专利名称：用于根据位置选择系统选择算法的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及通信设备，更具体的说涉及用于选择取决于设备所处位置的系统选择算法的方法和设备。
背景技术：
通信系统和设备是公知的。现已设置了根据不同接入技术在不同频率上工作的系统，它们由不同运营商提供。在很多区域，使用多个系统为无线通信单元或用户单元提供服务。在某个区域内使用的系统可以随时间而改变。
当无线通信单元被激活或上电或进入新区域时，无线通信单元通常使用系统选择算法来定位或选择一个系统或试图接入该系统。系统选择算法用于搜索系统，具体地说是将这个单元调谐至各种频率，确定是否存在预期或兼容的信号，例如能够被接收的信号。要在各种不同的系统之中寻找正确的信号以及系统是个花费时间且消耗能量的工作。
研发人员已投入很大精力去改善系统选择算法，包括各种优先级方案，这些方案可以提高寻找到正确系统的概率但是仍然很费时间和消耗功率。其他方案使用位置信息来帮助进行呼叫管理判决，包括选择小区站点、频率或者蜂窝系统。如果可用的通信系统事先已知且没有发生变化，则这些方案可以提供一些益处。
显然，需要有能够快速而有效地定位和选择合适的系统以向无线通信单元提供服务的设备和方法。
附图用于进一步示出各种实施例和用于解释本发明的各种原理和优点。在附图中，相同的参考数字表示相同或功能类似的元件，并且附图与下面详细的描述合并形成说明书。
图1示出了用于设置本发明所工作的环境的简化的示例性系统图；图2示出了无线通信单元的优选实施例的框图；图3示出了具有不同扫描参数的多个不同系统选择算法；以及图4示出了选择系统选择算法的优选方法实施例的流程图。
具体实施例方式
总的来说，本公开涉及向无线通信单元或用户单元或设备及其使用者提供服务(特别是诸如蜂窝电话服务的通信服务)的通信系统。具体讨论和描述了在用于在用户或无线通信单元上提供或选择系统选择算法的设备和方法中所体现的各种创新概念和原理。所说的通信系统和单元主要是目前正在部署和开发的系统，一般称为GSM(移动通信特别小组)，GPRS(通用分组无线系统)，IS-95CDMA(码分多址)，CDMA2000，综合数字增强网络(IDEN)，2.5G或EDGE，和3G或W-CDMA(宽带CDMA)(UMTS)及其变型和演进，这些系统适合于向无线通信单元提供服务。下面进一步讨论的各种创新原理及其组合根据位置来选择或挑选系统选择算法，改善无线通信单元的选择或扫描时间，从而消除了各种问题，例如公知方法中的过度的功耗，同时仍然能够帮助选择合适的系统，只要这些原理或其等同物得到采用。
本公开进一步解释实现和使用根据本发明的各种实施例的最佳方式。本公开进一步帮助对本创新原理及其优点的理解，而不是对本发明的限制。本发明的范围只由所附的权利要求限定，包括本申请在未审查之前的任何修改以及授权的权利要求的所有等同物。
应当理解，诸如第一和第二、顶部和顶部这类的相关术语只是用于区分不同实体或动作，而不一定要求或表示在实体或动作之间存在这种实际的关系或顺序。大部分创新功能和创新原理最好使用软件程序或指令和集成电路(IC)(例如专用IC)实现。本领域技术人员虽然由于时间、当前技术和经济因素而可能需要进行很大的努力和进行很多设计选择，但是本领域技术人员根据在此所公开的概念和原理，只通过极少的试验就能够产生这种软件指令和程序和IC。因此，为了简洁和避免使本发明的原理和概念模糊，对这种软件和IC的进一步讨论将限制在与优选实施例所使用的原理和概念有关的要素。
参考图1，现在讨论和描述用于设置优选实施例所工作的环境的简化的示例性系统图。图1示出了两个分开的地区101和103。应当理解，在实际的环境中可以有其他区域。每个地区表示一个城市，例如纽约、伦敦或达拉斯。在每个地区内有多个系统，其中一个服务提供商或运营商可以操作每个系统。地区101包括系统A105、系统B107和系统C109。地区103包括系统C111、系统D113和系统B’115。此外，系统A117用虚线示出，表示该系统将在近期内出现在地区103内。系统B’115用于表示与系统B具有交叉计费协议的系统。应当理解，在很多城市中可以有很多其他的系统(未示出)。
每个系统105-109在一般由相应周长线所限定的服务区内向配置适当的无线通信单元提供服务。类似地，每个系统111-113在一般由相应周长线所限定的服务区内向配置适当的无线通信单元提供服务。如图所示，各地区101和102内的服务区全部或部分重叠，表示在一个地区的大部分区域内或整个地区内，多个系统可以向任何一部无线通信单元提供服务。此外，在所示的地区内，每个系统可以具有不同的覆盖能力。例如，由于诸如特定或优选的小区位置，在其服务区的某些部分内，一个系统在处理内部建立的呼叫的方面上可能配置得比另一个系统好。
关键的是无线通信单元必须寻找或扫描合适的系统，以接入该系统。一般而言，扫描寻找合适的系统就是无线通信单元将接收机调谐到一个或多个合适的特定于系统的频率上，寻找或试图接收系统的特征，例如调制类型和其他信令特征，这取决于系统所使用的接入技术，例如TDMA、CDMA、FDMA及其变型，以及系统识别符和一般公知的必须解码的其他信息。
要在不同的地区使用不同的系统以及同一系统或运营商对于不同的地区使用不同的频率，这相当复杂。此外，用户即无线通信单元喜欢一个系统胜于另一系统的原因很多。例如，对于不同的系统上的服务可以采用不同的计费或资费。例如，归属(home)系统或辅助归属系统的系统可以提供比其他系统更好的价格。不同系统可以提供不同的服务，例如纯语音、语音和数据、互联网或其他分组数据连接，或其他宽带服务等。开发有效处理不同地区之间的变化或者一个区域内的变化(由于所有运营商可能未在整个区域内提供覆盖或统一覆盖)并且花费时间少和功耗低的单系统选择算法很难。本发明讨论了使用无线通信单元的位置来选择根据给定位置上或附近的单元需求而优化的系统选择算法的有利解决方案。
参考图2，现在讨论和描述无线通信单元的优选实施例的基本框图。除了在此所描述的附加和创新的元件和处理之外，无线通信单元框图类似于大部分蜂窝电话或手机，例如诸如摩托罗拉等各种制造商所制造的手机。同样，许多模块的功能都是公知，这里不进行详述。能够使用多种接入技术的无线通信单元可具有相对更夫在的功能模块，但是这些模块也是公知的。一般地，图2的框图描绘了安排和构建用于除通信功能之外还选择系统选择算法的无线通信单元200，其中所述系统选择算法是根据单元的位置而选择的，并且用于选择系统来为无线通信单元提供服务。
如图所示，通信单元包括天线结构201，可调谐至一个或多个频带，用于从发射机203发射射频信号和用接收机205吸收或接收射频信号。接收机和发射机均与频率发生单元(FGU)207连接，FGU 207例如包括一个或多个公知的频率合成器，频率合成器产生具有确定接收机将调谐到什么频率和发射机在什么频率上发生信号的信号。FGU207、接收机205和发射机203通过控制信号总线与控制器209(控制器和信号处理器)互连。此外，接收机提供所接收的信号或基带信号给控制器，以处理或解码所接收的信号，并且控制器根据要求提供发射基带信号给发射机发射。控制器209控制FGU、发射机和接收机并提供合适的信号给收发机或接收来自收发机的信号。
控制器209还与用户接口211互连，用户接口211例如包括显示器213、键盘215、扬声器217或听筒、麦克风219和其他用户接口设备221，例如公知的振动告警装置。这些元件一般由通信单元的用户控制和使用。用户接口通过显示器和键盘支持用户的任何决定和输入，这将在下面进一步说明。控制器还可以与地理同步定位卫星(GPS)接收机223连接，接收机223是一个用于将位置与无线通信单元相关联的装置。
在任何情况下，控制器209包括处理器225，其优选为一个或多个微处理器和数字信号处理器，适合于执行无线通信单元的控制和信号处理功能。控制器进一步包括与处理器连接的存储器227，其优选是RAM、ROM、EEPROM或磁性存储器的组合。存储器227储存软件指令和数据，处理器执行和使用这些软件指令和数据将致使控制器209正确地控制无线通信单元和处理信号。存储器包括基本操作系统229、操作变量和数据231、多个系统选择算法223、系统选择算法与位置的交叉参考SSA(位置)235和各种其他未具体描述的程序237，例如支持空中更新和配置系统选择算法的程序和控制无线通信单元所需的参数和程序，这与本发明不相关且本领域技术人员已了解。
一般而言，控制器209，特别是执行正确指令或程序的处理器，当与用于与位置相关联的装置连接时，控制器将根据无线通信单元的位置从多个系统选择算法中选择出一个系统选择算法，以提供所选的算法。用于将位置与无线通信单元相关联的装置可以包括用于从GPS接收机233(如果有的话)或者从无线通信单元的用户获取位置参数的方式或者其他已知方式，例如三角网法。例如，用户可以通过下拉式菜单选择芝加哥、纽约、芝加哥1或芝加哥2。该信息被输入SSA(位置)235程序，SSA(位置)235程序将指向合适的系统选择算法1，2，...n233。
所选的算法可以包括系统类型、频带、扫描参数，例如一个或多个扫描灵敏度、门限、定时参数等，参数因位置而异或者算法结构因位置而异。算法结构包括算法流程或逻辑中的变化，例如搜索具有最强信号的n个频率或m个频率或搜索与一个系统相关的所有频率，然后从最强信号开始解码信号。与控制器连接且可由控制器控制的接收机205被控制成根据所选的算法搜索系统，以向无线通信单元提供服务。因此，当第二位置被与无线通信单元相关联时，控制器提供第二所选的算法，其具有对应于第二位置的扫描参数。
优选地，控制器确定可应用于特定位置的所选的算法与可以在特定位置提供服务的不同系统的可用性或需求度对应。例如，系统D113和B’115不能在地区101使用，不同系统的需求度指一个系统比另一系统更受到需求，需求度可以基于无线通信单元的接入技术。例如，能够在800MHz或1.6GHz上进行模拟工作和IS-95CDMA的单元可能优选在1.6GHz上工作，如果这种系统存在。不同系统的需求度或相对需求度也可以基于不同系统的计费或者基于不同系统所提供的特定服务。显然优选最便宜的系统，但是如果需要传送大量的数据，则优选价格较高或至少提供合适服务的系统。
无线通信单元，特别是控制器可以确定所选的算法是初始搜索归属系统的算法还是放弃搜索归属系统的算法。多个系统选择算法优选使用一个或多个不同系统获取参数来控制无线通信单元的扫描、驻留(camp)和重扫描属性。这些不同系统获取参数可以包括一个或多个用于获取的信号强度、用于重扫描的信号强度、用于驻留的信号强度或用于扫描的定时参数，例如停留时间、重扫描次数或对于另一系统的重扫描频率等。
参考图3，现在讨论和描述示出了具有不同扫描参数的多个不同系统选择算法的示例表300。图3示出了三个系统选择算法303、305和307以及每个算法可以应用的地区309。系统选择算法303和307可在地区101应用且系统选择算法305可在地区103应用。一般而言，309以及303-307中所包括的信息与SSA(位置)235相同。两个系统选择算法与一个地区即101相关联的原因很可能是计费和服务的折中。请注意，表300只是示例性的且所形成的格式是为了描述方便。例如，各种系统311，系统A、系统B或B’、系统C、系统D等沿附图的左手侧竖向顺序列出。一般而言，算法预期从顶部向底部执行，这种描述表示对系统的搜索从A到D，等等。在实际中一般不是这样的情况，且对系统的搜索可以是任何所需的顺序。此外，在图中未具体示出算法结构或流程或逻辑，其可以因算法而异，算法结构表示搜索的机制或逻辑，例如要搜索多少个信号和什么样的信号特征。然而，所描述的算法结构适合于解释系统搜索算法中所体现的一般原理、内容和概念。
系统选择算法303设计用于无线通信单元，使用诸如TDMA、CDMA等的接入技术X来搜索和优选选择系统A。一般而言，无线通信单元扫描用于系统A的频率列表，特别是FA...，其使用系统获取参数或属性，包括扫描参数，例如灵敏度或s1的扫描信号强度和在每个信道停留t1的停留时间。在选择和接入之后，如果信道上的信号强度(在一时间段内，也可以是个参数)下降数量d1，例如下降至重扫描信号强度，则使用同一系统选择算法进行重扫描。信号强度值也可以替换为另一信道质量标志，例如误比特率或误帧率等。用于信号强度、停留时间和重扫描信号强度的特定值取决于接入技术和系统设计且一般为本领域技术人员所公知，或者可以根据试验确定。显然，偏向系统A是由于对于合适的服务具有较优的计费，在此是纯语音服务，例如如果系统A是用于无线通信单元的归属系统，则可以采用。
请注意，当在初次扫描或重扫描对系统A的搜索不成功时，可以进行对系统B的搜索，其使用用于系统B的频率列表FB...和系统获取参数和扫描参数，包括扫描信号强度s4、停留时间t4、驻留信号强度或扫描信号强度的变化或增量d4、重扫描信号强度以及时间段t5的重扫描定时参数。在此示例中，如果信号强度下降数量d4，则每t5秒进行一次重扫描或者，如果下降数量d5立即进行重扫描。再次偏向重扫描和重选择或返回至系统A。请注意，如何要求或选择系统B，则可以有扩展服务，特别是语音和数据。如果不能接入系统A和B，则对于系统C发生类似的情况。在地区101，系统D不可用且不使用第一系统选择算法搜索系统D。请注意，如果无线通信单元的用户需要诸如语音和数据等的扩展服务，则可以使用系统选择算法307来定位或搜索和选择系统B或系统C。这可以由用户使用下拉式菜单来实现，该菜单示出了不同的服务组合且允许用户选择所需的服务。
假定无线通信单元进入地区103。在此示例中，对于如上所示的位置，应当使用系统选择算法305。在此，优选的系统A117还未或者可能还未工作。由于不知道系统A117何时开始工作，系统选择算法计算其概率并扫描频率列表，其可能与地区101中的列表不同且可能是缩写表。同样，包括其他扫描参数的系统获取参数可能与系统选择算法303所使用的不同。例如，与算法303相比，扫描灵敏度或信号强度s2可能较大或停留时间t2可能较短。此外，驻留信号强度具体规定，且重扫描信号强度可能不同且重扫描定时参数或时间段具体规定。请注意，系统A如果被定位，则在地区103中预期具有相对地区101而言的扩展服务。在任何情况下，如果系统A未被定位，则搜索或接入系统B’。请注意，系统B’具有不同的接入技术和比系统B少的服务。系统B’可以是借助于两个系统的运营商之间的某个协议来辅助系统B的系统。
考虑到用户的需求和其他环境，单元提供商或服务提供商可以将特定系统选择算法编程在无线通信单元中。当前的设备、终端或单元管理技术允许空中更新和重新配置设备。或者，可以提供算法编程程序，使用户能够编程算法。这优选地安排为菜单驱动程序，用于能够选择接入技术和用于相对系统喜好或需求度的低、中或高值以及所需的服务信息。可以通过最小限度的输入来建立用于信号强度和扫描定时参数的合理的值，以产生正常寻找到合适的系统且花费合理的时间和节省功率的有效系统选择算法。
参考图4，现在讨论和描述选择系统选择算法的优选方法实施例的流程图。这里的讨论大部分实质上是回顾，因为很多概念和原理前面已讨论过。图4示出了选择系统选择算法的无线通信单元中的方法400，其中系统选择算法在选择系统时使用，以向无线通信单元提供服务。该方法从403开始，确定无线通信单元的位置或者将位置与无线通信单元相关联。确定无线通信单元的位置可以包括从GPS接收机获取或者直接从无线通信单元的用户获取位置参数。
然后，405表示根据位置从多个系统选择算法中选择一个系统选择算法，以提供所选的算法。所选的算法包括一个或多个扫描参数，其因位置而异。选择一个系统选择算法可以包括选择例如系统选择算法303的算法，其初始搜索归属系统，或者包括例如系统选择算法307的算法，其放弃对归属系统或系统A的搜索。多个系统选择算法中的每个算法都预期可应用于特定位置且以任一方式对应于不同系统的可用性或不同系统的需求度。
例如，多个系统选择算法可以根据无线通信单元的接入技术能力来对应于不同系统的需求度。例如，如果无线通信单元不能使用例如系统D所使用的接入技术Z来搜索接收信号，则用于该系统的系统或搜索参数将不会出现在用于无线通信单元的系统搜索算法中。多个系统选择算法也可以根据或基于用于不同系统的相对计费或基于所支持的服务(例如语音、数据、视频、互联网互连)而对应于不同系统的需求度。
无论如何，407示出了在选择算法之后，使用所选的算法搜索并选择一个系统，以向无线通信单元提供服务。请注意，多个系统选择算法中的每个算法都可以使用不同的系统获取参数来控制一个或多个用于无线通信单元的初始获取、驻留和重扫描属性。如上面参考图3所描述，不同的系统获取参数可以包括一个或多个用于获取的信号强度、用于重扫描的信号强度、用于驻留的信号强度和用于扫描的定时参数。如果与该系统断开或者重扫描参数满足407所确定的情况，则409确定位置是否已改变，如果已改变则处理再次从403开始，如果未改变则处理使用同一算法再次在407进行搜索。
上面所讨论的处理和设备及其创新原理在于消除并能够消除现有系统选择算法所导致的问题。根据无线通信单元的位置信息来选择算法的原理使通信单元(例如手机)的用户不仅能够选择最需求的系统，还能够获得较好的性能，例如较快地获取较合适的系统以及获得较长的电池寿命，从而提高用户的满意度。本领域技术人员根据上述原理、概念和示例能够实现其他取决于用户或无线单元或系统特征的替换程序，其也能够提供类似的较好的性能。所附的权利要求涵盖这些替换程序。
本公开的目的在于解释如何实现和使用根据本发明的各种实施例，而不是在于限制本发明的真正的、预期的合法范围和精神。前面的描述不是穷尽的或者不是将本发明限制在所公开的具体形式。根据上述的教导可以进行修改或改变。所选择描述的实施例最佳地示出了本发明的原理及其实际应用，使本领域技术人员能够使用各种实施例中的本发明以及适应于具体的使用的各种修改。所有这种修改和改变都在所附权利要求及其等同物所确定的本发明的范围之内，所附权利要求在本专利申请未授权之前可能进行修改。
权利要求
1.一种在无线通信单元中选择系统选择算法的方法，所述系统选择算法用于选择向所述无线通信单元提供服务的系统，所述方法包括确定无线通信单元的位置；以及根据所述位置从多个系统选择算法中选择一个系统选择算法，以提供所选的算法，所选的算法包括因所述位置而异的扫描参数或因所述位置而异的算法结构。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用所选的算法来搜索和选择向所述无线通信单元提供服务的系统。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述选择一个系统选择算法包括选择初始搜索归属系统的算法或放弃对归属系统的搜索的算法。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个系统选择算法中的每个算法适用于特定位置且对应于不同系统的可用性或不同系统的需求度。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述多个系统选择算法中的一个算法根据无线通信单元的接入技术能力而对应于所述不同系统的需求度。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述多个系统选择算法中的一个算法根据用于所述不同系统的计费率或所述不同系统所支持的特定服务而对应于所述不同系统的需求度。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述确定无线通信单元的位置的步骤进一步包括从GPS接收机或无线通信单元的用户获取位置参数。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个系统选择算法使用不同系统获取参数来控制无线通信单元的驻留和扫描属性。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述不同系统获取参数包括用于获取的信号强度、用于重扫描的信号强度、用于驻留的信号强度和用于扫描的定时参数中的一个。
10.一种设置并构造成用于选择系统选择算法的无线通信单元，所述系统选择算法用于选择向所述无线通信单元提供服务的系统，所述无线通信单元包括用于将位置与所述无线通信单元相关联的装置；控制器，与用于将位置与所述无线通信单元相关联的装置连接，所述控制器用于根据所述位置从多个系统选择算法中选择一个系统选择算法，以提供所选的算法，所选的算法包括因所述位置而异的扫描参数或因所述位置而异的算法结构；以及接收机，与所述控制器连接且能够由所述控制器控制，所述接收机根据所选的算法来搜索向所述无线通信单元提供服务的系统。
11.如权利要求10所述的无线通信单元，其中，所述控制器确定所选的算法适用于特定位置且对应于不同系统的可用性或不同系统的需求度。
12.如权利要求11所述的无线通信单元，其中，所述控制器进一步确定所选的算法根据无线通信单元的接入技术能力而对应于所述不同系统的需求度。
13.如权利要求11所述的无线通信单元，其中，所述控制器进一步确定所选的算法根据用于所述不同系统的计费率或所述不同系统所支持的特定服务而对应于所述不同系统的需求度。
14.如权利要求10所述的无线通信单元，其中，所述用于将位置与所述无线通信单元相关联的装置进一步包括用于从GPS接收机或无线通信单元的用户获取位置参数的装置。
15.如权利要求10所述的无线通信单元，其中，所述控制器确定所选的算法是初始搜索归属系统的算法或放弃对归属系统的搜索的算法。
16.如权利要求10所述的无线通信单元，其中，所述多个系统选择算法使用不同系统获取参数来控制无线通信单元的扫描、驻留和扫描属性之一。
17.如权利要求16所述的无线通信单元，其中，所述不同系统获取参数包括用于获取的信号强度、用于重扫描的信号强度、用于驻留的信号强度和用于扫描的定时参数中的一个。
全文摘要
一种无线通信单元(200)及其内部对应的方法安排且构造成用于选择系统选择算法，用来选择一个向无线通信单元提供服务的系统，包括用于将位置与所述无线通信单元(223、215)相关联的装置；控制器(209)，用于根据位置从多个系统选择算法中选择一个系统选择算法，所选的算法包括因所述位置而异的扫描参数(图3)；以及能够由控制器控制的接收机(205)，其根据所选的算法来搜索一个向无线通信单元提供服务的系统。
文档编号H04W48/18GK1723721SQ200380105461
公开日2006年1月18日 申请日期2003年11月18日 优先权日2002年12月12日
发明者米夏埃尔·D·科特津 申请人:摩托罗拉公司(在特拉华州注册的公司)