专利名称：蜂窝移动无线系统中的登记方法
技术领域：
本发明涉及一种蜂窝移动无线系统的登记方法，该无线系统包括多个登记区，每个登记区被分为一些服务区或蜂窝区和所有的所述登记区覆盖着所有的服务区，和每个服务区是由一个基站为那些位于有关服务区中的移动站服务的。本发明的方法可以应用到例如这样一种类型的移动电话系统，即在该系统中各登记区是彼此不重叠的且对每个这样的登记区具有能清晰地显露登记区的确定的识别符。
在蜂窝移动电话系统中，系统的各种蜂窝区经常被集中在所谓的登记区中。一个移动站一开始被登记在某个区，即本地区，而一个可能是处在另外一个登记区的主叫用户能够与该移动站通信，这是由于基站(BS)和有关的移动电话交换中心(MSCn)在它的本地位置寄存器(HLR)中有被叫用户(该移动站)所在的登记区的记录。
如果移动站移动到另外的登记区(称为漫游)，那么重要的是，该移动站将其自己登记到新区和这个新的登记被记录在该移动站的本地位置寄存器中。如果该移动站登记它的新区失效，那么当这个站被一个主叫用户呼叫时，陆地系统(移动电话交换和本地位置寄存器)呼叫该移动站将是非常困难的。另一方面，当新的登记识别被记录在该本地位置寄存器中时，国家系统能够建立该用户所在的登记区，从而能使陆地系统呼叫该用户和建立呼叫连接。
因此非常重要的是，在系统中的每个移动站，当它跨越两个登记区之间时，立即地将其自己进行登记。
登记区必须不能构成的太大，由于需要保持一方面在寻呼业务(即，从陆地系统寻呼移动用户时产生的业务)和另一方面在该区中登记数目之间的平衡。当登记数目允许的高而寻呼业务将保持的低时，最好选择小的登记区。当应用在相反情况下，即当寻呼业务可被允许的高和登记数目将保持低时，较大的登记区是可以允许的。在移动无线系统中大多数情况下是进行这两个互相矛盾的要求之间的平衡。
众所周知，登记是由一个基站在移动站所处的服务区内发送一个全局信息实现的，该信息中含有它自己的登记区的登记识别。例如，在按照IS-54B的美国数字系统情况下，这个信息是通过FOCC信道(正向模拟控制信道)发送的，并周期性地发向该服务区内的所有移动站。一个移动站报告在该区是新站和因此需要登记，参见下面的
图1。这种请求通常是通过RECC信道(反向模拟控制信道)发送的。从而，如果一个移动站未被存储在所发送的登记识别中，则它请求被登记。
当一个移动站移动到一个或多个登记区的边界的附近和越过边界时，登记产生了一个特殊的问题。由一个移动站跨越若干这种边界可能遗留了大量的登记问题。
从上面描述将理解到，给定的控制信道的容量被用于登记过程。减少系统的信道被尽可能多地使用的程度，将是人们所希望的。正如上文所述，从基站周期性地通过控制信道FOCC发送识别信息且识别信息是不能改变的。但是，当登记时，各移动站通过RECC请求登记接入的数目和通过FOCC的响应应答的数目可以受到影响和此外来自基站的后续更新的“登记更新”的数目仅在少数场合下被要求和实现。这将导致所用控制信道容量的减少。
例如，EP-A1-0,439,628教导了一种改进的登记方法，用于减少和分配登记数目为一个给定的量。该方法被应用到一些系统中，其中一个基站属于若干位置区(＝登记区)，即若干互相重叠的位置区。按照该方法，从基站周期性地发送该基站所属位置区中的登记区的那些识别符表。这些识别符与正在侦听的移动站此时存储的识别符进行比较。如果没有由该移动站接收到的和读出的识别符与存储在该移动站中的识别符相一致，则该移动站就在该登记区内登记，该登记区的识别符是第一次从发送的表中读出。
这种方法减少了登记次数，因为当进行任何新的登记时，移动站位于新的登记区的中心，而不是其周边，所产生一种能避免来回登记的间隔滞后。
虽然上述由EP-A1-0,439,628教导的方法将会减少登记次数和提供了当该移动站移动时的一定程度的灵活性，但这种灵活性受到了已由陆地系统确定的全局位置区域的限制。
本发明的一个目的是在合有各登记区的蜂窝无线系统中相对于现有技术进一步减少登记数目。
本发明的另一个目的是提供一种应用在包括一些登记区的蜂窝移动无线系统中的方法，当移动站移动到不同登记区之间时，本发明能使该登记方法更好地适合于各个移动站，和同时，相对于现有技术提供较小的登记数目。
本发明的还有一个目的是提供一种在登记过程中在移动站中存储区识别符的方法，以便当移动站按一种已知的预定方式移动跨越一定数目登记区时，不需要像在早先已知的方法中那样登记其自身。
按照该建议的方法，所谓的位置区被定义为包括两个或多个登记区(或整个这些登记区)的各个部分和一个给定的移动站被分配一个给定的位置区，该位置区对于这个移动站在每次登记的场合是精确唯一的。对于一个给定的移动站的位置区的一个登记识别表方便地被确定，该表连同登记一起发送到该移动站。
本发明的方法的特征在于权利要求1-6所描述的各方法特征。
本发明的移动站的特征在于权利要求7-8所描述的各个特征。
本发明现将参照各附图更为详细加以描述，其中，图1是说明按照公知技术的蜂窝移动无线系统的四个登记区的部分图；图2a-2c是为了实现本发明的方法说明在不同时间点一个移动站与一个基站之间的无线连接的框图；图3是更清楚地说明本发明方法的流程图；图4是类似于图1的图，但是表示按照该建议的方法的登记识别的分配；图5是说明若干登记区的图，应用本发明的方法时，一个移动站进行漫游通过这些登记区。
图1是说明一种已知的蜂窝移动无线系统的四个登记区RA1、RA2、RA3和RA4的一部分的简图，这种已知的系统例如美国专利5081679，该专利援引于此，以供参考。每个登记区RA1-RA4包括若干蜂窝区或服务区，和每个服务区由一个基站服务。
登记区RA1包括两个表示出的基站B11和B12，每个基站服务于一个对应的服务区S11和S12。
登记区RA2包括两个表示出的基站B21和B22，每个基站服务于一个对应的服务区S21和S22。
登记区RA3包括两个表示出的基站B31和B32，每个基站服务于一个对应的服务区S31和S32。
登记区RA4包括两个表示出的基站B41和B42，每个基站服务于一个对应的服务区S41和S42。
一个给定的服务区具有对于所述区是唯一的一个已知的识别符X，和该识别符用于进入这一服务区的那些移动站的登记。在图1的例子中，假设X＝X1，用于登记区RA1X＝X2，用于登记区RA2X＝X3，用于登记区RA3X＝X4，用于登记区RA4因此，“登记区”表示在一个蜂窝移动无线系统中的区，该区对于各种移动站的登记具有一个和相同的登记识别符X。因此，基站B31和B32向进入登记区RA3或已经处于所述区的移动站MS发送识别符X＝X3，以便当该移动站没有登记，但请求登记时，被更新登记。
假设，移动站MS已经进入RA3区和由于基站B32已经以公知的方式接收到该移动站MS的用户识别符和已经把这个识别符通知陆地系统移动电话交换中心，移动站已经被登记到这个区，该交换中心在本地位置寄存器(home location register)中存储这一识别符(见图2b)。该移动站MS从而被分配该登记识别符X＝X3和存储与记忆这个识别符，只要该移动站留在RA3区。假设移动站MS朝着登记区RA3与RA4之间的边界移动并进入RA4区。该移动站必须将其登记到这个区，因为基站B41发送上述具有这个登记区的识别符的全局信息，(经由FOCC)。如果该移动站MS没有存储这个识别符，则按照上面所述它就请求登记更新。
假设，该移动站沿由图1箭头所指示的路径继续前进，和因此需要以与在RA4区所进行的相同方式进行若干次登记更新，即，当通过RA4与RA2之间的边界时在RA2区继续更新其登记；当通过RA2-RA3之间的边界时，在RA3区更新其登记；当通过RA3-RA2之间的边界时，在RA2区更新其登记；和当通过RA2-RA1之间的边界时，在RA1区更新其登记；因此可以设想，由于丘陵和山脉地形或由于市中心繁忙的交通(若干次绕行)，按照已知的登记方法，移动站MS被迫进行至少四次登记更新，直至它到达RA1区为止，正如图1所假设的那样。
本发明的登记方法将结合图2更为详细地予以描述。基站BS，它可以是例如按照图1的基站B31、B32、B33……的各基站之一，对通过控制信道(FOCC)连接的登记区(RA3区)发送一个以信息字形式的登记识别符(X3)。基站BS以公知方式与移动无线交换中心MSC通信，MSC包括一个存储有关各移动站在系统中位置的数据的本地位置寄存器HLR。移动无线交换中心MSC和寄存器HLR例如对于图1和图4所示的所有基站可以是公共的。
移动无线站MS已经进入RA3区和假设响应于由基站BS发送的登记识别符X＝X3已经将自己进行了登记。
移动站MS是以公知方式，例如按照上述US.5081679(图2)的教导所构成的。移动站MS包括一个控制该移动电话装置的各种发送与接收功能的处理器和包括用于在移动站与基站/交换中心之间交换的各种信息的存储空间。这些功能和有关的交换单元构成了公知技术的一部分，在这里不做详细描述。
在所说明的情况中，移动站MS假设是一个移动电话装置，该电话装置包括一个能执行上述控制和存储功能的处理器P。处理器P包括一个存储空间M，该存储空间在所说明的情况中具有三个存储部分M1、M2、M3，在这些存储部分之中，正如在下文更详细地解释的那样，按照本方法存储已知登记区的三个识别符。当通过控制信道FOCC进行接收时，经由该电话装置的接收单元该存储空间M可以被以已知的方式访问，用于将含在与登记处理有关的且从基站接收的信息字中的那些识别符写入存储部分M1、M2和M3。
假设在以前的登记处理中，该移动站MS已经被分配了三个不同的登记区的登记识别符X1、X2和X3，这些识别符按照图2a已经被分别存储在存储部分M1、M2和M3。按照图2a，基站BS通过FOCC发送具有该基站的登记区的登记识别符X的以所谓的“OMT”(附加信息序列)形式的信息，这样该移动电话将能够判断所发送的识别符。该信息被移动电话MS接收并且所发送的识别符X被送到一个比较单元JF。该单元将识别符X与存储在存储部分M1、M2、M3中的识别符X1、X2、X3进行比较。比较单元JF产生一个信号幅度(0或1)，它把这些测量或按照下文可能被采取的方法通知处理器P。
如果该识别符X与识别符X1、X2或X3之一相同，则该移动电话MS将不做任何事情。另一方面，如果该识别符X不同于识别符X1、X2或X3之一，则该移动电话MS将通过反向控制信道RECC利用有关于用户识别符AbID的信息，请求登记，见图2b。
如果在单元JF中所进行的比较表示识别符X1、X2或X3没有一个等于X和该移动电话仍然未被登记到属于该基站的服务区的登记区中，那么这就连同通过RECC发送的信息一起向该基站报告，图2b。该基站BS向移动交换中心MSC通知该用户的识别符AbID，然后由交换中心在位置寄存器HLR中实现登记，并且在证实了在位置寄存器HLR中的登记后，向该移动站发送一个代替早先存储的表X1、X2、X3的含有登记识别符X4、X5、X6的新表D，见图2c。至少这些识别符之一可能相同于早先存储的识别符之一，除了应用到新的登记区的识别符X以外，表中再也找不到早先的识别符。然而，该新表D不是发送到该服务区中所有移动站的全局表，但确定所谓位置区的一个单独表精确地连同这次登记被发送到这个移动站。该新表可以由该移动电话用户确定，并随着该移动电话的移动而被直接改写。
因此，在相应于该相同位置的情况下，另外一个移动电话可能被发送另外一个表，该表至少有一个识别符与上述移动电话的那个表中的识别符是公共的，即上述基站的登记识别符X。
按照上面的描述表D不需要存储在陆地系统，而被发送到移动电话。另外一方面，新表D可以存储在该移动电话中，且当证实按照上面描述的登记时，陆地系统(基站)发送一个地址到该移动站，指出该新表将被利用。这样对于登记业务做出进一步节约。例如，当登记(Signing)该电话用户时，表D可以存储在该移动电话中。
表示在图3中的流程图说明了存储在移动电话的微处理器(上述美国专利说明书中的图2，标号134)的程序中的上述的和不同的步骤。在图3中，方框101表示移动电话MS处在其“空闲”模式，即电源接通和准备通过信道FOCC接收信息，在这种情况下，就是来自基站的用于可能的登记的全局信息OMT。
在一个给定的时间点上，在方框102，基站BS发送信息OMT，该信息送达该基站服务区内的所有移动站，具体地包括移动站MS。信息OMT包括这个服务区的识别符X。方框103表示移动站MS在所接收的识别符X与存储在存储空间中的识别符X1、X2和X3之间进行比较。
如果比较表示识别符X1、X2或X3之一与识别符X相同(“是”)，返回到该处理的开始和形成一个环路，只要满足条件“是”。
另一方面，如果各识别符中没有一个与识别符X相同(“否”)，则在方框104，该移动电话MS寻求被登记。按照上面所描述的，在图2b中的该移动站MS首先发送其用户识别符，移动电话交换中心MSC(图2b)以共知方式在寄存器HLR中实行登记。在证实已经进行登记的同时，移动无线交换中心MSC而后经由基站BS通过正向控制信道FOCC(图2c)，向该移动站MS发送新表D。该程序然后返回到方框102之前的开始状态。
在登记以后发送到移动电话的表可以按照移动电话用户的要求构成。例如，含在表中的识别符可以确定相应于本地位置、工作地点和在这两个位置之间经常采用的路由的位置区，这些识别符已被存入本地位置寄存器HLR，和当该移动站已进入上述位置区时，由交换中心MSC结合登记程序把这些识别符发送到该移动电话。
图4表示覆盖非重叠的各登记区的一个给定位置区的登记识别符的分配。
在区域内的每个基站B11、B12；B21、B22；B31、B32；B41、B42都仅在一个登记区中，因此仅具有一个识别符结合登记被发送到各个不同的移动站。
在如图4所示的区中，假设一个移动站已漫游进入具有识别符X1的登记区RA1和位于这个区中。假设登记识别符X1、X2和X3，即区RA1、RA2和RA3的识别符被存储在移动站的存储空间M中(按照图2a-c)。箭头P2表示该移动站移动的路由。假设一开始该移动站进入基站B11的服务区和因为没有发生更早的登记和因为识别符包括在存储于该移动站的表中，因此移动站就在这个区中被登记，而不实行更新程序。在没有做任何登记的情况下，同样应用到这个登记区中的所有其余各基站。
当该移动站跨越RA1和RA3区之间的边界和进入基站B31的服务区时，移动站MS不需要对自己进行登记或对以前的登记做出更新，因为识别符X3也在表上。也不需要在RA3区的其余基站(基站B32)上登记。
当该移动站离开RA3区和进入RA2区时，如箭头P2所示，因为识别符X3已存储在移动站MS的存储空间M中，也不需要登记或登记更新。在所说明的实施例的情况下，假如该移动站MS选择下述另外的路由，即由虚线箭头P3所表示的，才进行登记和接着的更新，在这种情况下，登记是按照上面所述的响应于来自基站B41的全局信息进行的。这个基站发送识别符X4，但因为这个识别符在该移动站存储的表中没找到，所以B41连同更新程序向该移动站MS发送新表D，新表D例如包括识别符X2、X3和X4，这些识别符而后被存储在该移动站的存储空间M中(图2)。
以说明本发明的原理和藉此进一步提供的优点为目的，现参照图5，该图说明一个移动站在不同登记区之间移动的示范性举例的情况。
图5表示在该移动站按照箭头P4移动的例如从家到工作地点的区域内，包括RA0、RA1、RA8、RA7、RA3、RA4、RA6和RA5的八个登记区，和正在漫游的移动站MS将要移动通过这些区。因此，在这种情况下，该移动无线系统的本地位置寄存器可以包含X1、X8、X7、X3、X4、X6和X5七个不同的登记识别符，这些识别符以后将按照图2a-2c被存储在该移动站的处理器中和在该移动站的漫游期间万一登记时将被使用。登记识别符是以XK标注的和在该移动站的漫游期间由各区的各基站发送。在这种情况下，不一定要登记因此在该移动站通过各不同登记区时，就不实行登记。
按照图2a不同的识别符从本地系统的本地位置寄存器HLR通过基站报告给该移动站。
还可以这样，即对于一个知道他/她将经常沿这样一个特定路由走过的移动电话用户，可以让电话操作员在遇到该电话机的时候，按照上述的方法插入那些将被使用的登记识别符。
本发明已经参照上述包括若干蜂窝区的登记区做了描述，这是被假设为当存在着许多微蜂窝区的未来标准。然而，也可以想像到，对于每个由单一蜂窝区组成的登记区而言，在该所建议的方法中又增加了所谓“粒化作用”(granulation)。在这种情况下，一个登记区的识别将与单一蜂窝区的识别一样。
按照本发明的另外的变形，在信道FOCC上的信息OMT藉助于X-Y坐标，全局性地报告登记识别符(＝蜂窝区识别符)，并结合登记把该本地区域半径单独地通知移动站。在这种情况下，当移动站所侦听的蜂窝区，就是发送全局蜂窝区识别符X-Y的蜂窝区，位于由所述半径和最新登记的X-Y坐标(＝蜂窝区识别符)所确定的圆周之外时，就立刻进行登记。
这使得不同尺寸的各个移动站位置区藉助于，按照图2，在进行登记程序的同时向各个移动站发送半径的数值，而不是发送表D的方法被确定。在这种情况下，移动站的存储单元和比较电路由算法替代，该算法计算移动站是否已超越到构成有效分配区的圆周之外。
上述的X-Y座标需要不模糊地作为一个整体确定地面的位置，因为在该座标的最后几位数字将足够了。例如，该位置可以在直角座标系统中利用100米的分辨率和100公里最大值来计祘，该座标系对应于三个十进制位置。
本发明也可以与限定位置区的现存的方法相组合。例如，一个单个的移动站的本地位置区可以按照各现存的标准，在应用一般地全局位置区的同时，可以确定包括家庭、工作地点和家庭与工作地点之间的路由的地址。这可以要求蜂窝区发送登记区的识别符和在所述登记区内他们自己的识别符。
应当注意到，除了当OMT上的登记区不再与存储的值一致时以外，在周期性登记的和在该移动站的“电源通”模式中情况下，登记也可以由“超时”启动。
权利要求
1.一种在蜂窝移动无线系统中的登记方法，该系统包括多个登记区，每个登记区又分为一些服务区，和每个服务区是由一个无线主站为位于相关的各服务区中的各移动站服务的，其中一个已知的登记区具有表征这个区的一个识别符，该识别符连续地从一个已知的主站向包括在所述登记区的有关服务区的那些移动站发送，和其中各移动站侦听所发送的识别符，其特征在于，确定包括至少两个登记区的一个给定的位置区，和在一个给定的移动站中存储涉及所述给定位置区的信息；当在所述位置区中没有哪个登记区与该主站的登记区一样时，将该移动站登记在所述主站的登记区中。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，结合以前登记的程序发送由该移动无线系统确定的与存储的上述信息到该移动站。
3.按照权利要求1-2的方法，其特征在于，以那些登记区的识别符表的形式存储和发送所述信息，这些登记区此时此刻包括在所述位置区中。
4.在一种蜂窝移动无线系统中登记的方法，该系统包括多个登记区(RA1、RA2、……)，每个登记区被分为一些服务区(C1、C2、……)，以便所有登记区将覆盖所有的服务区和其中每个服务区是由一个基站(RA1中的B11、B12；RA2中的B21、B22……)为位于一个相关的服务区中的那些移动站服务，其中已知的登记区具有表征这个区的一个识别符，该识别符被周期性地从一个已知基站向那些位于有关的服务区中的各移动站发送，其特征在于，将从所述基站周期性发送的和由一个已知移动站(MS)接收的涉及该登记区的识别符与存储在该移动站中并含有至少两个识别符(X1、X2、X3)的一个表的识别符进行比较，其中当所发送的识别符(X)与存储在该移动站中的任何识别符(X1、X2、X3)都不相符合时，该移动站请求被登记(图2b)。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于，基站(BS)结合登记向该移动站发送一个新表，该表含有至少两个识别符(X4、X5、X6)，这些识别符被存储在该移动站(MS)中，以及在这些识别符中的一个识别符是该基站的服务区所属的登记区的识别符。
6.按照权利要求4的方法，其特征在于，当存储在该移动站中的各识别符之一与从基站(BS)发送的识别符相同时，不再在该移动站(MS)中采取进一步的措施。
7.一种包括在蜂窝移动无线系统中的移动无线站，该无线系统包括多个登记区(RA1、RA2、……)，其中每个区被分为若干服务区(C1、C2、……)，以便所有的登记区将覆盖所有服务区，其中每个服务区由一个基站(在RA1中的B11、B12；在RA2中的B21、B22；……)对在一个有关的服务区中那些移动站服务，和其中一个已知登记区具有表征这个区的识别符，和该识别符被周期性地从该基站发送到有关的各服务区中的各移动站，其特征在于，移动站处理器(P)包括具有存储空间(M1、M2、M3)的存储单元(M)，用于存储至少两个识别符(X1、X2、X3)，这些识别符是属于不同登记区(RA1、RA2、……)的但是与一个已知移动站(MS)的位置区有关；在于该移动站(MS)所在的服务区内的基站(BS)的登记识别符在该移动站中是借助于一个接收信号(OMT)指示的；在于比较装置(JF)进行判断接收信号(OMT)中的识别符(X)是否与所存储的识别符(X1、X2、X3)相同，当发现不相同时，该移动站请求登记到所述服务区被包括的登记区中。
8.按照权利要求7的移动站，其特征在于，存储一个表(X7、X8、……)的存储单元包含有那些登记区(RA7、RA8、……)的识别符，该登记区属于该移动站在其中移动的，并包括已知的该移动站经常走过的路由的一个位置区。
全文摘要
本发明涉及一种在蜂窝移动无线系统登记一个移动站的方法，该系统包括一些蜂窝区或服务区，形成一些登记区。每个登记区具有它自己的识别符(X)。按照该建议的方法，构成单独的一些位置区，用于一个或多个移动站试图在不同登记区的边界区域中避免不需要的多次登记。一个位置区可以具有一个表(x1、X2、X3)，该表存储在移动站(MS)中，或者可以是存储在系统中(HLR、MSC)而经在给定的登记区中基站(BS)与该移动站在这个区中的登记一起发送到移动站。仅当如果该移动站进入一个服务区，且该区属于其识别符(X)在移动站存储的识别符(X1、X2、X3)表中未找到的登记区时，才进行新的登记。
文档编号H04W8/20GK1114852SQ9419071
公开日1996年1月10日 申请日期1994年9月23日 优先权日1993年9月23日
发明者R·波丁, G·尚伯特, P·O·加斯韦克 申请人:艾利森电话股份有限公司