专利名称：一种移动通信方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的移动通信方法与系统，尤其是涉及一种低辐射量、低能耗的蜂窝移动通信方法与系统。
目前蜂窝移动通信系统的基本结构一般由移动电话交换中心、基站及移动台三个主要部分组成。蜂窝移动通信系统是公用电信网的一部分，它通过本地电话网、长途电话网或专用长途电路，实现公用电话网服务范围内的通信，也可以实现移动电话网内的漫游通信等。移动电话本地网一般是指一个移动交换区范围，一个移动交换区内设立一个移动电话交换局。交换区内划分为许多个蜂窝基站区，每一基站区内建设一套基站设备，各基站区覆盖半径约为1-30km，各基站通过中继电路与电话交换局相连。移动台一般包括车载台、手持机及固定台等。移动电话交换局通过中继电路(电缆、光缆、载波、微波中继、PCM等)与市话汇接局或长途局相连。如果市话网中没有汇接局，则移动电话局通过中继站电路与所有市话端局相连。在适合于移动业务的七号信令系统开发使用之前，为了完成自动漫游的通信，在移动电话局之间需建立信号专线，而为了完成越局切换，还需建立通信专线。该信号网由信号转接点(STP)和信号点(SP)两部分组成。每个联网区域之间设立一个信号转接点，并安装于区域内一个移动电话局内。每一个移动电话局内设立一个信号点，信号转接点到信号点采用星型结构。随着移动台用户数的日益增长，所需要的硬件设备也在不断增加，怎样才能更加有效地利用现有的硬件资源，充分挖掘设备的潜能就成为该领域的技术难题之一。
以下就以移动台中最常见的手机为例说明目前的蜂窝移动通信系统的一些辐射和能耗问题。现有的手机不仅在呼叫通话时有大量的微波辐射，而且每隔几十秒钟或几分钟就向基站发一次信号，虽然信息量很小，但是由于频繁发送，加之如果使用手机的用户常把手机贴身携带(一般卡在腰间，距离肾脏，脾脏都较近)，这样在时间上积累的辐射量还是相当大的，我们可以从电池的使用情况看出这一点，目前面市的手机一般使用满容量电池待机时间也不会超过十几天，这影响了使用者的健康(即微波对健康的损害)。
另外这样还会降低手机的待机时间，目前用户对相对较短的待机时间不是很满意，经常出差的人都有携带充电器的习惯，在不很频繁使用手机的情况下待机时的耗电总量总是大大多于通话耗电总量，比如待机时间为4天的手机，过了3天没电了，显然待机耗电是总电量的3/4，通话耗电是总电量的1/4，这一方面说明累积辐射量大，另一方面也说明无谓损耗了大量没有实际用途的能量，这就是手机向基站主动发送信号的方法的最大的两个缺陷。
本发明的目的之一在于建立一种环保的蜂窝移动通信系统，既减少了移动台与基站间互相频繁发送/接收信号的微波辐射，又实现了通信系统的低能耗工作，节约能源；本发明的目的之二在于建立一种在上述系统中实现移动通信的方法，即在移动台待机时不向外发射信号，只监听基站网络广播，接收到呼叫信息时移动台才被激活，进行正常的接续、通话。
为了实现发明目的，上述的移动通信系统包括移动交换中心、基站、移动台，所述的基站包括主基站和辅基站；主基站中的处理呼叫请求模块负责接收移动交换中心传来需呼叫的移动台信息，并由发送广播消息模块负责广播移动交换中心传来需呼叫的移动台的信息到被呼叫移动台；辅基站的接收建链消息模块负责接收移动台的位置信息，并由确定位置模块保存移动台的位置信息以及通知移动交换中心，通话处理模块处理辅基站与移动台的通话信息；移动台中的接收广播消息模块将接收到的主基站的广播信息激活手机响应模块，由建链请求模块向辅基站注册，通话处理模块负责与辅基站的通话。
本发明在上述的移动通信系统中实现移动通信方法的步骤如下当移动台作为被叫用户进行通信时，进行如下的步骤
1)用户呼叫移动通信系统中的某移动台，移动交换中心接收用户的呼叫请求；2)主基站接收移动交换中心传来的被叫移动台的信息；3)被叫移动台定位区域范围的主基站向被叫移动台发呼叫广播，激活被叫移动台；所述的移动台定位区域是移动台在上次通话时，向辅基站发位置信息，辅基站对移动台进行定位并将移动台的位置信息传送到移动业务中心；4)被叫移动台向辅基站注册并发送通话请求信息；5)辅基站通过移动交换中心建立呼叫用户与被叫移动台的通话链路；6)呼叫用户与被叫移动台进行通话。
当移动台作为主叫用户时的实现步骤为1)用户在移动台上拨被叫用户号码；2)移动台监听当前网络上的广播信道，向信号最强的辅基站发送建链请求；所述的广播信道是辅基站在辐射区域范围的广播信道；3)辅基站通过移动交换中心建立主、被叫用户间的通话链路；4)完成通话。
图1为现有的在移动通信系统中的通信流程；图2是本发明的移动通信方法的流程图；图3为本发明的主、辅基站布置示意图；图4是利用本发明的进行通信的实施例流程图；图5为本发明的移动通信系统结构图；图6是在本发明的移动通信系统中的呼叫唤醒原理图。
以下均以手机为移动台的代表例并结合附图具体对比说明本发明的实施例；
如图1所示，在现有的移动通信系统中，一方面手机向基站发送位置信号，主要是使基站知道手机的方位，以便进行定位，基站和移动交换中心记录了手机的位置信息；另一方面手机监听基站的广播，当手机发现收到的基站广播中的区域信号变了(说明手机已经从一个基站的覆盖范围移入另一个基站的覆盖范围)，它立即主动向基站发送位置信号，以便新的基站记录该手机的位置；另外当基站需要知道手机是否还活跃还是已经关机了，也需要手机再次向基站发送信息。
图2A所示为移动台作为被叫方的移动通信方法流程图，图2B为移动台作为主叫方的移动通信方法流程图，前面已分别作了描述，需要注意的是移动台每一次通话时，系统都会记录保存移动台的位置信息作为下一个呼叫广播范围的参考信息。
至于全网广播对网络造成的压力如何，可对比看看寻呼系统的工作情况。寻呼系统不仅广播机器代号而且广播所有其它服务信息，在这样大信息量的广播的负担下系统工作稳定，而本发明的移动通信系统只需广播移动台代号信息，目的是激活手机的接收处理模块，使手机向最近的基站发送注册信号，这样就转换为传统手机的接收流程了。所以大范围广播对网络的负担是不会有太大的压力。而为了保证实时性和效率，由于需要发送的广播数量很大，每次发送一个号码比较浪费信道带宽，不太经济，响应速度也会受影响，可以在主基站发送广播的模块中设置一个手机号码缓冲池，一次发送多个手机号码，这样做的好处是可以一次把多个手机同时唤醒，例如可以设定满足以下发送条件之一就必须发送1)缓冲池中的号码达到100个；2)距上次发送相隔时间为100ms且缓冲池不为空。
由于手机基站的蜂窝状分布结构比寻呼系统的基站分布的密集，其主要是因为手机的发射功率较小，如果基站距离过大，手机向基站发射的信号的质量会受到影响。而在本发明中蜂窝移动通信系统没有必要让所有的基站点都发送广播，可以把基站分为发送广播的主基站和负责接听与负责通话的辅基站。
如图3所示，每一个六边形的中心代表一个基站，六边形的中心上有圆圈的为主基站，不带圆圈的为辅基站，发送广播的主站不用接收手机的应答故它的覆盖半径取决于基站的发射功率而不是手机的发射功率。所以只需适当地提高区域内主站的发射功率即可实现发送广播的信号覆盖大范围的地区，而且一个移动交换系统所需的主站数也是极少数的。
另外，在手机方面，虽然在待机时不发送注册信号，但是在“开机”时要向基站发送注册信号，关机时发送离线信号，这时基站就可以记录手机目前的大概方位，当有用户呼叫该手机时系统先从历史记录中寻找该手机的位置(可以适当的放大手机所在区域)，发送连接请求，并判断是否超时，如果没有超时及时唤醒手机，则手机立即向最近的一个基站发送建链信号，如果超时则说明手机已经不在原来的区域中了，这时再发送较大范围的广播，这样在处理时间上延长了一些但是可以大大减少网络上广播的数量，随着电子技术的不断进步，处理能力也会随之不断提高，手机的接听延时也会随之减少，处理流程如图4。
对于最大广播区域的选择可以借鉴传呼系统网络的经验，可以以省级行政区为单位，甚至可以选择更大的区域，因为绝大部分手机的移动范围都在第一次广播的范围里，根本用不着进行扩大范围的广播，所以最大范围广播的信道是较为空闲的。
移动交换中心的改动并不大，关键是处理好广播的发送处理过程，当呼叫到来时，查询手机位置数据库，确定手机的大致位置，并通知该地区的相关主站发送广播，当手机被唤醒后，向最近的辅站建链后，由辅站通知移动交换中心更新手机的位置信息，而后便进行传统模式的通讯。
本发明的系统结构图如图5所示，在技术方案部分已作说明。在实际应用中可充分利用现有的设备，如目前现有的所有基站都可以作为新系统的辅基站，而主基站站的建设可以利用被淘汰下来的寻呼系统的基站进行改造即可，对于移动台而言也是只增加几个配合主基站工作的模块。
移动台接收广播后被激发唤醒的流程原理如图6，移动台始终在监听主站的广播，判断是否在呼叫自己，当发现正在呼叫自己时，立即向辅基站建链，当此时辅基站有空闲通话信道时即可通话。
当然，在目前的条件下实施本发明，由于最大广播网辐射的范围是一定的，可能小于目前所有基站辐射的范围，这样就会有用户的位置超出最大广播网，造成呼叫不到的可能。但随着技术发展，卫星广播已经成为可能，使得本发明将得到更好的应用。
我们从宏观上来看，移动台在不使用的情况下向外界不断的发信号，并不是一个良好的设计思路，这是受技术水平与硬件环境限制所致的一种妥协的结果，从某种角度来看，这简直是在浪费资源和污染环境。总之，本发明的方法与系统大大降低了移动台的辐射总量，而且在待机时间里根本没有辐射，提高了手机的待机时间，对使用移动台接收来电频率较低的用户，效果尤其明显。
当今社会，人们越来越重视对自我健康的保护，强调回归自然，而移动设备制造商都没有解决移动台待机时发出的多余辐射问题。而采用本发明的方法与系统能够很好地解决这个问题，又充分利用了现有的设备，其推广与使用具有十分重要的意义。
权利要求
1.一种移动通信系统，其特征是，包括移动交换中心、基站、移动台；基站包括主基站和辅基站；主基站中的处理呼叫请求模块负责接收移动交换中心传来需呼叫的移动台信息，并由发送广播消息模块负责广播移动交换中心传来需呼叫的移动台的信息到被呼叫移动台；辅基站的接收建链消息模块负责接收移动台的位置信息，并由确定位置模块保存移动台的位置信息以及通知移动交换中心，通话处理模块处理辅基站与移动台的通话信息；移动台中的接收广播消息模块将接收到的主基站的广播信息激活手机响应模块，由建链请求模块向辅基站注册，通话处理模块负责与辅基站的通话。
2.根据权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，主基站中还包括一个存放需要广播的移动台的号码信息缓冲池，当池中的号码信息达到设定的数量时或离上次广播达到设定值时间并且缓冲池中有待呼叫的号码信息时，主基站开始发呼叫广播。
3.根据权利要求1所述的移动通信系统的移动通信方法，其特征在于，当移动台作为被叫用户进行通信时，进行如下的步骤1)用户呼叫移动通信系统中的某移动台，移动交换中心接收用户的呼叫请求；2)主基站接收移动交换中心传来的被叫移动台的信息；3)被叫移动台定位区域范围的主基站向被叫移动台发呼叫广播，激活被叫移动台；4)被叫移动台向辅基站注册并发送通话请求信息；5)辅基站通过移动交换中心建立呼叫用户与被叫移动台的通话链路；6)呼叫用户与被叫移动台进行通话；当移动台作为主叫用户时的实现步骤为1)用户在移动台上拨被叫用户号码；2)移动台监听当前网络上的广播信道，选择辅基站信号最强的发送建链请求；3)辅基站通过移动交换中心建立主、被叫用户间的通话链路；4)完成通话。
4.根据权利要求3所述的移动通信方法，其特征在于当移动台作为被叫用户进行通信时，所述的移动台定位区域是移动台在上次通话时，向辅基站发位置信息，辅基站对移动台进行定位并将移动台的位置信息传送到移动业务中心。
5.根据权利要求3所述的移动通信方法，其特征在于当移动台作为主叫用户进行通信时，所述的广播信道是辅基站在辐射区域范围的广播信道。
6.根据权利要求3所述的移动通信方法，其特征在于当移动台作为被叫用户进行通信时，由于移动台位置的超出了主基站发送的呼叫广播信号的覆盖范围，使得移动台应答超时，系统将在更大范围的主基站中向移动台发送呼叫广播。
全文摘要
本发明公开了一种新型的移动通信方法与系统,通过在主基站上发送呼叫移动台的广播信号激活移动台,并由移动台向最近的辅基站进行注册,然后建立通话链路从而完成接续。本发明可结合现有的寻呼网和移动网的设备,只需简单的改造就能实现发明目的;还可结合卫星广播系统实现全球范围的移动通信。本发明的推广使用可减少大量的移动台待机辐射,由于将基站分为主、辅基站使得整个系统结构的分工更明确,提高了工作的可靠性。
文档编号H04W4/16GK1360453SQ00127928
公开日2002年7月24日 申请日期2000年12月19日 优先权日2000年12月19日
发明者邱世魁 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司