712中的所有網(wǎng)孔上，再一次建立了圍繞登記網(wǎng)孔710的兩個(gè)網(wǎng)孔邊界。移動(dòng)站702可以在由組712限定的這兩個(gè)網(wǎng)孔緩沖區(qū)域內(nèi)的任何地方移動(dòng)，而不需要再登記。
當(dāng)移動(dòng)站702沿路徑708移動(dòng)到圖6中的點(diǎn)3時(shí)，該移動(dòng)站來到移動(dòng)站702未登記的網(wǎng)孔714。為此，移動(dòng)站702在點(diǎn)3登記在網(wǎng)孔714上和位于組716中的所有網(wǎng)孔上。組716中的網(wǎng)孔由垂直陰影線識(shí)別。當(dāng)移動(dòng)站702沿著路徑708更遠(yuǎn)地移動(dòng)，到達(dá)移動(dòng)站未被登記的網(wǎng)孔718，移動(dòng)站登記在網(wǎng)孔718上和自動(dòng)地登記在組720內(nèi)含的所有網(wǎng)孔上。
如圖7所示，一旦登記已經(jīng)發(fā)生，新的網(wǎng)孔分組就確保由大的或小的信號(hào)陰影造成的另一個(gè)登記不會(huì)開始。這就減少了移動(dòng)站702使用的自動(dòng)定位登記信號(hào)強(qiáng)度平均算法的損害。還有，根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)網(wǎng)孔分組在整個(gè)服務(wù)區(qū)使定位登記隨機(jī)化，也就是說，登記是用戶先前移動(dòng)的函數(shù)。如果網(wǎng)孔組是固定的，則這減小可能發(fā)生的定位登記高峰值。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的網(wǎng)孔組的邊界是隨機(jī)變化的，故定位登記分散到整個(gè)服務(wù)區(qū)，而不是集中地沿固定網(wǎng)孔的邊界。
從上文所述可以看出，本發(fā)明提供了一種用以在無線電話通信系統(tǒng)中登記移動(dòng)站的系統(tǒng)和方法。為了減少系統(tǒng)的定位登記業(yè)務(wù)量，在移動(dòng)站登記在一個(gè)登記網(wǎng)孔上時(shí)，該移動(dòng)站還登記在位于登記組內(nèi)的所有網(wǎng)孔上。該組包含至少與登記網(wǎng)孔接續(xù)的所有網(wǎng)孔，而且還可以附加包含環(huán)繞這些網(wǎng)孔的其它層。登記的等級(jí)是動(dòng)態(tài)可變的，以在無線電話通信系統(tǒng)中適應(yīng)無線信道的業(yè)務(wù)量。
盡管業(yè)已示出和說明了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但還可以作出各種變形。意旨所附的權(quán)利要求書覆蓋了在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所有的這種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用以在無線電話通信系統(tǒng)中登記移動(dòng)站的方法，該系統(tǒng)包括多個(gè)基站，它們耦合到網(wǎng)絡(luò)控制器，并構(gòu)置得可與該移動(dòng)站進(jìn)行無線通信，其特征在于，該方法包括以下步驟將該移動(dòng)站登記第一基站上；在移動(dòng)站中；存儲(chǔ)第一基站標(biāo)識(shí)符；從第一基站接收第一信號(hào)和從第二基站接收第二信號(hào)；檢測(cè)第一信號(hào)和第二信號(hào)的接收信號(hào)的特征值；當(dāng)?shù)谝恍盘?hào)的接收信號(hào)特征值不可接受而第二信號(hào)的接收信號(hào)特征值可接受時(shí)，接收來自第二基站的控制信號(hào)，該控制信號(hào)包括第二基站識(shí)別符和網(wǎng)孔分組等級(jí)；根據(jù)網(wǎng)孔分組等級(jí)、第一基站識(shí)別符和第二基站識(shí)別符，確定該移動(dòng)站是否登記在第二基站上；如果該移動(dòng)站未登記第二基站上，則登記在第二基站上；和在網(wǎng)絡(luò)控制器處；響應(yīng)該移動(dòng)站登記在第二基站上將該移動(dòng)站登記在基站的一個(gè)組上，該基站組是由網(wǎng)孔分組等級(jí)和第二基站標(biāo)識(shí)符限定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，網(wǎng)孔分組等級(jí)和第一基站標(biāo)識(shí)符限定該移動(dòng)站最后登記的一個(gè)最后登記的基站組，其中，確定步驟包括確定該最后登記的組是否含有第二基站。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該多個(gè)基站設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)軸線上，其中，第一基站標(biāo)識(shí)符和第二基站標(biāo)識(shí)符分別在一個(gè)或多個(gè)軸線的每個(gè)軸線上定位該第一基站和第二基站，和其中，該確定的步驟包括將第一基站的定位與第二基站定位之差值與網(wǎng)孔分組等級(jí)相比較步驟和當(dāng)該差值超過網(wǎng)孔分組等級(jí)時(shí)，斷定該移動(dòng)站未登記在第二基站上的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，第一基站標(biāo)識(shí)符和第二基站標(biāo)識(shí)符各自都包含一個(gè)或多個(gè)字段，這一個(gè)或多個(gè)字段中的每個(gè)字段對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)軸線中的一個(gè)軸線并且在一個(gè)或多個(gè)軸線的每個(gè)軸線上分別地獨(dú)特地定位該第一基站和第二基站；其中，該比較步驟包括從第二基站標(biāo)識(shí)符的每個(gè)相應(yīng)字段減去第一基站標(biāo)識(shí)符的每個(gè)相應(yīng)字段，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)結(jié)果的步驟，和把每個(gè)相應(yīng)結(jié)果與網(wǎng)孔分組等級(jí)相比較的步驟；和其中判斷步驟包括如果一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)結(jié)果的任一結(jié)果超過網(wǎng)孔分組等級(jí)、則斷定該移動(dòng)站未登記在第二基站上的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，檢測(cè)步驟包括測(cè)量該第一信號(hào)的第一接收信號(hào)強(qiáng)度和測(cè)量該第二信號(hào)的第二接收信號(hào)強(qiáng)度的步驟；其中，該方法還包括響應(yīng)該第一接收信號(hào)強(qiáng)度和第二接收信號(hào)強(qiáng)度、確定一個(gè)最近的基站的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將該移動(dòng)站上登記在第二基站上的步驟包括建立與第二基站的無線通信和從移動(dòng)站向第二基站發(fā)射一個(gè)登記請(qǐng)求信號(hào)的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，多個(gè)基站設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)軸線上；其中，第一基站標(biāo)識(shí)符和第二基站標(biāo)識(shí)符的每個(gè)都包括一個(gè)或多個(gè)字段，該一個(gè)或多個(gè)字段中的每個(gè)字段對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)軸線中的一個(gè)軸線，并且在一個(gè)或多個(gè)軸線的每個(gè)軸線上分別地獨(dú)特地定位該第一基站和第二基站；和其中，該方法還包括以下步驟在移動(dòng)站從該第二基站標(biāo)識(shí)符的每個(gè)相應(yīng)字段減去第一基站標(biāo)識(shí)符的每個(gè)相應(yīng)字段，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的結(jié)果；把每個(gè)相應(yīng)的結(jié)果與網(wǎng)孔分組等級(jí)相比較；如果該一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)結(jié)果的任一結(jié)果超過該網(wǎng)孔分組等級(jí)，則斷定該移動(dòng)站未登記在第二基站上，在第二站基接收該登記請(qǐng)求；和將移動(dòng)站登記在第二基站上。
全文摘要
一種用以在無線電話通信系統(tǒng)(300)中登記移動(dòng)站(307)的方法。移動(dòng)站(307)從基站(321)中接收內(nèi)含網(wǎng)孔分組等級(jí)的系統(tǒng)信息。該移動(dòng)站確定它是否登記在該基站(321)上。如果“不是”，則該移動(dòng)站登記。該無線電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)路控制器自動(dòng)地將移動(dòng)站登記在由網(wǎng)孔分組等級(jí)限定的所有基站上。該移動(dòng)站利用相同的算法保持它自動(dòng)地登記的基站的記錄。
文檔編號(hào)H04W60/00GK1157540SQ9612185
公開日1997年8月20日 申請(qǐng)日期1996年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月6日
發(fā)明者鮑爾·D·馬考, 克尼思·D·阿爾頓 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司