专利名称：基于位置访问的通信系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信系统，特征涉及为响应用户单元的位置，提供给用户单元通信业务的无线通信系统。
在无线通信系统中，通信业务提供给分散在一个大区域上的许多用户单元，需要关于用户单元位置的系统知识。这种位置知识允许系统把输入用户单元的呼叫只引入用户单元当前所驻留的区域。另外，这种位置知识允许系统跨越运行在各种地理实体的界线上。
管理提供通信业务的区域的地理实体典型地施加影响在这些业务的管理上。地理实体典型地分配和许可用以传递通信业务的电磁频谱。另外，地理实体可能在实体管辖范围内征收传输的通信业务各种税率。不需要各种地理实体采用同一的处理以影响通信业务。相应地，跨越各种地理管辖区域的通信系统必须有足满的灵活性，以允许不相同的地理实体施加它们各自所希望的影响。
相应地，本发明的一个优点是提供了一个改进的无线通信系统。
另一个优点是，本发明鉴定通信业务以响应用户单元的位置。
另一个优点是，基于用户单元的位置，本发明允许访问或谢绝访问通信业务。
另一个优点是，本发明选择一与特别地理区域相关的交换局，基于用户单元的位置，处理用户单元的通信业务。
本发明的上述和其它优点是通过操作通信系统的一种方法，以一种方式实现的。该通信系统至少有一个绕地球运转的卫星，并至少有一个位于地球表面的用户单元。这种方法需要产生能辨识用户单元位置与地球有关的位置数据。存储辨识地球的地理区域数据。相关位置数据与区域数据。鉴定提供给用户单元的通信业务，以响应位置数据和区域数据的相关。
参照附图及详细说明书和权利要求，将能更清楚起理解本发明，其中所有附图的相同参考数字是指相同的单元。
图1示出了一个环境，按照本发明的通信系结构能在该环境内实施；图2示出了通过该通信系统的卫星部分，在地球表面所形成的蜂窝模式的图形表示；图3示出了该通信系统各种节点的框图；图4示出了当用户单元运行在请求业务的方式下，通信系统的一个用户单元节点所执行的过程的流程图；图5示出了一个卫星业务请求处理程序的流程图；图6示出了本地网间连接器业务请示处理程序的流程图；图7示出了通信系统作为本地网间连接器时，在通信系统一个节点存储部分的天文历表的框图图8示出了本地网间连接器内存储器部分的一用户单元数据库的框图；图9示出了本地网间连接器存储器部分的一个业务控制区数据库的框图；图10示出了本地网间连接器执行的一个边界解决过程的流程图；以及图11示出了业务于网间连接器业务请求处理程序的流程图。
图1示出了一个无线通信系统10运行的环境的分布图。系统10包括环绕地球运转的卫星14的一个星座12。在最佳实施方式中，星座12的构成，在任何时候，允许地球表面任何一点的能至少面对卫星14中的一个。
由于沿地球轨道运转，所以卫星14与地球相对运动。在最佳实施方式中，卫星14距地球500—1000km的高度运转。如果卫星14距地球765km，相对于地球表面上的一点，顶上方的卫星14以25000km/hr的速度运转。位于地球表面和一个卫星通信节点14的以接近光速传输的电磁信号的传输，根据卫星角度的不同，需要2—3微秒的传输时间。还有，传输于地球表面和卫星14的电磁信号将有一定程度的频率移动多普勒分量，该精度取决于源频率和卫星面对角度。尽管本发明是作为一个运转卫星通信系统的特别的例子进行描述的，本发明也适于同步卫星通信系统。
系统10还包括一个或多个交换局(SO)16。SO16驻留在地球的表面，通过RF通信线路18，与它附近的卫星14进行数据通信。通过数据通信线路20，卫星14彼此之间进行数据通信。因此，通过卫星14的星座12，一个SO16可以控制传输到地球任何大小区域的通信。然而，被每个SO16控制的区域最好与一个或多个特别的地理管辖区域相应，比如一个或多几个国家相应。这些管辖区域被称之为服务控制区。SO16连接到公用交换电信网络(PSTN)22，通过PSTN 22，可以接收引入到系统10的用户的呼叫，并且可以发送系统10的用户的呼叫至PSTN 22。
系统10还包括可能有数百万人口的用户单元24。然而，只包括几个用户单元24的，也可以应用本发明。用户单元24的构成用以在电磁频谱段上与卫星14进行通信。该频电磁频谱是由与各种服务控制区相关的政府机构所分配的。通过通信线路26，用户单元24与其附近的卫星14进行通信。系统10适应于用户单元24在地球表面及附近任何地方的移动。但并不需要用户单元24是移动的。
系统10还可以包括任何数量的数字处理器(这里称用户信息管理者SIM)28。每个SIM28包括一个只与用户单元24人口本身部分相关的用户数据库。该数据库可以包括描述与用户单元24相关的特征，与用户单元24相关的税率，用户单元24的当前位置等信息。把每个用户单元24分配给SIM28的一个，并且那个SIM28被当作用户单元的“本地”SIM28。SIM28为系统10执行数据处理。除了数据处理，SO16执行电路交换，并且它们控制呼叫建立、呼叫的记录保持、呼叫撤消及其它发生在呼叫到呼叫为基础的电信系统上的管理功能。尽管不要求SIM28和SO16的功能发生在公共物理位置上，在本发明的最佳实施例中它们都发生在网间连接器30上。通过星座12、PSTN 22、其它通信路径或共享硬件当在公共网间连接器30内进行通信时，每个SO16都可以与任何SIM28进行通信。
通常，系统10是一个有许多节点的通信网络。每个用户单元24、卫星14、网间连接器30、SO16和/或SIM28表示系统10的一个节点。通过通信线路18、20和/或26，系统10的所有节点可以彼此进行数据通信。另外，通过PSTN 22，系统10的所有节点可以与分布在世界上的其它电话设备进行数据通信。
系统10最好为用户单元提供多种服务。比如，这些服务可以包括连接、电路、数据通信信道等用以发送呼叫至用户单元24和用户单元24发出呼叫的建立。另外，该服务可以包括一登记处理，靠此，用户单元告知系统10，特别用户单元的本地SIM28，用户单元的位置，从而可正确地把将来的呼叫引向用户单元24可能在的区域。
在两用户单元24或任何用户单元24和一个PSTN电话数码之间，可以建立包括呼叫的通信业务。假设位置所处的管辖范围内已获得许可且符合这些管辖的要求条件，在地球任何两位置上可建立呼叫。一般来说，在呼叫建立和登记过程中，每个用户单元24与卫星14和网间连接器30进行系统通信。呼叫建立通信发生在一个用户单元24和另一个单元(可以是另一个用户单元24或一个PSTN电话号码)之间形成通信路径之前。建立呼叫而产生的通信涉一个或多个SO16，在这些区域上呼叫被终止。
图2示意地给出了通过单一卫星14在地球表面所形成的一个蜂窝脚印图42。每个卫星14包括一多射束天线34。每个天线34以不同的角度从卫星14向地球表面发射多个分离的天线射束或天线辐射36。图2给出了射束36在地球表面上所形成的网孔38的结果模式的图形。每个射束36与一个网孔38相对应。本发明最佳实施例中，以图2所描述的那些顺序地建立了所有的卫星14。这样，其它卫星14(未示出)形成了类似的脚印(未示出)。网孔38的一个连续覆盖层最好覆盖住地球的整个表面。脚印42内的每个网孔38在脚印42内占有唯一位置。靠使用图2所示的网孔ID(1到48)，这些位置彼此相分。当然，在脚印42内可以包括任何数量的网孔38。
为清楚起见，图2的示意图给出了分离的、没有重叠区和间隔的通常为六边形的网孔38和脚印42。然而，本领域的技术人员应明白，实际上，卫星14的天线34处射束36所发射的等强度线远不是一个六边形，天线侧波瓣可能干扰该形状，一些网孔38可能比其它网孔38覆盖大的面积，并且相临网孔之间可能产生重叠。
使用电磁频谱，通过卫星14，系统10(见图1)与用户单元24(见图1)进行通信。通过天线34和射束36，建立该通信。本领域的技术人员将理解，天线34所形成的射束36确定一个几何形状并且不意味着一个特别的通信方向。换句话，通过天线34向地球表面发射的电子束36，可以进行发送和/或接收通信。
该通信只使用了一定限量的电磁频谱。对于本发明来说，该频谱精确参数并不重要，并且可以随着系统的改变而改变。本发明最佳实施例中把频谱分成分离部分或信道集。比如，该频谱可以分为分离的频带、分离的时隙、分离的偏码技术或这些的组合。划分该频谱的精确模式对本发明也不重要。这些分离信道集最好与其它信道集正交。换句话，可以在每个信道集中的一个公共位置上同时进行通信而没有大的干扰。在常规的蜂窝通信系统中，通过一个阻止相临网孔38使用同一信道集的一个重用线路，该信道集被分配至网孔38。从而，在空间相分的网孔38内使用公共信道集，有效地使用了分配频谱。
地球表面上，边界线40把第一业务控制区42和第二业务区42分开。在最佳实施例，一个或多个SO16服务于单一业务控制区42，并且没有SO16服务于延续到界线40的区域。任何数量的界线40可以把地球的表面分成为任何数量不同业务控制区42。界线40不需要代表地球的物理现象，相反地，界线40表示作用在地球地形的线条，用以实现系统10(图1)的几个目标。由于不同的政治、地理实体(比如国家或许多国家)可能希望在他们管辖区域内对系统10传输的通信业务上施加不同的影响，界线40典型地符合政治、地理的界线。
正象下面所述，按照用户单元24当前所述处的业务控制区42，系统10鉴定提供给用户单元24的通信业务。这种鉴定是基于产生用以描述用户单元24的位置44的位置数据。象常规位置决策系统中，这种位置数据可能并不描述用户单元的真实位置。相反，这样的数据与不定区域46相关，并且真实的用户单元24的位置可能驻留在不定区域46的某一附近位置。由于系统10不能有把握地辨识用户单元24所驻留的业务控制区42，当不定区域46覆盖界线40时，基于用户单元位置鉴定通信业务的问题非常复杂。
图3示出了通信系统10(见图1)的任何节点48的框图。象上面所述，任何用户单元24、卫星14、SO16或SIM28表示系统10的一个节点。节点48包括一个或多个接收机50。连接到天线34的接收机50从通信线路18、20和/或26(见图1)处接收信号。尽管一个用户单元24、SO16或SIM28可以包括一单一接收机50，一卫星14可能包括多个接收机用以在多个不同线路18、20和26上同时地进行通信。天线34’最好包括一个多射束天线。接收机50连接到接收缓冲器52，该缓冲器52临时地储存接收机50接收的数据，直至处理这些数据后为止。
处理器或控制器54连接到接收缓冲器52和接收机50。控制器54连接到接收机50用以控制诸如频率、时令等的接收参数。控制器54还连接到计时器56、存储器58、发射缓冲器60和发射机62。通过保持当前日期和时间，控制器54使用计时器用以帮助监控真实时间。存储器58包括作为指令服务于处理器或控制器54的数据，当处理器或控制器54执行这些数据时，引起节点48执行下面将要描述的过程。另外，存储器58包括变量、表格和数据库，由于节点48的运算，它们被处理。至少存储器58的一个部分最好是用永久性读/写存储器构成。发射缓冲器60用以临时地存储控制器54所产生的数据。连接到发射器62的控制器54用以控制诸如频率、时间等传输参数。尽管用户单元24、SO16和SIM28可能只包括一个发射器62，卫星14最好包括多个发射器62，用以在多个不同的线路18、20和26(见图1)上，同时地进行通信。发射缓冲器60也连接天发射器62。发射器62发射用以运载存储在发射缓冲器60的数据的调制信号。通过天线34″上的线路18、20和26，发射这些信号。对于卫星14，天线34″是或包括一个多射束天线。本领域的技术人员将理解，天线34’和34”实际上可能是用单一天线做成的。
以地球为基础的节点48，控制器54也连到一个I/O部分64。在用户单元24内，I/O部分64可能包括麦克风、扬声器、数字器、声码器、译码器、外部数据接口等。同样地，I/O部分64可包括由用户控制用户单元24运行的一个键盘。在SO16和SIM28中，I/O部分64可包括键盘、显示器、磁存储设备、打印机及其它通常连接到计算机的设备。在一个SO16中，I/O部分可能还包括用以连接到PSTN 22(见图1)的设备。
本发明的一个实施例中，位置系统66可连接到用户单元24的I/O部分64。位置系统66表示一个全球定位系统(GPS)，Loran系统、航空航海系统及其它为用户单元24描述当前位置产生数据的位置系统。在本发明的另一实施例中，可把用户放在一个永久位置上，可把描述永久位置的位置数据存储在用户单元的存储器58。仍然在本发明的另一实施例中，通过用户单元24卫星14之间的通信可产生位置数据。可以使用这种通信进行多普勒和/或传播延迟测量。当该测量与时间结合一起时，该测量作为位置数据，因为可处理它们为用户单元24产生一个位置。
简而言之，系统10的每一个节点48可表示一个可编程机，它采用位于存储器58的软件偏程58指定的字符，并且被处理器或控制器54所执行。图4—图11说明了系统10的各个节点48所执行的过程和存储结构。在本发明的实施例中，所有用户单元24独立地执行实质上一样的过程。同样，所有的卫星14、SO16和SIM28(见图1)实质上执行与其它卫星14、SO16和SIM28分别执行的过程一样。这样，尽管下面所描述是针对一个单一单元24、卫星14、SO16和SIM28，它通常应用于所有每个节点48。本领域的技术人员理解存储在作为用户单元24、卫星14、SO16或SIM28的节点48的存储器58(见图3)可编程指令，控制下面将讨论的与图4—11相联系的过程。
图4给出了用户单元24运行在请求业务模式时，用户单元24执行的过程68的流程图。一般来说，用户单元24运行在四种模式。在请示业务模式68中，用户单元24要求系统10准许进行系统10的通信业务。当用户单元24希望诸如引入呼叫的登记、终止或连接或者是终止系统10输出的呼叫的请示业务时，用户单元24进入模式68。如果谢绝访问，用户单元24运行在惰性模式70。如果允许访问，用户单元24运行在接收业务模式72。接收到业务后，用户单元24运行在备用模式74。
当用户单元24希望从系统10接收业务时，用户单元24执行过程68。当一用户操作I/O部分64(见图3)的键盘用以指示拔动电话号码时，用户单元10可能希望系统10终止一个输出呼叫。当用户单元10监视卫星14(见图1)的用以指示要引入一个呼叫的信号时，用户单元10可能希望系统终止一个输入呼叫。另外，当用户单元24确定它已经距系统10所知的，它的最后位置有一预定的距离时，用户单元24可能希望系统10提供登记业务。换句话说，当用户单元24要与系统10进行通信时，它执行过程68。
过程68中，用户单元10执行任务76，以与一个附近卫星14的操作同步。通过该同步任务，用户单元24调整其频率和时间参数，以成功地与卫星14进行通信。任务76后，根据用户单元24使用本发明的哪一实施方式，用户单元24执行任务78或任务28’。
当按照本发明“系统计算位置”的实施方式构造用户单元24时，过程68执行任务78，与卫星14进行通信，以产生位置数据。在该“系统计算位置”实施方式中，与时标一起，位置数据采用多普勒和/或传播延迟测量的格式，用于位于用户单元24和卫星14之间的电磁信号。该时标描述该测量发生时刻。系统10处理这样位置数据为用户单元24决定一个位置。
当按照本发明“外部提供位置”的实施方式构造用户单元24时，过程68执行任务28’以得到一外部决定的位置数据。位置系统66(见图3)可以提供这样的外部决定的位置数据，也可以从用户单元的存储器58(见图3)得到该位置数据。在本实施方式中，不需系统10的其它部分任何处理，该位置数据为用户单元24描述了当前位置。比如，该位置数据可以为用户单元24指示纬度和经度，或者它们只简单地辨识一个业务控制区42(见图2)。
不管用户单元24完成的哪一特定的实施方式，任务28或28’都产生位置数据。这样的位置数据描述位置44(见图2)，它与一误差椭圆区或不定区46(见图2)相关。不定区46的形状、大小和位置可以在位置数据中表达，也可以从位置数据和决定位置的方式的知识中暗示。不管使用哪个，任务28或28’之后，以从系统10请示业务的信息形式，任务80发送位置数据至卫星14。该请求信号还包括一用户单元24的请求的身份(ID)，并且可以选择地指示系统10所请求的业务类型。然而，在任务78期间，位置数据还可以发送给卫星14或在此处测量。如下面所述，卫星14以请求信息的形式，为请求用户单元24发送位置信息至本地SIM28(见图1)。
任务80后，过程68停留在询问任务82处，直至从卫星14处接收一响应。然而，可以使用常规的误差处理过程(未示出)以防止过程68陷入程序循环中。当响应到达时，询问任务84判断该响应，以决定该响应是否代表一指令以发送更多的位置数据。如果需要更多的位置数据，过程控制返回任务78或78’，以产生另外的位置数据。
如果任务84确定该响应不需要更多的位置信息，那么询问任务86判断该响应，以决定是否允许或谢绝访问系统10提供的通信业务。如下面所述，在用户单元的本地SIM28和用户元24当前所处的服务于控制区42(见图2)的SO16处作出允许或谢绝的决定。在过程86，用户单元24评价在别处所作的判决。
如果任务86确定不允许访问，在用户单元24的I/O部分64(见图3)的显示器上显示一个合适的信息。另外，在任务88，用户单元24希望在本地网间连接器30(见图1)处登记，并且从其它网间连接器30处分离出。在本地网间连接器30的登记可以伴随着状态数据，它通知网间连接器30，用户单元24当前不允许访问系统10所提供的业务。在本地网间连接器30的登记，并离开其它网间连接器(用户单元24可能并临时分配的)，允许系统10在管理不允许访问的用户单元24时，使用更少的资源。
任务88之后，过程控制进入惰性模式70。在将来的某些点，为了响应时间流逝或其它的激励，用户单元24可能退出惰性模式70，并返回请求业务模式80。
当任务86确定允许该访问时，程序控制进入接收业务模式72。在模式72中，用户单元24执行与系统10所请求的业务的相关任务(未示出)。这些业务可能包括登记、终止输入呼叫或终止输出呼叫。接收到该请求业务后，程序控制进入备用模式74。在模式74，用户单元24监控卫星14(见图1)播放的信号，以确定是否引入一个输入呼叫，或可能确定用户单元24是否已经从系统10所知的它的最后位置处移动一预定距离。另外，在模式74中，用户单元24监控它的I/O部分64(见图3)以确定用户是否设法发出输出呼叫。根据该监控，如果用户单元24确定需要系统10的业务，它就返回请求业务模式68。
图5示出了卫星业务请示处理程序90的流程图，卫星14(见图1)执行该流程以从用户单元24处接收一业务请求。按照任务80(见图4讨论的)接收该业务请求。如图5所示，处理机过程90执行任务92，以辨识用户单元24请求业务的本地网间连接器30(见图1)。在本发明的最佳实施方式中，把每个用户单元24永久地分配给定的本地网间连接器30，并构造它的ID，以辨识把该本地网间交换器分配给了哪个，以及唯一地辨识它。卫星14可能检查在业务请求中得到的用户单元的ID，以辨识该本地网间连接器30。
任务92后，任务94分配通信路径端点。通过分配的路径端点，靠线路18、20和26(见图1)，卫星14分配通信信道，从而通信可以在用户单元24和本地网间连接器30之间进行。然后，或以业务请求，或通过任务78和78(见图4)所描述有关的测量，任务96收集位置数据。任务96后，任务98得到接收到业务请求卫星14的身份，以及网孔38(见图2)的身份。通过它，发射包括位置数据在内的业务请求。网孔身份相当于射束36(见图2)，通过它，在卫星14和用户单元24之间进行通信。
下一步，通过线路18和26的通信网络，任务100发送请求信息至上述任务辨识的本地网间连接器30。该请求信息希望传递一个业务请求、发出请求的用户单元的身份、位置数据、使用在发出请求的卫星14的身份、以及与用户单元24进行通信的网孔的身份。另外，该请求信息希望传递一个时标和发出请求的目的的指示。
任务100后，程序控制等待在询问任务102，直至卫星14接收到有关业务请求的一个响应。在上面任务94中定义的连接线或用户单元24和本地网间交换器30之间的路径希望保持在打开状态。换句话，系统资源保持在连接状态或保持在将来通信可使用状态。当然，本领域的技术人员将理解，通过等待在任务92，不阻止卫星14同时地执行有关其它用户单元24、SO16等的通信业务的管理的其它任务(未示出)。还有，可以使用常规的误差处理过程以阻止卫星14陷入程序循环内。
当接收到一响应，程序控制从任务102进入询问任务104。任务104判断该响应以确定是否允许业务。如果谢绝业务，处理机90执行任务106以把“谢绝”信息传送给用户单元24，并终止用户单元24和网间交换器30之间的连接。连接的终止释放了系统资源，从而它们被其它用户单元24使用。
当任务104确认允许业务时，询问任务108判断该响应以确定是否需要更多的位置数据。如果是，程序控制返回任务96以收集另外的位置信息，并把该另外加位置信息送至本地网间连接器30。如果询问任务108确认不需要更多的位置信息，询问任务110确定是否允许通信业务(这里正常情况)。如果该响应指示不允许通信业务，那么就传递其它请求，程序控制退出处理程序90。
如果允许通信业务，那么任务112传递允许信息至用户单元24。另外，任务112可以改变先前在任务94建立的路径端点以指示用户单元24和SO16(见图1)之间的连接。卫星14接收的响应信息传递该路径端点现在所指示的SO16的身份。任务112后，处理了业务请求，并且程序控制退出处理程序90。
图6示出了本地网间连接器业务请求处理程序114的流程图。位于用户单元的本地网间连接器30(图1)的SIM28接收上面图4和图5所讨论的业务请求。本地SIM28负责鉴定系统10提供给用户单元的通信业务，并且对合适地选择一个提供业务的业务SO16有责任。
选择本地SIM28以执行这些鉴定和选择功能是有几个原因的。比如说，在本地SIM28处理的数据分布在系统10上，并且这种处理的分布使得比系统10依靠于集中式数据处理更加可靠。还有，在本地SIM28的处理比在业务SO16或用户单元24的执行更加可靠且很少误用。通过本地SIM28作出与业务鉴定和业务SO16选择有关的决定，在作出决定时，更少地涉及这种决定直接影响的实体。相应地，产生更加可靠和公平的判决。
如图6所示，根据与业务请求相对应的本发明的实施方式，处理程序114执行任务116或116’。在上述与任务78(见图4)相联系的“系统计算位置”实施方式中，使用传递到本地SIM28的数据执行任务116的计算。计算的结果是描述位置44(见图2)的数据。
在上述与任务78’(见图4)相联系的“外部提供位置”的实施方式中，任务116’把业务请求提供的位置数据与仍是在业务请求中提供的卫星14和网孔38(见图2)的身份相关。执行这种相关是为了检验该位置数据。这样，系统10可以保护它本身免于受用户单元24欺诈地报告它们的真实位置以试图接收一个有利的业务鉴定或一个业务控制区42(见图2)承认的有利的税率。如果不能检验该位置数据，处理程序可以执行合适的误差程序(未示出)以访问可能的问题。
任务116和/或116’可能使用一天文历表118执行它们的计算和/或相关。表118可能希望联机地保持在本地SIM28的存储器58(见图3)中。图7示出了一示例性天文历表118的框图。卫星14相对稳定的绕地球旋转。这样，可以事先决出卫星14的位置，并与卫星14可能在这些位置的时间一起存储。相应地，在每一时刻，表118可能记录每个卫星14(见图2)的每一网孔38(见图2)的每一射束36(见图2)的位置。任务116可以咨询表118，以把与卫星14相关计算的位置与地球座标等联系起来。任务116’可能咨询表118以确定位置数据内报告的位置44(见图2)是否在网孔38报告的位置有一预定距离，该网孔38用于与用户单元的通信中。
再参阅图6，任务116或116’后，执行任务120以决定起因于用户单元24的位置44(见图2)不定区域46(见图2)。与任务116执行的计算相联系，可以决定不定区域46。另外，不定区域可以是一预定区，该预定区既可以是一常量，也可以是随产生外部位置数据的方式而变化的。任务120希望定义不定区域46的大小、形状和位置。位置44典型地驻留在不定区域46的中央区域。
接着，询问任务120计算不定区域46，以确定位置误差是否位于系统10可以接受的极限内。对于本发明来说，引起误差的大小的精确参数并不重要。然而，如果任务122确定不定区域46指示了一个非常大的误差，任务124发送一信息至卫星14，请求用户单元24和卫星14发送一附加数据。任务124后，程序控制退出处理机114。
然而，当在本地SIM28处接收到附加位置数据时，再一次执行处理机114。在下面的循环中，可以把附加位置数据与原始数据组合在一起。如常规统计判决中，数据点增多导致误差减小。结果，通过组合该附加位置数据和先前得到的位置数据，通过平均或其它方式，不定区域46缩小，直至任务122确认误差在可接收的极限内。当然，可以使用常规的误差处理程序(未示出)以阻止所形成的无限循环。
当任务122确定误差在极限范围内，任务126更新在永久用户单元数据库128的用户记录以指示一个新的位置44(见图2)。图8示出了可以存储在本地SIM28的存储器58内的一个示例性永久用户单元数据库128的框图。使用数据库128，永久地把用户单元24分配给本地SIM28。对于分配给本地SIM28的每个用户单元24的每个记录内，可以保持大量的描述用户单元24的数据。比如，用户记录可以包括一用户ID、用户单元24的特性、用户单元24的最后已知位置和当前用户单元24所分配的业务网间连接器30的身份。另外，数据库128可以包括时标和与用户单元24相关和保持这些数据相关的其它数据。可以使用常规的数据库管理技术，在数据库128存储数据及保持那些数据。
本领域的技术人员将理解，把用户单元24永久地分配给它的本地SIM28，与业务SO16相联系的临时分配相关，特别地，用户单元24被永久地分配给它的本地SIM28。不管用户单元24漫游在系统10覆盖的区域的哪个地方，这种分配都存在。另一方面，用户单元24还被临时分配给业务SO16。为了响应用户单元24的当前位置，选择该SO16。当用户单元24从一个业务控制区42移动到另一业务控制区42(见图2)时，该临时分配改变，从而该用户单元24被临时地分配给SO16，用户单元24当前驻留在该SO16的业务控制区42。在这种情况下，把用户单元24分配给它的本地SIM28是永久性的。然而，本领域的技术人员应理解，没有任何东西阻止永久分配的改变，如果系统10从该改变中得到好处的话。
返回图6，任务126后，任务130把任务116式116’来的位置数据与区域数据相关。特别地，任务130使用的区域数据定义系统10服务的业务控制区42(见图2)。该数据是从一业务控制区数据库132处得到的，图9中给出了一个框图。任务130执行相关以辨识位置44(见图2)所驻留的业务控制区42。
任务130后，询问任务134确认不定区域46(见图2)的一部分是否覆盖位于业务控制区42间的界线40。如果不定区域46覆盖界线40，那么系统10不能判断在两个或多个业务控制区42(它的界线40被不定区域46覆盖)的哪个中，用户单元24驻留，相应地，过程控制进入界线解决过程136(在图10中讨论)，以解决不定区域问题。
当任务134确认不定区域46不覆盖界线40时，询问任务138鉴定该业务请求。特别地，任务138决定是否允许用户单元24访问系统10提供的通信业务。任务138作出决定以响应位置数据，该位置数据指示在鉴定用户单元24时，考虑哪个业务控制区42。任务138可能咨询业务控制区数据库(见图9)以作出它的决定。数据库可能把辨识的业务控制区与允许集和界线规则联系起来。允许规则希望指示什么时候允许或不允许通信业务。比如，有些业务控制区，除了诸如有特别本地SIM28的用户单元特定集外，对于所有的用户单元都允许通信业务。另外的区域可能谢绝对所有用户单元的业务。
当任务138决定不允许访问通信业务时，任务140发送一合适的谢绝信息至用户单元24。如上所述，谢绝信息可以指示用户单元登记在它的本地网间连接器30，并离开它临时分配的以保存系统资源的任何SO16。任务140后，程序控制退出处理程序114。
当任务138决定允许访问通信业务时，任务142选择一网间连接器30的业务SO16以临时地分配用户单元24。响应于位置数据，选择该业务SO16。选择服务于用户单元24当前驻留的业务控制区42的SO16。从业务控制区数据库132(见图9)可确定它的身份。
任务124后，任务144发送一合适的允许信息至用户单元24被临时分配的业务网间连接器30。该允许信息通知SO16，在它的管辖范围内的一个用户单元24已请求业务。然后，SO16将进一步鉴定业务的保证，并且通知用户单元24何时允许业务。任务124后，程序控制退出处理程序144。
图10示出了界线解决过程136的流程图。当用户单元的位置44的不定区域覆盖位于两个或多个业务控制区42(见图2)的界线40时，SIM28执行过程，136。如图10所示，根据使用过程136的哪一过程实施方式，136首先执行任务146或任务146’。
本发明考虑了三种界线解决实施方式。在第一实施方式中，负责管理界线两边的通信业务的实体容许在界线40附近精确定位用户单元24的误差。在第二实施方式中，不情愿地容许在界线40附近确地定位用户单元24的误差。在第三实施方式中，不容许精确定位用户单元的误差。通过负责管理界线40两边的通信业务的实体的许可，可以确定本发明实施的精确实施方式。该赞同实施方式可以在业务控制区数据库132(见图9)确定的界线规则中被指示。
当指示第一实施方式时，过程136首先执行任务146。然而，当指示第二实施方式时，过程136首先执行一询问任务146’。任务146’确定是否在请求业务中执行了最大循环次数。如果没有达到最大次数，那么执行任务148，要求用户单元发送一附加位置数据。任务148后，程序控制退出过程136。如任务124(见图6)所讨论的，可以把该附加位置数据与早先得到的位置数据组合起来，以缩小不定区域46的大小。如果收集到足够的数据，不定区域46可以缩小到它不再覆盖界线40的那一步。在该点上，程序控制从任务134进入138(见图6)。
另一方面，不定区域46通过收集附加数据进行缩小后，它还继续覆盖界线40，任务146’将最终决定已达到了循环最大数。最大数的建立是为了限制确定位置所消耗的系统资源的数量。在这一点上，第二实施方式实现进入的任务146，第三实施方式实现进入任务150。任务150发送一谢绝信息至用户单元24，并指示用户单元24记登到它的本地网间连接器30，然后离开。任务150后，程序控制退出过程136。相应地，对于第三实施方式，如果在特别的业务控制区42不能十分有把握地确定用户单元的位置，则谢绝该业务。
第一实施方式中经常执行任务146，当在收集附加位置数据的最大循环周期内不能准确判断用户单元的位置时，第二实施方式也执行任务146。任务146辨识具有公共界线40的两业务控制区42，其中不定区域46覆盖该公共界线40。为了作出这种辨识，任务146可能咨询业务控制区数据库132(见图9)。
任务146后，询问任务152确定用户单元24是否已经临时地分配给用于这两个业务控制区的一个的SO16。为了作出它的决定，任务152可以咨询永久用户单元数据库128(见图8)。如果用户单元24已被临时地分配给冲突的业务控制区42的之一，任务152选择当前业务SO16，并发送一允许信息。实际上，任务154重复执行图6所描述的任务142和144。任务154后，程序控制退出过程136。这样，不能十分有把握地确定正确业务控制区42时，如果有可能，用户单元24被临时地分配给它已经分配的业务控制区42。这种分配是希望的，因为当用户单元24在界线附近时，这种分配消耗很少的系统资源，并且避免临时分配在界边42的前后跳动。
当任务152确定用户单元24没有被分配给冲突业务控制区42之一时，执行询问任务156。任务156确定为了用户单元的本地SIM28，网间连接器30是否服务于该冲突区。如果是，选择该网间连接器30，并且任务158为了该本地网间连接器30，发送一允许信息至SO16。任务158后，程序控制退出过程136。这样，当不能十分有把握地确定该正确业务控制区42时，用户单元24被临时地分配给它的本地网间连接器30(假设它没有被分配给两冲实区42之一)。这种分配是希望的，因为当用户单元24被临时或永久地分配给同一网间连接器30时，只消耗最少量的系统资源。
当任务156确定两个冲突区都不是用户单元24的本地区域时，任务160为不定区域46的中心所处的区域选择一本地区域，并且发送一允许信息，以临时地分配该用户单元24至该网间连接器30。因为位于两冲实业务控制区42之间，有最大可能的正确性，所以这种选择是希望的。任务160后，程序控制退出过程136。
相应地，在临时地分配用户单元至业务控制区42的各种网间连接器30时，任务146、152、154、156、158和160描述的过程可能有时出现错误。然而，对于大量的呼叫，错误将平均地出现在每个区域。还有，大部分的系统资源用于为用户单元24提供业务，而不是用在诸如确定用户单元位置的系统额外任务上。
图11示出了服务于网间连接器业务请求处理机162的流程图。当从本地SIM28处接收到一允许信息时，SO16执行处理程序162。允许信息临时地分配一用户单元24至SO16，并通知SO16，用户单元24正在向系统10请求一业务。处理机162执行询问任务164以进一步鉴定系统10提供的通信业务。为了作出它的决定，任务164咨询数据库166以检查本地允许规则。这些规则的特性对于本发明来说并不重要。然而，系统10既允许与图6—图10相联系的系统范围鉴定，也允许任务164执行的本地业务鉴定。这样，在业务控制区42内，负责管理通信业务的实体可以保持控制这些业务的供给，并不要求遵循其它地方所作出的鉴定决策。
当任务164确定不允许访问时，任务168发送一谢绝信息至本地网间连接器30。那么本地网间连接器30可以更新它的用户单元记录，并把这种谢绝通知用户单元24。
当任务164确定允许访问时，任务170发送一改变路径端点信息至涉及该业务请求的卫星14。任务112(见图5)处理该改变路径端点信息。通过卫星14，将来通信，在SO16和用户单元24而不是在本地SIM28和用户单元24之间进行。任务170后，任务172发送一允许信息至用户单元24。如同上述任务86(见图4)所讨论的，用户单元将进入运行的接收业务方式，接收请求的业务。接着，任务174引起业务SO16更新它的记录，以影响用户单元24的临时分配、用户单元的位置和通过一SO16与用户单元24相关的任何其它数据，任务174后，程序控制退处理程序162。
总而言之，本发明提供一改进的无线通信系统。为响应用户单元的位置，本发明鉴定通信业务。更进一步，基于用户单元的位置，本发明允许或谢绝访问通信业务。另外，基于用户单元的位置，本发明选择一个与特定地理区域有关的交换局，以处理用户单元的通信业务。
上面通过最佳实施方式描述了本发明。然而，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围内，可以在这些最佳实施方式中作各种改变或修正。比如，本领域的技术人员将理解到，用户单元24、卫星14、本地SIM28和SO16可以执行很多与本发明无直接关系的其它过程，但在这里并没讨论。还有，本领域的技术人员将理解到，这里所给出的流程是用以说明本发明，并且可以修改用以实现程序流程的不同技术。特别地，可以中断这里所描述的各种任务，以执行前面或后面的任务。还有，可以改变任务的特定顺序，并且用以实现各种任务的特定技术可以随着系统的不同而不同。对于本领域技术人员很显然的这些或那些改变和修正是包括在本发明的范围之内的。
权利要求
1.操作通信系统的一种方法，该通信系统至少有一绕地球旋转的卫星和至少有一位于地球表面的用户单元，所述方法其特征在于包括如下步骤产生辨识与地球相关的所述用户单元位置的位置数据；储存辨识地球地理区域的区域数据；把所述位置数据和所述区域数据相关；以及鉴定提供给所述用户单元的通信业务以响应所述相关步骤。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述用户单元是全体用户单元的一用户单元，所述系统还包括多个交换局，所述交换局与所述地理区域相关，从而每个交换局的构成用于建立终止于相关的一个所述地理区域的呼叫，并且所述系统还有多个数字处理器，通过一通信网络，所述数字处理和所述交换局彼此之间进行通信，并且和所述卫星进行通信，并且所述方法还包括如下步骤分配所述全体用户单元的每一个至相应的一个所述数字处理器；在所述用户单元被分配的所述同数字处理器之一上执行所述存储、相关和鉴定步骤。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于所述鉴定步骤其特征在于，包括确定是否允许访问所述系统提供的通信业务或谢绝访问所述通信业务的步骤；以及所述方法其特征还在于，当所述鉴定步骤确认允许访问所述通信业务时，还包括选择用以临时分配所述用户单元的所述多个交换局的之一的步骤，选择所述一交换局以响应所述位置数据。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于所述位置数据在一不定区域内辨识一位置，并且所述选择步骤其特征在于包括如下步骤确定所述不定区域是否覆盖位于两所述地理区域的界线；以及当所述不定区域覆盖所述界线时，并且当所述用户单元当前被分配的所述交换局与所述地理区域的所述两个之一相关时，临时地把所述用户单元分配给所述用户单元当前被分配的所述交换局之一。
5.一种通信系统，其特征在于包括一个绕地球运转的卫星；位于贴近地球表面的一用户单元，所述用户单元的构成用以产生辨识与地球相关的所述用户单元位置的位置数据；以及与所述卫星和与所述用户单元进行数据通信的一数字处理器，所述数字处理器构成用以存储辨识地球地理区域的区域数据，用以相关所述位置数据和所述区域数据，并且用以鉴定提供给所述用户单元的通信业务，以响应所述的位置数据和所述区域数据相关所处的方式。
6.根据权利要求5的通信系统，其特征在于所述用户单元是多个用户单元的一个用户单元；所述系统还有多个交换局，所述交换局与所述地理区域相联系，从而每个交换局的构成用以建立终止在相应所述地理区域之一的呼叫；所述数字处理器，所述交换局、所述卫星彼此之间互相进行数据通信；以及所述数字处理器包括用以存储描述所述用户单元的装置。
7.根据权利要求6的通信系统，其特征在于所述数字处理器的构成用以选择所述用户单元临时分配的所述多个交换局之一，选择所述一个交换局以响应所述位置数据。
8.操作通信系统的一种方法，该通信系统至少包括一绕地球运转的卫星，一数字处理器，多个交换局和多个用户单元。所述卫星、数字处理器、交换局和用户单元是通信网络上的一个节点，并且所述方法其特征在于包括步骤永久地分配所述用户单元至所述数字处理器，从而每个用户单元被分配到所述数字处理器之一；产生辨识与地球相关的所述用户单元之一的位置的位置数据；在所述一用户单元被分配的所述数字处理器处存储区域数据，所述区域数据用以辩识地球的地理区域；在所述一用户单元被分配的所述数字处理器处，相关所述位置数据和所述区域数据；以及选择用以临时分配所述一用户单元的多个交换局之一，通过所述一用户单元被分配的所述处理器，选择所述一交换局，以响应所述相关步骤。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于还包括确定是否允许所述一个用户单元访问所述系统提供的通信业务或绝谢访问所述通信业务的步骤，所述确定步骤响应于所述相关步骤，并且在所述一用户单元被分配的所述数字处理器上执行。
10.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述位置数据在不定区域内辨识一位置，并且所述选择步骤其特征在于包括步骤确定所述不定区域是否覆盖位于两所述地理区域的界线；以及当所述不定区域覆盖所述界线时，并且当所述一用户单元当前被分配的所述交换局与所述地理区域的所述两个之一相关时，临时地把所述一用户单元分配给所述用户单元当前被分配的所述交换局之一。
全文摘要
一个通信系统，基于用户单元的位置，鉴定它提供给用户单元业务的访问。通过一卫星，把用户单元位置数据引入到用户单元的本地用户信息管理者所驻留的一网间连接器。该本地网间连接器选择业务控制区域和相应的业务间连接器，用以建立发送给用户和从用户处发出的呼叫。当用户单元的位置的一不定区域覆盖位于业务控制区的界线时，可以得到其它的位置数据以缩小该不定区域。如果该区域仍然覆盖界线，基于当前业务网间连接器、本地网间连接器和不定区域中央所驻留的业务控制区，选择一业务间连接器。
文档编号H04B7/185GK1120766SQ9510503
公开日1996年4月17日 申请日期1995年4月27日 优先权日1994年5月2日
发明者肯尼思·李·索里斯, 戴维·特里斯, 詹姆斯·鲍尔斯·雷登 申请人:摩托罗拉公司