专利名称：分层广域漫游管理的无线电信系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及在无线电信系统中提供漫游管理业务。
在无线电信系统中使用的用户单元经常是在一个本地系统中登记的，但是如果系统的服务提供者事先已作安排，也可以在某些其它系统中使用。这种安排必须是在用户要去旅行的所有区域中的服务提供者之间达成的，才对用户有价值。由于用户可能去世界任何地方，因此可能需要许多这样的事先的安排以满足用户的要求。
当用户在这些事先作了安排的其它系统的一个中工作时，它被称为正在漫游。为了容许漫游，提供了某种漫游管理服务。漫游管理服务包括保持有效的用户单元的位置信息，使得用户单元正在其中漫游的系统能够识别。响应这种信息可以把对漫游中的用户的呼叫送往恰当的系统。漫游管理服务还包括保持作为授权和信用证明的用户信息。因此，当漫游中的用户单元打算通过一个它没有登记的系统进行登记或进行呼叫时，该系统可以得到它会收到所要求的服务费用的保证。
为了相互提供漫游管理服务，现有无线电信交换节点互相对等地对待。也就是说，每个交换节点对于漫游管理服务的提供具有相等的地位。例如，全球移动通信系统(GSM)将用户单元分配给本地移动交换中心(MSC)。在用户单元的本地MSC中，为每个用户单元建立一个本地位置登记(HLR)。该HLR记录了用户和用户单元的全部有关资料。HLR额外地存储了识别HLR的用户单元可能正在漫游的任何MSC的位置数据。
当一个漫游的用户单元(即，一个漫游者)在一个被漫游的MSC第一次登记时，被漫游的MSC与本地MSC联络，向本地MSC通知漫游者的漫游状态和当前地理位置。本地MSC可以授权和/或认证漫游者，以向被漫游的MSC证明漫游者的信用价值。如果允许漫游，被漫游的MSC为漫游者建立一个访问位置登记(VLR)。响应漫游者的电话号码，MIN，或其它ID，呼叫端(即，对用户单元的呼叫)首先被送往漫游者的本地MSC。然后把这些呼叫从本地MSC送到被漫游的MSC，使得被漫游的MSC可以建立起对漫游者的呼叫。
虽然现有技术在提供漫游管理服务中是有效的，但当无线电信交换节点的数量增加时，它存在着严重的缺陷。而且由于无线电信服务的扩大，这种交换节点的数量正持续地增长。向新的地区扩展无线电信服务和在已经被现存的系统覆盖的地区重叠新的无线电信服务都将导致交换节点的增加。
如果“N”代表希望相互提供漫游管理服务的系统的数目，那么潜在的要求允许在该N个系统中漫游的联络点的数量是(N-1)2。此外，在这些服务提供者之间必须签订(N-1)2份法律合同，并且每个服务提供者还必须遵守法律，税率，权利(包括载频分配)，和与其它所有N-1个服务提供者通信有关的规定。另外，这些服务提供者使用各种不同类型的设备。现有技术要求N个系统的每一个都能与所有类型的设备兼容。因此，现有漫游管理服务在无线电信服务提供者的数量增长时和在更多的无线电信系统中提供漫游管理服务时，导致价格高昂和技术复杂，而使效率低下。
因此本发明的目的在于提供一种能克服上述现有技术中的不足，不太复杂并且价格较低的全球漫游管理系统。
通过以下的详细说明和提出的权利要求，并参考附图，可以对本发明有更为全面的了解，在全部附图中相同的项目具有相同的参考号，其中
图1显示了一个无线电信系统可以在其中工作的较高层次的环境布局图；图2显示了一个较低层次的环境布局图；图3显示了包括在一个多模用户单元中的硬件的框图；图4显示了一个激活过程的流程图；图5显示了一个多模用户单元过程的流程图；图6显示了一个局部交换节点过程的流程图；图7显示了一个广域交换节点过程的流程图；图8显示了一个包括在广域交换节点过程中的终接呼叫请求过程的流程本发明提出了一种为无线电信单元提供广域漫游管理服务的方法，该方法包括步骤a)建立一个具有一个本地交换节点和一个远端交换节点的广域通信网；b)把一个用户单元分配给广域通信网的本地交换节点；c)在局部通信网交换节点接收一个来自用户单元的漫游联络；d)使局部通信网交换节点与广域通信网的远端交换节点联络，以评估漫游联络；和e)使广域通信网的远端交换节点与广域通信网的本地交换节点联络，以评估漫游联络。
用户单元可以是多模单元，并且该方法可以进一步包括步骤遵循一个第一通信协议以在用户单元和广域通信网之间建立一个通信对话；和遵循一个第二通信协议以在用户单元和局部通信网之间建立一个通信对话。
遵循第一通信协议的步骤可以包括确定用户单元的地理位置的步骤。
该方法可以额外包括在广域通信网的远端交换节点确定是否利用第一或第二通信协议开始与用户单元通信对话的步骤。
该确定步骤可以包括步骤记录描述一个在先的与用户单元的通信对话是用第一还是用第二通信协议的数据；当在先的与用户单元的通信对话是用第一通信协议时，利用第一通信协议开始一个与用户单元的通信对话；当在先的与用户单元的通信对话是用第二通信协议时，利用第二通信协议开始一个与用户单元的通信对话。
该方法还可以包括确定最靠近局部通信网交换节点的广域通信网的远端交换节点的位置的步骤。
该方法还可以包括在局部通信网交换节点接收来自用户单元的数据的步骤，该数据指出该用户单元被分配给了包括在该广域通信网中的一个节点。
该方法还可以包括恰当安排广域通信网和局部网，使得局部网覆盖的区域包括在广域通信网覆盖的区域中的步骤。
本发明还提出了一种为无线电信单元提供广域漫游管理服务的方法，该方法包括步骤a)建立一个具有第一众多交换节点和实际上包括了整个地球表面的网络无线电覆盖区域的广域通信网；b)在第一众多广域通信网交换节点中向第二众多多模用户单元分配本地配额；c)确定最靠近一个局部网的一个局部交换节点附近的第一众多交换节点中选定的一个节点的位置；d)在该局部交换节点接收来自第二众多用户单元中的一部分的漫游联络；e)从该局部交换节点联络该宽域通信网的选定节点，以评估漫游联络；和f)从该选定的节点联络第一众多交换节点的各个节点以评估漫游联络，响应在步骤b)中分配的本地配额识别出交换节点的各节点。
图1显示了一个环境的较高层次的布局图，图2显示了这个环境的较低层次的布局图，无线电信系统10可以在这个环境中工作。参考图1和2，系统10包括一个广域通信网(WACN)12和任何数量的局部通信网(LCN)14。在本优选实施例中，WACN12是一个卫星通信网。利用装载在位于外层空间的卫星运载工具(SV)，或卫星16中的交换节点群星，WACN12提供了一个实际上覆盖整个地球表面的广域通信网无线电覆盖区。为了清楚起见，图1和2仅显示了少数几颗卫星16。
在WACN12中，卫星16通过数百个中央交换局节点(CSO)18(图1和2中仅显示了少数几个)和数百万个多模用户单元20(图1和2仅显示了少数几个)与地面装置通信。CSO18和用户单元20可以位于地球表面上或附近的任何位置。但是，CSO18的位置最好包含地缘政治学的考虑。例如，每个CSO18可以控制CSO18所在的国家的WACN通信。但是，大的国家可能有多个CSO18，而小的国家可能与邻国共用CSO。
地面通信系统，例如现有的LCN14和全球公用交换电信网(PSTN)26的其它分支系统，可以通过CSO18访问WACN12。最好能恰当地配置卫星16的星群，使得在所有时间地球的表面上每个点的视界之内都至少有一颗卫星16。因此，WACN12可以通过卫星16的星群在任何两个用户单元20之间，任何用户单元20和一个CSO18之间，和任何两个CSO18之间建立起一个通信电路。其它的电话和通信装置可以通过CSO-至-PSTN接口耦合于这个电路。如图1和2中所示，卫星16经过交连线路33与邻近的卫星通信。
可以把WACN12看成是一种较高层次的通信网。相反，可以把LCN14视为较低层次的通信网。现有的地面蜂窝通信系统代表LCN14的一种形式。熟悉本领域的技术人员知道各种由GSM，CDMA，JDC，USDC，AMPS和类似的首字母表示的这种系统。每个LCN14都有一个被WACN12的无线电覆盖区叠盖的或包括的局部无线电覆盖区域。可以向全世界提供多达数以千计的LCN14，而且并不需要LCN14都是同种类型的。每个LCN14是由一个局部移动交换中心(MSC)28控制的。任何数量的基站30耦合于一个局部MCS28，并提供无线电发射机和接收机(未示出)，通过它们与位于LCN无线电覆盖区内的多模用户单元20进行通信。这些系统中的一些在使用例如GSM或IS-41这样的网络漫游标准的LCN之间提供漫游。这些标准仅为使用同样标准的和具有直接MSC-至-MSC通信的LCN之间提供漫游。
在一种典型的情况中，由于包括漫游通信服务在内的通信服务很可能比较便宜，一个用户会希望通过任何可用的LCN14通信，而不是用WACN12。但是，当没有LCN14可用的时候，实际上遍布地球表面的WACN12可供多模用户单元20使用。当然，本发明并不要求优先选用LCN14，并且即使在有LCN14可以提供通信服务的时间和地点，也不妨碍多模用户单元20通过WACN12通信。
经过RF通信链路32，包括用户单元20的WACN与卫星16进行通信。经过RF通信链路34，包括用户单元20的LCN与基站30进行通信。RF通信链路32和34最好使用有足够大的差别的通信协议，以便使共同的无线电覆盖区内的干扰降低到最小。一个通信协议代表时间，频率，和/或编码规则，程序，格式，以及两种装置所遵循的以便可以互相通信的公约。因此，RF通信链路32使用一种以下被称为协议A的通信协议，RF通信链路34使用以下被称为协议B的通信协议。协议A和B的特殊性质对于本发明的目的无关紧要。
根据本发明的优选实施例，漫游管理服务是由WACN12以一种简单和有效的方式向与任何多模用户单元20有关的任何数量的LCN14提供的。CSO18和MSC28是一般常用的无线电信交换设施。这些交换设施在软件程序的控制下执行下面将讨论的过程。在一般情况下，一个多模用户单元20被分配给一个CSO18，其后该CSO18在WACN12中作为该用户单元20的“本地”节点。在众多的CSO18和用户单元20中，把本地配额分配给WACN12的所有CSO18。不是本地节点的任何CSO18可以在WACN12中作为一个用户单元20的“远端”节点使用。作为说明的举例，在图1和2中将本地节点标为CSO18′，远端节点标为CSO18″。
与此同时，可以把一个用户单元20分配给一个本地局部MSC28，该本地局部MSC28有一个将收费记录存储在CSO18的本地位置登记中的协定。当一个用户单元20试图通过任何一个不是本地局部MSC28的局部MSC28进行通信时，产生漫游状态。作为说明的举例，图1和2中把本地局部MSC28标为MSC28′，并且在图1和2中把被漫游的MSC28标为MSC28″。当在MSC28″漫游时，漫游管理服务最好只是由邻近该MSC28″的CSO18提供。因此，无论这个CSO18是一个本地CSO18′还是一个远端CSO18″，该被漫游的局部MSC28″都遵循相同的过程以获得漫游管理服务。图1和2显示了仅有唯一的一个被漫游的局部MSC28″结合于一个单独的CSO18。但是，一个单独的CSO18可以结合任意数量的被漫游的局部MSC28″。
这个过程包括联络最邻近的远端CSO18″，或建立与最邻近的远端CSO18″的通信链路36。被漫游的局部MSC28″不需要联络漫游用户单元20的本地节点。因此，提供全球漫游管理服务只需与WACN12的提供者作出安排，而不是与大量的潜在“本地″服务提供者作出安排。同样，被漫游的局部MSC28″仅需遵守一个单独的CSO18的接口要求，而不是任何数量的各种交换中心强加的大量接口要求。此外，通过提供适当的标准互通函数集，任何CSO18可以连接许多MSC28，这许多MSC28中的每一个可以使用不同的漫游支持接口标准。另外，在大多数情况下被漫游的LCN14本身不必关心遵守包括规则与规定以及偿付费率在内的地缘政治间的司法管辖权通信要求，以获得漫游服务。
图3显示了多模用户单元20的框图。用户单元20包括一个控制器和信号处理部件38。部件38把A和B收发机40和42分别耦合于存储器44和I/O部件46。部件38包括微处理器或其它控制器组件，和有关外围设备以及处理呼叫服务的组件。部件38的控制器部分使用户单元20执行由存储在存储器44中的计算机软件定义的过程。此外，存储器44记录表格，数据库，变量和其它用于用户单元20的工作中的存储构件。I/O部分46包括用户单元20和用户单元20外部世界之间的任何种类的用户或电子接口。这些接口可以包括键盘，显示器，话筒，扬声器等。
记录在存储器44中的软件包括一个协议A程序48，一个协议B程序50，和一个通用程序52。协议A程序48包括使多模用户单元20利用协议A通过RF通信链路32(见图2)在WACN12(见图1-2)上操作的软件。收发机40适用于链路32上的利用协议A的通信。协议B程序50包括使多模用户单元20利用协议B通过RF通信链路34(见图2)在LCN14(见图1-2)上操作的软件。收发机42适用于链路34上的利用协议B的通信。收发40和42相互之间不需要有相同的频率，调制形式，编码技术，等等。通用程序52包括与协议A或B共同操作的，或独立于协议A或B操作的软件。这种软件控制I/O部分46并且确定是执行协议A程序48还是执行协议B程序50。
图4显示了一个激活过程54的流程图。执行过程54以标识系统10和一个新获得的多模用户单元20，使得新获得的用户单元20可以在系统10中使用。虽然图4显示一种特定的任务顺序，但熟悉本领域的技术人员将懂得各任务不必遵循指定的顺序。
在任务56中，收集表述新获得用户单元20和它的用户的数据。该数据包括用户单元标识信息，用户标识信息，计费信息，要激活的特征程序包，以及通常在现有无线电话的激活过程中收集的其它信息。此外，执行任务58以便在WACN12中为用户单元20分配一个本地CSO节点18′，和执行任务60以便把一个WACN用户单元ID分配给用户单元20。在任务60中分配的用户单元ID最好与在任务58中分配的本地CSO节点18′一致。WACN12中的其它节点通过评估用户单元的ID可以唯一地识别一个用户单元的本地CSO节点18′。
任务62在本地CSO节点18′把一个用户资料存储在一个本地位置登记(HLR)64中(见图2)。用户资料是关于用户和用户单元20的信息的比较完整的记录。任务65把WACN用户单元ID存储在用户单元20中。如同以下将更详细地讨论的那样，当在一个LCN14或WACN12中操作时，用户单元20利用它的WACN用户单元ID标识自身。任务66是供选择的。任务66重复对一个特别选定的LCN14的本地和ID的分配。因此，通过任务66用户单元20可以有一个本地LCN14和一个将该用户单元20标识于本地LCN14的ID。因为任何一个希望成为一个多模用户单元20的本地LCN14的LCN14都可以采用WACN激活过程作为它自己的激活过程，所以任务66是一个供选择的任务。在这种情况下，一个多模用户单元20把它的WACNID用于LCN14和WACN12操作。
图5显示了一个多模用户单元过程68的流程。最好所有的多模用户单元20都执行与图5中所示的相同的过程。过程68是通过存储在存储器44(见图3)中的软件程序定义的。
过程68包括一个识别可用于提供通信服务的网络的任务70。更精确地说，任务70确定在任务70执行的时间和地点是否有WACN12，LCN14可用或二者都可用。任务70监视预定的协议A和协议B通信信道，以识别可用的网络。然后一个查询任务72决定是否把一个LCN14用于后续的通信服务。在一般的情况中，由于通信服务费用较低，所以任何LCN14优先于WACN12。但是这并不是必须的。用于任务72的精确的选择标准对于本发明的目的并不重要。
当任务72决定使用一个LCN14时，任务74选择协议B。协议B的选择使得后续的通信对话使用收发机42，并且由协议B程序50(见图3)控制。接着，假设用户单元20还没有登记在该LCN14上操作，并且用户单元20实际上正在漫游，任务76进行与该LCN14的漫游联络。漫游联络是通过向一个局部MSC28(见图2)发送一个登记请求消息进行的。登记请求消息是利用RF通信链路34和协议B经过一个基站30(见图1-2)发送的。登记请求消息包括该用户单元的WACNID。尽管图5中没有示出，但是如果用户单元20已经在LCN14上登记，那么可以取消任务76。如果用户单元20不在漫游，那么发送到一个MSC28的任何联络或消息可以被认为是一个复位联络，而不是一个漫游联络。复位联络登记请求消息可以包括，但并不要求必须包括用户单元的WACNID。
任务76之后，查询任务78确定是否允许存取该网络。在任务78作出它的决定之前，过程68可以停留在任务78直到从联络的网络接收到消息。但是，可以包括附加的任务(未示出)，以便防止程序控制停留在任务78而得不到返回消息。返回消息应当指出是批准了登记请求(即，允许存取)，还是拒绝了登记请求。如果不允许访问，那么任务80执行一个适当的差错处理过程。例如，任务80可以将问题通知用户，重复发送几次登记请求消息，或其它类似的过程。在任务80之后，程序控制返回任务70，继续识别可用的网络。
当任务78确定允许在联络的网络上访问时，一个查询任务82确定是否产生了一个发呼端事件。例如，当一个用户拨电话号码发出呼叫时，可以产生发呼端事件。如果产生了发呼端事件，任务84执行一个呼叫方过程。任务84包括通常的建立呼叫，监视呼叫，和切断呼叫的操作。任务84之后，程序控制返回任务70，继续识别可用的网络。
当任务82确定没有发呼端事件发生时，一个查询任务86确定确定是否发生了一个被叫端事件。例如，当一个第三用户试图接入一个对用户单元20的呼叫时，可能发生被叫端事件。在这种情况中，用户单元20当前登记的网络将向用户单元20发送一个寻呼消息。该寻呼消息将包括标有用户单元20的地址的识别数据。因此，任务86确定发送给用户单元20的这个寻呼消息是否已经收到。如果发生了被叫端事件，任务88执行一个被叫端过程。任务88包括通常的建立呼叫，监视呼叫，和切断呼叫的操作。在任务88之后，程序控制返回到任务70，继续识别可用网络。同样地，当任务86确定没有发生被叫端事件时，程序控制也返回任务70。
返回参考任务72，当任务72确定不使用LCN14时，任务90选择协议A。协议A的选择使得后续的通信对话使用收发机40，并且通过协议A程序48(见图3)控制。然后一个查询任务92确定是否发生了一个登记事件。在本优选实施例中，当用户单元20自从它最后登记于WACN12之后已经移动了一个预定的距离时，或如果自从用户单元20最后登记于WACN12之后已经过去了一段预定的持续时间，将产生一个登记事件。当还没有发生登记事件时，程序控制延续到任务82以测试是否发生了呼叫方事件或被叫端事件。
当任务92确定已经发生了登记事件，任务94向WACN12发送一个登记请求消息。登记请求消息是利用RF通信链路32和协议A经过卫星16(见图1-2)发送的。该登记请求消息包括用户单元的WACNID。在任务94之后，或连同任务94一起，任务96执行一个位置确定过程，以便确定用户单元20的当前位置。在本优选实施例中，任务96监测从上空卫星16播发的位置信息，和评估与WACN12通信中的多普勒和信号的传播延迟，以确定位置。任务96的结果是WACN12确定了用户单元的位置。任务96之后，程序控制延续到任务78以确定是否允许在WACN12上存取。
因此，用户单元20在多种模式中工作，以便与多种通信网通信。当与一个LCN14进行漫游联络时，用户单元20用它的WACNID标识其自身。根据WACNID，该LCN14可以判断出该用户单元20在WACN12中有一个本地节点。
图6显示了一个局部交换节点过程98的流程图。过程98是由一个局部MSC28或一个局部MSC28连同它的基站30(见图2)一起执行的。最好所有的局部MSC28和基站30都执行图6所述的同样的一个过程。通过MSC28与用户单元20进行的所有通信都与协议B兼容。
过程98包括许多子过程。在这些子过程中包括一个漫游联络过程100，一个终接呼叫请求过程102，和一个始发呼叫请求过程104。为了简明的目的，许多MSC28执行的其它过程，例如一个复位联络过程，未被示出。当从一个用户单元20接收到一个漫游联络时，执行漫游联络过程100。当用户单元20试图在LCN14上登记请求通信服务时，产生漫游联络。过程100用于全部那些具有WACNID的用户单元20，而不管CSO18(见图1-2)是不是用户单元的本地CSO18。
过程100包括一个评估WACN用户单元ID的任务106。响应任务106，查询任务108确定该用户单元是否有一个包括在WACN12中的本地节点。如果该用户单元ID未指出一个WACN12中的本地节点，那么任务110执行一个适当的误差处理过程。如果正在执行任务110，进行漫游联络的用户单元可能在不是WACN12的某个网络上有一个本地节点。只要LCN14与这个其它网络做了事先安排，任务110可以执行用于获得漫游管理服务的常用的程序。如果没有作过事先的安排，任务110可以简单地不理会该漫游联络，或最好是返回一个存取拒绝消息。在任务110之后，程序控制退出过程100。
当任务108确定漫游联络来自一个具有在WACN12中的本地节点的用户单元20时，任务112建立起一个与分配给执行过程100的MSC28″(见图2)的远端CSO节点18″的通信对话。可以利用通过PSTN26形成的陆线链路36(见图2)建立通信对话。如上所述，分配的CSO节点18″最好位于相对于WACN12范围来说靠近MSC28″的位置。分配的MSC28″最好是保持不变，而不管用户单元的本地CSO18。因此，对于所有的用户单元20，每个MSC28遵循一个单一的过程以获得漫游管理服务，并且所有的CSO18看来好象是通向每个局部MSC28的一个单独的节点。
在任务112联络分配的远端CSO18″之后，任务114把用户单元的登记请求送到WACN12的远端节点，以评估该漫游联络。这个登记请求包括用户单元的ID。通过接收有关发出请求的用户单元20的漫游管理服务评估漫游联络。然后，查询任务116确定是否允许漫游的用户单元20存取。在任务116作出它的决定以前，过程100可以停留在任务116，直到从被联络的远端CSO18″接收到一个消息。但是，可以包括额外的任务(未示出)，以便防止程序控制停留在任务116而得不到返回消息。如果不允许存取，那么任务118执行一个适当的误差处理过程。例如，任务118可以通过RF通信链路34(见图2)向发出请求的用户单元20返回一个存取拒绝消息。任务118之后，程序控制退出过程100。
当任务116确定已经允许存取，任务120为漫游中的用户单元20建立一个访问者位置登记(VLR)122(见图2)。除了其它的信息以外，VLR122包含一个来自漫游者的HLR64的信息的子集(见图2)。该信息被从WACN12送回到被漫游的MSC28″。此外，任务可以给漫游中的用户单元20分配一个临时的ID，以便漫游用户单元20漫游于MSC28″时使用。
在任务120之后，任务124向漫游中的用户单元20发送一个存取授权消息。存取授权消息是按照协议B发送的。在这一点上，用户单元20作为一个漫游者在LCN14中工作。任务124之后，程序控制退出过程100。
执行终接呼叫请求过程102是为了处理被送至一个用户单元的，例如该漫游中的用户单元20的建立呼叫请求。一个终接于该用户单元的呼叫的请求可以来自WACN12的远端节点18″，在MSC28接收，但是它也可以来自PSTN26。用常用的方法执行过程102，以寻呼用协议B通信在请求中标识出的用户单元20，确定是否应答了该呼叫，监视任何应答呼叫，并且在完成之后切断呼叫。
执行始发呼叫过程104是为了处理一个始发于一个登记的用户单元的，例如一个漫游中的用户单元20的建立呼叫请求。该始发呼叫请求来自用户单元20，经由协议B通信在MSC28接收。利用常用的过程经过PSTN26建立呼叫。但是，在一个替代实施例中，呼叫是通过WACN12建立的。过程104实施呼叫建立，监视该呼叫，并且在完成之后切断呼叫。
图7显示了一个广域交换节点过程126的流程。过程126是由WACN12的一个CSO18执行的。最好所有CSO18都执行与图7所示的相同的过程。
过程126包括许多子过程。在这些子过程中包括一个接收登记请求过程128，一个终接呼叫请求过程130，和一个始发呼叫请求过程132。出于简化的目的，省略了CSO18执行的许多其它过程。当从一个用户单元20接收到一个登记请求时，执行接收登记请求过程128。登记请求可以经过协议B，RF通信链路32(见图2)和卫星16到达CSO18。作为选择，登记请求可以经过一个使用协议B的LCN14，RF通信链路34(见图2)和一个执行过程100(见图6)的MSC28到达CSO18。接收该登记请求的CSO18可以是进行请求的用户单元20的本地CSO18′或是一个远端CSO18″。
过程128包括一个确定从用户单元20接收的登记请求是否是经过一个LCN14到达的查询任务134。如果该登记请求没有经过一个LCN14，那么它是按照协议A直接从用户单元20接收的。当请求是按照协议A接收的时候，任务136清除局部网标记，以便记录说明用户单元20为这次以及后续的通信对话正在使用的协议的数据。用户单元20用于后续通信对话的通信协议一般是缺省的，因为其数据已记录在前面的通信对话中。接下来，任务138执行一个位置确定过程。任务138补充任务96(见图5)。在执行任务138过程中，产生协议A通信以确定用户单元20的位置。当任务134确定登记请求通过一个LCN14到达，任务140设置局部网标记，以记录说明用户单元20为这次以及后续通信对话而正在使用协议的数据。此外，当多个LCN14被分配给该执行过程128的CSO18时，任务140可以记录通过它而接收到登记请求的那个LCN14的识别数据，使得终接于用户单元20的将来的呼叫可以经过该LCN14接通。
在任务138或140之后，查询任务142确定正在执行过程128的CSO18是否是用户单元20的本地CSO18。任务142可以通过评估包含在登记请求中的WACN用户单元ID来作出它的确定。如果被查询的CSO18不是本地节点，那么它是用户单元20的一个远端节点。当被查询的CSO18是一个远端节点时，任务144把用户单元20的登记请求消息和当前位置消息发送到该用户单元的本地节点，以评估漫游联络。对于本地节点来说，被查询的CSO18的识别信息可以作为位置信息使用。这种识别信息将告知本地节点以后如何联络用户单元20。
任务144之后，查询任务146确定是否批准用户单元20存取。在作出决定以前，过程128可以保留在任务146，直到从被联络的本地CSO18接收到一个消息。但是，可以包括额外的任务(未示出)以防止程序控制停留在任务146，而得不到返回消息。如果不允许存取，那么任务148执行一个适当的误差处理过程。例如，任务148可以向发出请求的用户单元返回一个存取拒绝消息。返回消息遵循的协议是与接收到的登记请求所用的协议一致的。协议A通信是经过卫星16返回的，协议B通信是经过一个LCN14返回的。
当任务148确定已经允许存取时，任务150为漫游中的用户单元20建立一个访问者位置登记(VLR)152(见图2)。VLR152包含一个包括在漫游者的HLR64(见图2)中的信息的分集。该信息来自本地CSO18，包含在一个答复登记请求消息的消息中。由于被漫游的MSC28″将保留自己的VLR122(见图2)以支持漫游中的用户单元，因而当正在使用协议B通信时，任务150不是必须的。但是建立VLR150可以提高执行效率，尽管它可能是不必要的。当正在使用协议A通信时，该任务是必要的。
返回参考任务142，当从一个用户单元接收到一个登记请求消息的WACN的CSO节点18是本地节点时，任务145执行一个授权过程。例如，任务154可以响应在登记请求中发送到本地CSO18的密钥进行一个适当的鉴别算法。此外，任务154可以调查帐单记录，以确定用户单元20的信用价值。如果是从一个远端CSO18把登记请求送到本地CSO18，任务154最好把授权过程的结果返回给这个远端CSO18——此时该远端CSO正在任务146中等待——然后退出(未示出)。假设授权开始，任务156用用户单元位置的当前指示更新用户单元的HLR64(见图2)。
在任务148，150和156中的每一个之后，过程128执行一个任务158。任务158将一个存取批准消息或一个存取拒绝消息送回到用户单元20。存取是根据在任务154中的本地CSO18进行的授权过程而被批准或拒绝的。如果登记请求是经过一个LCN14到达的，那么任务158经过链路36(见图2)把存取批准或拒绝消息送回局部MSC28。该消息将在任务118或124(见图6)中利用协议B返回给用户单元20。如果该登记请求是经过卫星16到达的，那么任务158利用协议A经过卫星16把存取批准或拒绝消息返回给用户单元20。在任务158之后，退出过程128。
图8显示了一个终接呼叫请求过程130的流程图，它是由WACN12中的一个远端和/或本地CSO18执行的。过程130一般试图完成一次对用户单元20的呼叫。过程130包括一个查询任务160，查询任务160确定执行过程130的CSO18是否是被呼叫的用户单元的WACN12中的本地节点。如果执行过程130的CSO18是本地节点，任务162从HLR64(见图2)得到用户单元20的当前位置。用户单元20每一次重新登记，该位置都要被更新。但是，该位置数据确定的位置的精度只需达到能够提供可以与该用户单元20取得联系的CSO18的识别信息就足够了。在任务162之后，任务164把终接呼叫请求发送给与用户单元20的当前位置有关的CSO18。如果用户单元20的当前位置是本地CSO18，那么任务164只是将终接呼叫请求发送给它自己。否则，任务164把终接呼叫请求发送给一个远端CSO18。
在任务164之后，并且在任务160确定执行过程130的CSO18不是本地CSO18时，查询任务166确定是否有一个位置登记(LR)——例如，HLR64或VLR152(见图2)——对被呼叫的用户单元20是有效的。如果有一个位置登记是有效的，那么将通过这个CSO18尝试对被呼叫的用户单元20进行寻呼。但是，如果位置登记是无效的，那么任务168把终接呼叫请求发送至被呼叫的用户单元的本地CSO18。当然，如果执行任务168的CSO18就是被呼叫的用户单元的本地CSO18时，那么可以代之以执行一个适当的误差处理过程。任务168之后，程序控制退出过程130。
当任务166确定有一个HLR或VLR对被呼叫的用户单元20是有效的时候，查询任务170确定是否为被呼叫的用户单元20设置了一个局部网标记。该局部网标记是在任务140或136中的先前登记过程中(见图7)设置的，或是被清除掉的。如果设置了局部网标记，那么任务172把终接呼叫请求送至适当的MSC28。该MSC28将利用协议B通信通过过程102(见图6)寻呼被呼叫的用户单元。如果局部网标记被清除掉了，那么任务174利用协议A通信经过卫星16寻呼被呼叫的用户单元20。在任务172或任务174之后，程序控制在随后的其它的通常的与建立呼叫，监视呼叫和切断呼叫活动有关的终接呼叫请求之后退出过程130。
返回参考图7，执行始发呼叫请求过程132以处理始发于一个登记的用户单元20的呼叫建立请求。该始发呼叫请求是经过协议A或B通信从一个用户单元到达CSO18的。利用常用的过程经过PSTN建立呼叫。过程132执行呼叫建立，监视该呼叫，并且在完成后切断呼叫。
总之，本发明提供了一种改进的无线电信系统，和分层广域漫游管理的方法。凭借来自一个局部通信网交换台的单一的联络，提供了全球范围的漫游管理服务。此外，凭借来自一个局部网交换台的单一的联络，为多种类型的多模用户单元提供了漫游管理服务。另外，一个广域通信网为可能位于该广域中的任何数量的局部通信网提供漫游管理服务。
本发明是参考上述的优选实施例加以说明的。但是，熟悉本领域的技术人员将理解可以对这些优选实施例作出各种变化和改进而不脱离本发明的范围。例如，该广域通信网不必是全球范围的。同样，可以为多于两层的通信网提供漫游管理服务。此外，熟悉本领域的技术人员将会理解，可以用不同于这里描述的方式归类和组织上述的过程和任务，而达到同样的效果。对熟悉本领域的技术人员来说这些和其它的变化和改进显然是包括在本发明的范围中的。
权利要求
1.一种为无线电信单元提供广域漫游管理服务的方法，所述方法的特征在于以下步骤a)建立一个具有一个本地交换节点和一个远端交换节点的广域通信网；b)把一个用户单元分配给所述广域通信网的所述本地交换节点；c)在一个局部通信网交换节点接收一个来自所述用户单元的联络；d)从所述局部通信网交换节点联络所述广域通信网的所述远端交换节点以评估所述漫游联络；和e)从所述广域通信网的所述远端交换节点联络所述广域通信网的本地交换节点以评估所述漫游联络。
2.一种如权利要求1所述的方法，其中所述用户单元是一种多模单元，并且所述方法的特征在于以下步骤遵循一个第一通信协议以在所述用户单元和所述广域通信网之间建立通信对话；和遵循一个第二通信协议以在所述用户单元和所述局部通信网之间建立通信对话。
3.一种如权利要求1所述方法，其中所述步骤a)建立所述广域通信网以具有包括所述本地和远端交换节点的一个第一众多交换节点；所述步骤b)把本地配额分配给在所述第一众多广域通信网交换节点中的第二众多用户单元；所述步骤c)在所述局部通信网交换节点接收来自所述第二众多用户单元中的一部分的漫游联络；所述步骤d)从所述局部通信网交换节点联络所述广域通信网的所述远端交换节点以评估每一个所述联络；和所述步骤e)联络各个所述第一众多交换节点以评估所述漫游联络，响应在所述步骤b)中分配的所述本地配额识别所述各个交换节点。
4.一种具有分层的广域漫游管理服务的无线电信系统，所述无线电信系统的特征在于一个具有一个本地交换节点和一个远端交换节点，并且被配置为具有宽的无线电覆盖区域的广域通信网；和一个具有一个局部交换节点，并且被配置为具有一个包括在所述宽的无线电覆盖区域中的局部无线电覆盖区域的局部网，配置所述局部交换节点与所述远端交换节点通信，以便评估从一个多模用户单元接收到的漫游联络，所述多模用户单元具有一个在所述本地交换节点的本地配额。
5.一种如权利要求4所述的无线电信系统，其中配置所述广域通信网的所述节点使其遵循一个第一通信协议，以建立与所述用户单元的通信对话；和配置所述局部网的所述局部交换节点使其遵循一个第二通信协议，以建立与所述用户单元的通信对话。
6.一种如权利要求4所述的无线电信系统，其中所述广域通信网有一个包括所述本地和远端交换节点的第一众多广域通信网交换节点；在所述第一众多交换节点间把本地配额分配给一个第二众多用户单元；所述第二众多用户单元中的一部分在所述局部网交换节点进行漫游联络；和所述局部交换节点与所述广域通信网的所述远端交换节点通信，以评估每一个所述联络。
7.一种为无线电信单元提供广域漫游管理服务的方法，所述方法的特征在于以下步骤a)建立一个具有一个第一众多交换节点和一个实际上包括了整个地球表面的网络无线电覆盖区域的广域通信网；b)在所述第一众多广域通信网交换节点之间把本地配额分配给一个第二众多多模用户单元；c)确定邻近一个局部网的局部交换节点的所述第一众多交换节点中的一个选定交换节点的位置；d)在所述局部交换节点接收来自所述第二众多用户单元中的一部分的漫游联络；e)从所述局部交换节点联络所述广域通信网的所述选定节点，以评估所述漫游联络；和f)从所述选定节点联络所述第一众多交换节点的各个节点，以评估所述漫游联络，响应在所述步骤b)中分配的所述本地配额识别所述交换节点的所述各个节点。
8.一种用户单元，其可以使所述用户单元的使用者在一个广域通信网(WACN)或一个局部通信网(LCN)，或所述WACN和所述LCN中漫游，所述用户单元的特征在于一个用于与所述WACN和所述LCN通信的无线电收发机；和一个用于存储使所述用户单元可以分别在所述WACN和所述LCN中作业的第一和第二协议的存储器。
9.一种适于在一个广域通信网(WACN)和一个局部通信网(LCN)中作业的局部交换节点(LSN)，所述LSN还适用于与一个在所述WACN中，所述LCN中，或所述WACN和所述LCN中作业的无线电信用户单元通信，所述LSN的特征在于一个响应来自请求呼叫作业的所述无线电信用户单元的控制器，所述控制器确定所述无线电信用户单元是否在所述LSN登记；如果已经登记，完成所述呼叫作业；和如果没有登记，向所述WACN发送一个包括一个用于所述无线电信用户单元的用户单元标识号码的登记请求消息。
10.一种适于在一个广域通信网(WACN)中和一个包括一个局部交换节点(LSN)的局部通信网(LCN)中作业的中央交换局(CSO)节点，所述CSO节点还适用于与一个在所述WACN中，在所述LCN中，或是在所述WACN和所述LCN中作业的无线电信用户单元通信，以及与在所述LCN中作业的一个LSN通信，所述CSO节点的特征在于一个控制器响应从请求呼叫作业的所述用户单元经过所述LSN发射给它的无线通信，所述控制器确定所述无线电信用户单元是否在所述CSO节点登记；如果已经登记，完成所述呼叫作业；和如果没有登记，则通过所述WACN向一个所述无线电信用户单元已经登记过的不同的CSO节点发送一个包括所述无线电信用户单元的用户单元识别号码的登记请求消息。
全文摘要
一种电信系统(10)包括一个广域通信网(12)和任何数量的局部通信网(14)。广域通信网(12)包括任何数量的中央交换局(18),每个局部通信网(14)包括至少一个移动交换中心(28)。多模用户单元(20)在网络(12,14)中都可以工作。通过广域通信网可以向与漫游中的用户单元(20)有关的被漫游的移动交换中心(28)提供漫游管理服务。对于任何单独的局部通信网,通过一个位于广域通信网(12)中的单独的中央交换局(18)提供漫游管理服务,而不管该位于广域通信网(12)中的中央交换局是不是漫游中的用户单元(20)的本地节点。
文档编号H04B7/15GK1170288SQ9710030
公开日1998年1月14日 申请日期1997年1月3日 优先权日1996年1月3日
发明者基思·安德鲁·奥尔兹, 肯尼思·梅纳德·彼得森, 雷蒙德·约瑟夫·利奥波德, 彼得A·斯旺 申请人:摩托罗拉公司