专利名称：无线电话扫描替代无线电话系统的方法
技术领域：
本发明总的来说涉及到无线电话通信系统，具体地说涉及无线电话扫描无线替代电话系统的方法。
背景技术：
随着用于无线电话的各种不同类型的通信系统的出现，若能提供能在这些不同的通信系统之间共用的便携式和移动无线电话，将是非常有益的。作为第一个阶段，已经开发出可以在两种移动电话系统间进行工作的双模式电话。例如，在1999年10月26日的GSM/ANSI-136可操作性工作组(GAIT)规范，GSM/ANSI-136可操作性工作组(GAIT)的GSM/ANSI-136普通移动终端规范-基准文本修订本3之中进行介绍了试图令ANSI-136时分多址(TDMA)与GSM(全球移动通信系统)在同一个移动终端装置中进行工作，其中要求移动无线电话对替代技术进行扫描。然而，没有给出在不中断基于选定技术的服务即可完成这个功能的机制，也没有对例外情况进行说明。
对GAIT移动站的定义，使单独的移动站能够自动决定替代无线接入技术的可用性，因此在指定位置中，可以根据可用的最理想的无线接入技术获取服务。特别地，在当前获取的服务所依据的移动接入技术之外，GAIT规范允许移动站对无线接入技术执行(背景)扫描。然而，在移动站对替代技术进行扫描的过程中，某些系统的性能出现了问题，降低了移动站在已选定网络中的预期性能。特别地，如果移动站正作为兼容的GAIT手持机进行工作，并已经获取了基于GSM(900MHz、1800MHz或1900MHz)网络的服务，则无法在不丢失来自GSM网络的寻呼消息的情况下实现对ANSI-136技术的扫描。这将导致GSM网络中寻呼资源的浪费，以及不可预知的移动寻呼响应特性。在现有的GAIT规范中，没有这样的机制，允许移动站在不对GSM网络中的运行造成损害的情况下即可执行替代技术扫描。从而，基站发送了这样的寻呼消息，而没有接收到答复，则可能认为移动站已被关闭，并从它的有效列表中移除该单元。移动单元在试图恢复通信时，将需要重新建立与基站的联系，浪费了时间和资源。丢失GSM寻呼也浪费了资源，而且由于提供了不可预计的服务而被操作者发觉。
此外，还有一个标准冲突的问题。对于工作在GSM网络中的移动单元，欧洲电信标准协会(ETSI)在欧洲标准(电信系列)v6.7.1，sec.6.5中规定了，每一个GSM 05.08“在每一次发送它的寻呼子信道时，都需要MS尝试对信息进行解码”。然而，这与GAIT规范有一个基本的矛盾，GAIT规范表明需要进行背景扫描，GSM/ANSI-136可操作性工作组(GAIT)在GSM/ANSI-136普通移动终端规范-基准文本修订本3(1999年10月26日，sec.6.2)中规定，背景扫描的执行是“以这样的方式，使移动站对寻呼的监测的中断次数最少”。解决这个问题的一种方法是使用双接收机移动单元。然而，由于需要增加额外的硬件和处理器，受到费用的限制。
因此，存在对这样一种方法的需求，该方法允许移动单元在当前工作的系统中不丢失寻呼消息的情况下，执行对替代无线移动电话系统的扫描。此外，用相对简单的软件及硬件并只有很少或者没有额外的开销即可提供这样的性能改进，这将是更为有利的。
附图简要说明
图1表示现有技术中GSM移动站与基站之间进行的寻呼交互；图2表示根据本发明的GSM移动站与基站之间进行的寻呼交互；图3表示移动单元中根据本发明的一个优选实施例的替代技术扫描操作的流程图；图4表示移动单元中根据本发明的另一个优选实施例的替代技术扫描操作的流程图。
优选实施例的具体说明本发明提供了一种方法，使移动单元能够在当前工作的系统内中断次数可控的情况下，执行替代无线电话系统的扫描。此外，本发明可以用一个单独的移动接收机实现，只对软件进行相对简单的修改并无需额外的硬件，因此限制了任何费用上的损失。
理想情况下，最好通过设计移动站使其在GSM寻呼之间执行对ANSI-136波段的片扫描，使移动无线电话在寻呼消息的时隙之间执行替代技术扫描。然而，对于线路切换模式，GSM寻呼之间允许的最小时间为2帧，或者270ms。现有的软件结构及硬件能力不允许在这个时间帧内切换到替代技术。此外，如果使用了GSM的通用分组无线服务(GPRS)，分组寻呼消息可以不断抵达(每个下行链路模块)，使得即使在硬件能力升级后，事实上仍不可能完成替代技术的切换。
允许进行替代技术扫描可以提供多个优点。这些优点包括(但不限于)如下的示例。移动单元可以扫描到另一种技术中可用的、具有更高优先级的服务。移动电话可以扫描到另一种技术中的替代服务。扫描可以降低漫游费用。可以视操作者的需求要求移动单元执行扫描，因此改善了网络的工作。此外，不同的网络能够提供由移动单元有利使用的不同服务。
本发明提供了两种执行背景扫描的方法。在第一及优选方法中，基站决定移动单元何时搜索替代技术以及搜索多久。这被称为网络控制替代技术扫描(MCATS)机制。一种可能的实现方法是，通过发送附属信息中的一位，网络向移动无线电话发出是否允许进行替代技术服务搜索的指示。此外，网络能给出允许移动无线电话离开当前工作的网络多久的指示。这可以通过寻呼模式元素实现。这可以根据可用的网络资源，在特定的地域内、或在特定的时间内实现。
在此方案中，网络给出GAIT移动无线电话可以跳过背景扫描的指示。在这种方法中，通过限制执行改变波段扫描的时间或位置，网络自己可以对GAIT移动无线电话丢失寻呼及浪费网络资源的工作影响进行限制。图1及2分别表示在现有技术中已知的工作模式下以及本发明的优选实施例中提出的GAIT移动无线电话的工作。
在图1中，自上而下地依时间进程表示了六个步骤。在第一步中，移动站(MS)与基站(BSS)启动它们自身的通信，因此移动单元在基站网络中运行(最好是GSM)。在此模式中，基站不对移动单元执行替代技术扫描(ATS)的工作进行控制。在第二步中，与在正常操作模式中一样，基站发出寻呼消息。在下一步中，移动单元确定需要ATS，并启动这个工作。在此期间，在下两步内，基站向发送没有被移动单元接收到的、寻址到该移动单元的两条寻呼消息(环形区域)。在GSM系统中，如果寻址到移动单元的寻呼未被确认，则基站可能将重新向移动单元发送寻呼。如果第二次寻呼未被确认，基站会将移动单元自它的有效列表中移除，且只向那些在覆盖区域内的其它有效移动单元发送寻呼(最后一步)。当移动单元完成了它的ATS时，它不知道它已经被从有效列表中移除，基站将不再在寻呼消息中对移动单元进行寻址。在这种情况下，为了重建通信，移动站必须进行与基站的重新初始化。
在图2中，根据本发明，自上而下地依时间进程表示了五个步骤。在第一步中，移动站(MS)与基站(BSS)启动它们自身的通信，因此移动单元在基站网络中运行(最好是GSM)。在此模式中，基站控制移动单元的ATS指示器。例如，在起始阶段，基站通知移动单元禁用ATS，做出这样的指示时，禁止移动站进行ATS。需要理解的是，尽管在起始阶可以允许进行ATS，但由于单元之间在初始阶段可能需要进行即时的通信，这样做是更适宜的。在第二步中，与在正常操作中一样，基站发出寻呼消息。在下一步中，移动单元确定需要ATS。然而，直到基站允许之前，不启动ATS。在下一步中，基站发出移动单元能够进行ATS的寻呼。这可以用在寻呼消息中编码的一个比特来进行。此时，移动单元启动它的ATS。在此期间，基站不断地重发寻址到移动单元的任何寻呼消息(以完全服从标准)，但是不会从它的有效列表中删除确认的移动单元，该列表知道移动单元可能正在执行ATS。当移动单元从执行ATS的状态返回时，它将能够重新按顺序接收寻呼消息。
需要理解的是，由网络允许进行ATS的步骤以及移动单元确定需要ATS的步骤都可以颠倒，而没有什么不好影响。也就是说，基站可以在需要ATS之前使移动站能够进行ATS，然后移动站在确定需要时，可以启动ATS。上述方案也可应用到具有GPRS能力的GAIT移动单元，其中除了在(或独立于)初始化过程中发送它之外，网络在发送GPRS附加过程中发送“禁用ATS”。此外，需要理解的是，利用可以在多个不同的无线技术系统中工作的多模式无线电话，本发明提出的方法可以也应用于扫描多于一次替代技术。
参见图3，可以对本发明提出的方法的优选实施例得到更深入的理解。在步骤300中，进行加电，在步骤302，移动无线电话在无线电话能够具有的多个无线技术中进行扫描服务。移动单元完成扫描后，如果需要，它在最有利的网络内进行注册并在其中工作304。此时，无论移动无线电话是否被允许执行替代技术扫描(步骤306)，移动无线电话都从它所工作的当前基站单元内读取信号。此外，无线电话开始对寻呼消息进行正常的接收及响应或确认寻呼消息。在工作期间，无线电话正常地检查是否丢失了当前网络中的服务(步骤308)。如果发生丢失，无线电话将重置为加电状态(步骤300)，并扫描另一种可用的服务技术(步骤302)。然而，假定不会丢失服务，移动单元将正常地工作，直至触发替代技术扫描(ATS)，步骤310。如果仍未触发ATS，无线电话将不断地对来自当前网络的寻呼块进行正常的监测，步骤316，同时也对丢失的服务进行监测(步骤308)。
在触发ATS后(步骤310)，如果网络使无线电话能够进行ATS(步骤312)，移动无线电话则可对替代技术进行扫描(步骤314)，并忽略其当前正工作的技术中的寻呼消息。此外，在移动单元正进行扫描时，基站正常地发送它的寻呼消息，但是现在对于寻址到移动单元的寻呼，其忽略缺少来自无线电话的确认。在此期间，基站将无线电话保留在它的有效列表内。如果移动电话发现了希望的技术服务，它必须在新的网络中进行注册，并在其中工作(步骤304)。在这种情况下，基站将显式地把移动站从原来的网络中断开。例如，如果有必要，基站可以向移动站重发预定次数的寻呼，或者持续预定的时间，例如向语音邮件中发送。此外，由于移动单元将在新的网络中初始化，基站将不再接受对移动单元的呼叫。然而，如果移动单元发现没有可用的替代服务，移动单元则停留在当前(即步骤304中的)网络中工作。
然而，如果网络禁用了无线电话中的ATS 312，并且在移动单元中触发ATS后(步骤310)，迫使无线电话持续对来自当前网络的寻呼块进行正常监测(步骤316)，并监视ATS(步骤306)及监视丢失的服务(步骤308)。网络在系统信息消息中不断地广播ATS使能状态。网络可以在任何时刻允许或禁用ATS。因此，移动单元将例行监视ATS启动(步骤306)。或者，在基站对使能或禁用ATS做出一次决定时，系统可以被设置为启动，并且移动站将对来自当前网络的寻呼块进行监测(步骤316)，也对丢失的信息进行监测(步骤308)。
特别地，本发明为允许无线电话扫描替代无线电话系统的方法，其中每个无线电话系统都具有多个单元，在相应的地域内向无线电话提供无线电话服务。每个单元都包括寻呼及语音通信，以及由固定基站点建立的无线覆盖范围。每个基站的工作可以向无线电话发送寻呼消息，并接收从无线电话发出的确认。最初，方法最好包括无线电话加电并扫描可用的替代技术服务的第一步。通常希望对全部可用技术进行搜索，以发现一种最有用的服务。该方法包括下一步骤将无线电话在无线电话系统中进行注册(最好是GSM)并在其中工作。在下一步中包括为无线电话建立是否能够进行替代技术扫描的信息。在下一步中，如果禁用了替代技术扫描，无线电话将对从基站接收到的寻呼消息进行接收及确认。然而，如果允许替代技术扫描，则无线电话对替代技术(最好是ANSI-136)进行扫描，而在执行扫描步骤期间，基站同时将任何寻呼消息中继到无线电话。如果已经丢失当前网络的服务，最好也进行对替代技术的扫描。此外，在使能ATS期间，若无线电话未进行确认，基站对此忽略不计。在此期间，基站最好在有效列表中保留无线电话。
在根据本发明的另一种方法中，在某些限定的情况下，移动无线电话跳过背景扫描的过程，在这种方式下，不会损害(compromised)GAIT兼容MS的原则。这个实施例被叙述为网络控制替代技术扫描(MCATS)机制，其中，在获取特定网络类型的服务时，由移动无线电话决定(自动地或者通过用户或操作者的选择)移动无线电话是否搜索替代技术服务。这个特征适用于基于这样的网络类型，其中消费者希望能触发替代技术扫描。
例如，如果特征为“开”，移动无线电话自身将检查特定GSM网络类型是否存在，然后适当地打开或关闭替代技术扫描。这种移动控制机制可能为用户特征、柔性特征或者用户标志模块(MIS)特征。例如，MCATS特征为“开”的移动无线电话中，如果移动无线电话工作在GSM 1800或GSM 900作用范围内(例如在欧洲)，移动无线电话将不执行替代技术扫描。如果同一个移动无线电话工作于GSM 1900的作用范围内(例如在北美)，移动电话将执行替代技术扫描。这对于欧洲市场中使用的三波段GSM(900MHz、1800MHz及1900MHz)GAIT移动无线电话是有用的，并使移动无线电话可以作为北美市场中的GAIT移动无线电话使用，在北美，替代技术扫描将是更加理想的。利用这种功能，SIM特征使北美的操作者能够对在他们的网络区域内使用的移动无线电话进行控制，同时不会有损于欧洲现有的GSM 900与GSM 1800的GSM服务。或者，移动电话可以在初始化过程中判断工作在哪个国家，利用存储的关于在这个国家可用什么系统的知识，移动单元可以视需要打开或关闭ATS。
对于这个替代实施例，可以参考图4对本发明提出的方法进行更深入的理解。在步骤400中，进行加电，移动无线电话进行扫描在无线电话能够具有的多个无线技术中的服务，步骤402。移动单元完成扫描后，如果需要，它在最可用的网络内进行注册并在其中工作，步骤404。此时，移动无线电话从可用的网络标识中确定国家代码或大体的地理位置，步骤406。此外，无线电话开始它的正常接收，并且响应和确认寻呼消息。在工作期间，无线电话正常地检查是否丢失了当前网络中的服务，步骤408。如果发生丢失，无线电话将重置为象在步骤400中的加电状态，并扫描另一种可用的服务技术(步骤402)。然而，假定不会丢失服务，移动单元将正常地工作，直至触发替代技术扫描(ATS)，步骤410。触发可以通过诸如时间终止或用户干涉的方式进行。如果仍未触发ATS，无线电话将不断地对来自当前网络的寻呼块进行正常的监测(步骤416)，同时也对丢失的服务进行监测，步骤408。
在触发ATS 410后，且如果网络位置表明能够进行ATS，移动无线电话则可对替代技术进行扫描(步骤414)，并忽略其当前正工作的技术中的寻呼消息。此外，在移动单元正进行扫描时，基站正常地中继它的寻呼消息。如果移动电话发现了替代技术服务，它必须在新的网络中进行注册，并在其中工作(步骤404)。在这种情况下，如果需要，基站将对移动站重寻呼预定次数或者持续预定的时间，例如向语音邮件中发送或撤出呼叫(dropping the call)。如果发生移动单元没有发现替代服务，移动单元则停留在当前网络中工作(步骤404)。
然而，如果网络位置表明禁用ATS，则无线电话将持续对来自当前网络的寻呼块进行正常监测(步骤416)，也对丢失的服务进行监测，步骤408。
本发明提供了特别的优点，北美的ANSI-136及GSM操作者可以利用它使移动站具有能在不同技术的网络中选择最有利的网络类型的能力。这些特征将为欧洲操作者提供了一个途径，使得在他们的网络中可以使用相同的移动站，而不利影响为最小。这个技术还可以具有被应用到其它多模式终端类型中的潜力，例如那些具有W-CDMA及GSM能力的终端。
尽管用优选实施例介绍了本发明，对于本领域内的普通技术人员而言显而易见的是，可以对本发明进行多种方式的修改，除在上面指出并进行叙述的实施例外，本发明还可以采用多种实施方式。为此，希望所提供的权利要求书覆盖落在本发明的精神和范围内所有的改变与改进。
权利要求
1.一种允许无线电话扫描替代无线电话系统的方法，每个无线电话系统都具有多个小区，用于在相应的地域内向无线电话提供无线电话服务，每个小区都带有寻呼及语音信息以及由固定基站点建立的无线覆盖范围，每个基站可操作地向无线电话发送寻呼消息，所述方法包括步骤将无线电话在无线电话系统中进行注册；为无线电话建立是否已经能够进行替代技术扫描的信息；和如果禁用了替代技术扫描无线电话接收来自基站的寻呼消息；无线电话确认寻址到所述无线电话的基站寻呼消息；如果替代技术扫描被使能无线电话扫描替代技术；在执行扫描步骤期间，基站同时中继寻址到所述无线电话的任何寻呼消息；对于寻址到所述无线电话的寻呼消息，基站忽略没有来自所述无线电话的确认。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在注册步骤之前，进一步包括步骤给所述无线电话加电，并且扫描可用的替代技术以获得服务。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述建立步骤之后，进一步包括步骤检查在当前网络中服务是否丢失，并据此继续执行前面的扫描步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述注册步骤包括在GSM无线电话系统与ANSI-136无线电话系统中的一个系统上进行注册。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述扫描步骤包括一种替代技术，其包括在GSM无线电话系统与ANSI-136无线电话系统之中的至少之一。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述忽略步骤包括基站在有效列表中保留所述无线电话。
7.一种允许无线电话扫描替代无线电话系统的方法，每个无线电话系统都具有多个小区，用于在相应的地域内向无线电话提供无线电话服务，每个小区都带有寻呼及语音信息以及由固定基站点建立的无线覆盖范围，每个基站可操作地向无线电话发送寻呼消息，所述方法包括步骤无线电话加电；扫描可用的技术以获得服务；将所述无线电话在优选的无线电话系统中注册，并且所述无线电话在该电话系统上工作；为所述无线电话建立是否已经允许进行替代技术扫描的信息；和如果禁用了替代技术扫描所述无线电话接收来自基站的寻呼消息；所述无线电话确认寻址到所述无线电话的基站寻呼消息；如果替代技术扫描被使能所述无线电话扫描替代技术以获得服务；在执行扫描步骤期间，基站同时中继寻址到所述无线电话的任何寻呼消息；基站对寻址到所述无线电话的寻呼消息，忽略没有来自所述无线电话的确认，并在有效列表中保留所述无线电话。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述建立步骤之后，进一步包括步骤检查在当前网络中服务是否丢失，并据此继续执行前面的扫描步骤。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述注册步骤包括在GSM无线电话系统与ANSI-136无线电话系统中的一个系统上进行注册。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述扫描步骤包括一种替代技术，其包括在GSM无线电话系统与ANSI-136无线电话系统中的至少之一。
全文摘要
一种允许无线电话扫描替代无线电话系统的方法，其中每个蜂窝无线电话系统都在相应的地域内，每个小区都具有提供寻呼及语音信息的基站，该方法包括第一步(304)将无线电话在无线电话系统中进行注册。下一步包括为无线电话建立是否已经能够进行替代技术扫描的信息(306)。如果禁止替代技术扫描，无线电话接收来自基站的寻呼消息，并确认寻址到无线电话的寻呼消息(步骤316)。如果替代技术扫描被使能(步骤312)，无线电话扫描替代技术(步骤314)，而基站中继寻址到移动电话的任何寻呼消息，并且基站对于寻址到无线电话的寻呼消息，忽略没有来自无线电话的确认。
文档编号H04W36/00GK1650648SQ01818415
公开日2005年8月3日 申请日期2001年11月6日 优先权日2000年11月6日
发明者马西娅·奥廷, 埃里克·赫夫纳, 斯蒂芬·安德鲁·豪厄尔 申请人:摩托罗拉公司