专利名称：依据发起移动台始发呼叫的小区的标识提供移动通信系统服务的制作方法
背景本发明涉及移动通信系统服务，并更具体地涉及依据呼叫发起处的标识而变化的移动台始发呼叫服务的提供。
蜂窝通信系统是众所周知的。为了独立运营者方便其引入，多种通信系统结构，包括系统内通信协议，已被标准化。这些标准之一是全球移动通信系统(GSM)，由ETSI和CEPT为其制订标准。如在
图1a中说明的，GSM系统像许多其它蜂窝无线电网络一样，被构成为相邻接的无线电小区101的网络，一起提供服务区域的完全覆盖。每个小区具有基站收发信机站(BTS)103，它工作在不同于相邻小区使用的信道的专用无线电信道组。每个BTS 103的主要功能是提供基站无线电发送和接收。每个BTS 103能够包含一个或多个收发信机，以便提供需要的容量。小区站可以是全向的，或替换地能典型地分成三个方向的小区。
如图1b所示，一组BTS103由基站控制器(BSC)105控制。BSC 105的主要功能是移动管理，由于移动用户(MS)119在周围移动，他很可能移出一个小区101而进入另一区域。能维持呼叫而没有可引起注意的中断的处理被称为切换。为了保持切换处理尽可能地短，在呼叫期间，GSM要求移动站″监听″所有周围的基站，并把其各自的信号强度连续报告给BSC 105，这就允许BSC 105做出很好的决定，即何时开始切换，并且呼叫应转发到哪个新小区。
GSM标准还以对移动站和，任选地，对BTS 103的功率控制为特征。这降低了辐射的信号电平，因此减小了对其它GSM用户的干扰，并最大化了电池寿命。
一组BSC 105由移动业务交换中心(MSC)107服务，该移动业务交换中心(MSC)107发送呼叫到公共电话交换网络(PSTN)(未显示)，综合业务数字网(未示出)，公共数据网(未示出)和可能地各种专用网络(未示出)和从这些网络接收呼叫。
MSC 107还能连到相同网络上的其它的MSC和连到其它GSM网络。提供一些重要数据库用于存储有关用户的信息。其中一个数据库是归属位置寄存器(HLR)109，携带有关预订级别(subscriptionlevels)，补充业务以及当前或最当前的网络和位置区域信息，由连接看MSC107的网络的那些用户使用。该HLR 109的工作与一个鉴权中心(AUC)111密切相关，此鉴别中心(AUC)111提供信息来对所有呼叫鉴权，以便防范可能的假冒，被盗的用户卡或未付帐单。
还提供访问位置寄存器(VLR)113用于存储有关预订级别，补充业务以及用户当前或最当前在那个区域(即″被访问区域″)的位置区域信息。VLR 113还能够知道用户当前是否被激活，以便在试图呼叫正处于关机状态的电话时避免延时和使用网络。
设备标识号寄存器(EIR)115存储有关正在使用的移动站的类型的信息。其效用包括如果发现移动站被盗，不是被批准类型，或如果存在可以干扰网络的一个故障，则禁止呼叫。
提供网络管理117用于监视和控制基础结构的主要单元。特别是网络管理117监视并报告故障，服务等级和网络运行。
GSM标准还包括综合数字的信令结构。公知的CCITT信令系统NO.7的移动应用部分(MAP)是在MSC 107和HLR 109和VLR 113之间，也在MSC 107之间使用。此信令附加到电话的话务量中，因为GSM已引入新的特征诸如国际漫游和鉴别。其应用的另一个例子包括呼叫建立、切换、鉴别、关于位置变更的用户信息的变换和补充业务管理。
GSM协议之一规定了在任何时候一个MS 119发起呼叫时要求进行的步骤。这些步骤在图2中说明。还对GSM标准的以下部分进行参考GSM 08.08的4.7.0版，GSM 03.09的4.5.0版，和GSM 04.08的4.10.0版，在此整体引用以供参考。为理解上的方便，图2表示了在MS 119和BSC 105之间直接交换的一些消息。然而应该理解，在这些实体之间通信的所有消息都必须流过BTS 103，因为GSM标准未定义在MS 119和BSC 105之间的任何直接连接。
因为在GSM系统中与移动站始发呼叫有关的消息是公知的，则在此不做更详细的描述。然而，他们可以如以下概括MS 119利用随机接入信道对信令信道发送一个请求(步骤201)。该MS 119表示它想建立呼叫。分析MS 119标识号(IMSI)，且在VLR 113中，MS 119被标记为″忙″(步骤203)。执行鉴别(步骤205)，并可以开始加密(步骤207)。分配临时标识号(TMSI)(步骤208)，以供MS 119在此呼叫中使用。TMSI的使用是个保密措施，它防止用户被呼叫窃听者识别。
接着，MSC 107从MS 119接收建立消息。建立消息包括识别MS 119想要的服务类型的信息，并且还包括由MS 119拨号的号码(称为″B-号码″)。MSC 107检验MS 119没有使像禁止出局呼叫那样的服务激活。这种禁止能够或者被用户或者被系统运营者所激活。如果MS 119不被禁止发起呼叫，则将进行呼叫建立(步骤209)。
在MSC 119和BSC 105之间建立一条链路，并占用一条业务信道。MSC 119发送一个请求至BSC 105以便分配业务信道。作为响应，BSC105检验是否有一个空闲业务信道，而如果有，则分配它给此次呼叫并告诉BTS 103启动该信道。这包括通知MS 119已分配的信道的标识号。当启动完成时，BTS103发送回一个确认。随后当分配完成时BSC105通知MSC 107(步骤211)。
下一步，话务控制子系统分析由MS 119拨号的号码的数字，并建立到被叫用户的连接。该呼叫在群接线器中被直接连接。一告警消息将发送至MS 119，表示在另一侧已产生振铃音(步骤213)。在交换机中产生的B-用户侧的振铃音将通过MSC中的群接线器发送至MS 119。这意味着振铃音通过空中发送，而不是在MS119中产生。当B-用户应答时，网络发送一个接续消息至MS119以表示呼叫已经接收。MS 119返回一个接续确认，完成呼叫建立(步骤215)。随后，MS119能够与被叫用户交换数据(包括话音数据)(步骤217)。
以上描述的移动台始发呼叫建立过程是利用非停机呼叫建立(non-OACSU)，也叫早期分配。这意味着在固定网络中发起呼叫建立之前，网络分配一个业务信道给MS119。在叫做停机呼叫建立(OACSU)的替换实施例中，网络确定什么时间分配业务信道。业务信道分配能在固定网络中呼叫建立已经开始之后的任何时间完成(称为“最后分配”)。在最极端情况中，网络在被叫用户已应答呼叫之后分配业务信道。
在最后分配过程中，当在被叫侧开始用户告警时，一个告警消息发送到MS 119。这与以上描述的早期分配方法不同，其中除了数据的情况外，振铃音在MS119中本地地产生，因为还没有分配业务信道。当被叫用户应答时，网络开始分配过程，以便指派业务信道。
蜂窝系统的各个运营者，继续给用户提供新特征和服务。例如在大不列颠由Mercury one 2 one(Mo2o)提供的一个这种特征是对非商业用户的一个非公共的收费结构。包括在此收费结构中的是一个给非商业用户提供在晚上700之后从其指定的归属区域进行免费本地呼叫。Mo2o已建立其计费区域，如在图3中说明的，使得小区和位置区域可覆盖大概与英国电信(BT)标准区域代码相同的区域。因此，住在Guildford(区域代码＝01483)的用户将使01483区域作为其在蜂窝系统中指定的归属区域。由移动用户对具有BT区域代码01483的任何电话机，或者对具有对应于任何一个最接近的相邻小区的BT区域代码的任何电话机发出的所有呼叫由Mo2o作为本地呼叫考虑，并因此在晚700之后不计费。另外，从移动用户的归属区域发起的所有非本地呼叫给予优先收费率。
当用户想利用如以上所述的优惠收费率时，他可以首先检验他的MS 119上的显示器，以便保证他将从他的归属区域发出呼叫。MS 119能够显示该信息因为，当它空闲时，它就留在邻近的BTS 103中，BTS103周期地广播小区识别信息给在附近的所有MS 119。此广播根据在GSM规范中(例如，见GSM 08.58的4.6.0版，在5.6节)所定义的短消息业务小区广播功能来执行。
希望通过进一步实施在GSM规范中定义的可任选的“引导式重试”特征改进蜂窝系统，诸如Mo2o系统。如在GSM 03.09的4.5.0版的第11节所述，引导式重试过程允许网络为移动站选择优化的小区。引导式重试处理涉及移动站对在除服务小区之外的小区上的无线信道的分配。如在GSM 08.08的4.7.0版的3.1.1节以及下列等等所解释的，分配过程的目的是保证正确的专用无线资源能被分配或再分配给要求它的MS。然而，由MS和“立即(immediate)分配”对DCCH的初始的随机接入被基站系统(BSS)(即结合BSC 105一起考虑的BTS103)自主地处理，而不参考MSC 107。在″立即分配″处理中所分配的信道是与先前空闲的MS 119曾经驻留在其上的位置区域有关的一个信道。随后，如以上根据图2步骤203所描述的，MSC 107从MS119接收一个建立消息。该建立消息包括识别MS 119想要的服务类型的信息，并还包括由MS 119拨号的号码(叫做″B-号码″)。MSC 107分析该呼叫控制信息，并随后通过发送一个分配请求消息401给适当的BSS对它进行资源请求，如图4中所示。此消息包含要求的资源的详细情况(例如信道速率，信道类型，数据适配，优先级等)。如果请求的资源是用于话音或数据，则它还表示应在MSC 107和BSS之间使用的地面电路。分配请求消息401的完整描述可以在GSM 08.08的4.7.0版的3.2.1.1节中找到。
在此分配阶段中，如果由于或者无线电状态或者阻塞，切换变成必须的话，则MS119能够被切换到不同的小区。当已作出决定切换MS119时，BSS-A 403在发送切换-要求消息407到MSC-A 409以表示“引导式重试”之前，可发送分配-失效消息405消息，表示“引导式重试”。但是，BSS-A403替换地可发送切换-要求消息407，表示″引导式重试″，而不发送分配-失效消息405。切换-要求消息407包括用于切换的一个或多个最佳小区-id的一个列表(见GSM 08.08的4.7.0版的3.2.1.9节)。当从BSS-A403中接收切换-要求消息时，MSC-A409开始进行GSM03.09的4.5.0版的第6和第7节所述的切换。也就是MSC-A 409选择一个小区，并发送切换-请求消息411到与所选小区相联的BSS-B413(见GSM08.08的4.7.0版的3.2.1.8节)。切换-请求消息411包括初始-小区-id(即目前服务小区标识)和最终-小区-id(即用于切换的目标小区的标识)二者。随后，BSS-B413执行公知的步骤以完成切换。对这种连接，在MSC-A409或BSS-A403中没有资源被清除。从BSS-B413中接收切换-完成消息415之后，认为已完成分配过程并且清除在BSS-A403上的资源。在这时，MSC-A409推断MS119的服务小区是作为切换-请求消息411的一部分所包括的最终-小区-id。
与发起呼叫的位置有关的收费率特征的现有的实施方案同引导式重试的能力不兼容的原因是他们依赖于包括在从BSC105发送到MSC107的分配完成消息中的小区标识符(见图2中步骤211)，或者可选地依赖于在已执行引导式重试的那些情况中作为切换-请求消息411的一部分所包括的最终-小区-id.然而，如在GSM08.08的4.7.0版的3.1.1.1节中解释的，如果在分配期间BSS内的小区改变已经出现，则包括在分配完成消息中的是新小区标识号。而且，如果执行了引导式重试，则包含在切换-请求消息411中的最终-小区-id将与初始-小区-id不相同。因此，即使用户可能相信他通过从由移动单元上的显示器表示的他的归属区域发起呼叫从而符合免费本地呼叫的要求，但如果引导式重试造成呼叫最终通过不同的小区而被建立，则对于这个呼叫仍然会对他计费。
因此，须提供一种机制以便允许对提供给移动用户的服务是以用户发起呼叫的地方为基础，而不管网络是如何实际地建立那个呼叫。
概要因此本发明的一个目的是提供用于使用户服务以发起移动台始发呼叫的小区而不是以网络建立呼叫的小区为基础的方法和装置。
根据本发明的一个方面，在具有基站和移动交换中心的蜂窝通信系统中用于提供移动用户服务的方法和装置中获得前述的和其它的目的。该方法包含这些步骤，在基站中，接收来自移动用户的信道请求，其中信道请求表示移动用户正发起呼叫；并随后指定第一小区为移动用户立即使用，该第一小区由一个初始小区标识符指定。初始小区标识符随后从基站发往移动交换中心。在移动交换中心中，初始小区标识符被存储在存储器装置中以便当要提供移动用户服务时使用。随后，当要提供移动用户服务时，本发明还包含从存储器装置中恢复初始小区标识符；并根据恢复的初始小区标识符作出决定，其中该决定涉及移动用户服务的一个方面。
在本发明的一个实施例中，移动用户服务是生成一个帐单，并且所述决定是对呼叫的计费率的选择。例如如果初始小区标识符指定移动用户的归属区域，则计费率可以是一个免费呼叫的规定。
根据本发明的另一个方面，在基站中，分配第一小区给移动用户立即使用之后但在建立呼叫之前，分配第二小区为移动用户在呼叫期间使用，该第二小区由最终小区标识符指定，其中第二小区与第一小区不同；并且最终小区标识符从基站发送至移动交换中心。
在本发明的再一方面中，在移动交换中心，最终小区标识符被存储在存储器装置中以便当要提供移动用户服务时使用。然后，当要提供移动用户服务时，最终小区标识符从存储器装置中恢复；并且根据恢复的初始小区标识符和恢复的最终小区标识符作出决定。
附图简述通过阅读以下详细描述并结合附图将理解本发明的目的和优点，其中图1a和1b说明现有技术的蜂窝通信系统的构成；图2说明在现有技术的蜂窝通信系统中进行移动台始发呼叫的步骤；图3说明在现有技术蜂窝系统中如何建立收费区域；图4说明在现有技术蜂窝通信系统中用于执行引导式重试操作的步骤；图5是根据本发明一个实施例的移动业务交换中心的方框图；图6a和6b是根据本发明一个实施例用于建立呼叫和准备用户帐单的方法的流程图；图7a和7b是根据本发明另一个实施例用于建立呼叫和准备用户帐单的方法的流程图；图8a和8b是根据本发明又一个实施例用于建立呼叫和准备用户帐单的方法的流程图。
详细描述现在将根据图描述本发明的多种特征，其中相同部分以相同参考符号标明。
参考图5，表示根据本发明的一个实施例的MSC 501的方框图。本发明依据这个事实，即根据GSM08.08的4.7.0版的3.1.16和3.2.1.32节，其中作为立即分配消息201的结果，最初分配一个控制信道给MS119的小区的小区标识符(今后在此整个描述中被称为″初始-小区-id″)被包括在从BSC 105发送到MSC 501的CM-SERV REQ消息203中。这就是说，在包括″小区标识符″参数的BSSMAP COMPLETELAYER 3消息中，经过BSSAP SCCP连接，该CM-SERV REQ消息203实际被副调制(piggybacked)。
根据本发明，MSC501包括呼叫建立处理器503，它执行用于建立移动台始发呼叫的所有现有技术步骤，如在图2中叙述的那些，除此之外，另附加有新的步骤，这在下面描述。呼叫建立处理器503可以是，例如，执行一种程序的通用数字计算机，这种程序被设计来执行这里所描述步骤。
在本发明的一个实施例中，呼叫建立处理器503执行图6a的流程图中叙述的步骤。在步骤601中，根据例如图2中描述的呼叫建立过程(见步骤203)从BSC105中接收CM-SERV请求消息。接着，在步骤603，从接收的消息中恢复初始-小区-id参数，并存储在存储器505的专用单元中。如贯穿此公开的内容中所使用的，用语″专用单元″想指的是存储器505的单元，其内容将被保护(即，不被重写)，即使呼叫最终是在不同于发起呼叫的小区的小区中(最终-小区-id)被建立。存储器505可以是，例如，诸如动态存取存储器(DRAM)那样的装置，或者可替换地是不同类型的存储媒介，如磁数据存储装置。在图6a中描述的呼叫建立程序的剩余部分包含用于建立移动台始发呼叫技术中公知的步骤，而在此不再描述。
当到了为用户使用系统而准备帐单的时间时，计费处理器507执行图6b中说明的步骤。首先，它从存储器505中恢复初始-小区-id(步骤605)。接着，计费处理器507使用已恢复的信息来确定可应用于此次特定呼叫的费率(步骤607)。例如，如背景部分所述，如果呼叫是在预定时间(例如700PM)之后进行并且如果初始-小区-id指定用户的归属区域，则对于此呼叫，用户可不需要付费。计费处理器507可以以执行一种程序的通用数字计算机实施，这种程序被设计来执行这里描述的功能。
在图7a的流程图中描述呼叫建立处理器503的替换的实施例。如前，从BSC 105接收CM-SERV请求消息(步骤701)。随后从接收的消息中提取初始-小区-id，并把它存储在存储器505的第一专用单元中(步骤703)。呼叫建立处理随后继续进行，例如如在图2中所述，直到或者从BSC 105接收到分配完成消息211，或者从BSS-B413接收到切换-完成消息411为止(步骤705)。被包括在分配完成消息(见GSM08.08的4.7.0版的3.2.1.2节)之内，或者可选取地，在引导式重试的情况下，在切换-请求消息411(见GSM 08.08的4.7.0版的3.2.1.8节)之内的小区标识符参数，将表示为建立这次呼叫最终分配的小区(可能是新小区，例如由于引导式重试结果)。此小区标识符今后将在此整个描述中被称为″最终-小区_id″。呼叫建立处理器503从分配完成消息211中或替换地从切换-请求消息411中恢复最终-小区-id，并将它存储到存储器505的第二存储单元中，这样，保存了初始-小区-id和最终-小区-id二者(步骤707)。呼叫建立处理随后继续进行，如以前根据图2所描述的。
当到了为用户使用系统准备帐单的时间时，计费处理器507按图7b中所说明的来操作。首先，它从存储器505中恢复初始-小区-id(步骤709)和最终-小区-id(步骤711)二者，并使用其中一个或替换地使用两个来确定可应用于此次特定呼叫的费率(步骤713)。
在图8a的流程图中描述呼叫建立处理器503的另一个替换实施例。如前，从BSC105中接收CM-SERV请求消息(步骤801)。随后从接收的消息中提取初始-小区-id，并把它存储在存储器505的一个单元中(步骤803)。呼叫建立过程随后继续进行，例如如在图2中所述，直到或者从BSC105接收到分配完成消息211，或者从BSS-B413接收到切换-完成消息411为止(步骤809)。接着，检测以前接收的初始-小区-id来看它是否表示移动台始发呼叫是从用户的归属区域发起的(步骤807)。如果是，则必须保持该信息(自步骤807的“是”路径)。否则，呼叫建立处理器503从分配完成消息中或替换地在引导式重试的情况下，从切换-请求消息411中恢复最终-小区-id，并将它存储在存有初始-小区-id的存储器505中的同一个单元，从而重写初始小区_id(步骤809)。呼叫建立处理随后继续进行，如以前根据图2所描述的。
当到了为用户使用系统准备帐单的时间时，计费处理器507按图8b中所说明的操作。首先，它从存储器单元恢复小区-id信息(步骤811)。然后，计费处理器507使用恢复的信息来确定可应用于此次特定呼叫的费率(步骤813)。
已参考特定实施例描述了本发明。但是，可能以除以上描述的最佳实施例的那些方式以外的特定方式实施本发明，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。这可以被完成而不脱离本发明的精神。例如，在每个上述的实施例中，计费处理器可以描述成无运营者介入的操作。然而，也可容易地实现替换的实施例，它提供人机接口，以便允许运营者作出关于要使用的那种信息的实时决定，以便作出提供服务的决定。
因此，优选实施例仅作说明而不应认为是以任何方式的限制。本发明的范围由所附的权利利要求给定，而不是由前面的描述给定，并且属于权利要求范围之内的所有变化和等效都被认为是包含在其中的。
权利要求
1.一种在具有基站和移动交换中心的蜂窝通信系统中提供移动用户服务的方法，该方法包含步骤在基站中，接收来自移动用户的信道请求，其中信道请求表示移动用户正发起呼叫；在基站中，分配第一小区为移动用户立即使用，该第一小区由初始小区标识符指定；从基站向移动交换中心发送初始小区标识符；在移动交换中心，将初始小区标识符存储在存储器装置中以便当要提供移动用户服务时使用；当要提供移动用户服务时，从存储器装置中恢复初始小区标识符；以及根据恢复的初始小区标识符作出决定，其中该决定涉及移动用户服务的一个方面。
2.权利要求1的方法，其特征在于，还包含步骤在基站中，分配第一小区为移动用户立即使用之后但在建立呼叫之前，分配第二小区为移动用户在呼叫期间使用，该第二小区由最终小区标识符指定，其中第二小区不同于第一小区；以及从基站向移动交换中心发送最终小区标识符。
3.权利要求2的方法，其特征在于，还包含步骤在移动交换中心，将最终小区标识符存储在存储器装置中以便当要提供移动用户服务时使用；当要提供移动用户服务时从存储器装置中恢复最终小区标识符；以及根据恢复的初始网络标识符和恢复的最终小区标识符作出决定。
4.权利要求1的方法，其特征在于，其中移动用户服务是生成一个帐单；以及所述决定是对呼叫的计费率的选择。
5.权利要求4的方法，其特征在于，其中如果初始小区标识符指定移动用户的归属区域，则计费率是免费呼叫。
6.一种在具有基站和移动交换中心的蜂窝通信系统中提供移动用户服务的装置，该装置包含在基站中用于接收来自移动用户的信道请求的装置，其中信道请求表示移动用户正发起呼叫；以及根据接收的信道请求，用于分配第一小区为移动用户立即使用的装置，该第一小区由一个初始小区标识符指定；用于从基站发送初始小区标识符到移动交换中心的装置；在移动交换中心存储器装置，用于存储初始小区标识符，以便当要提供移动用户服务时使用；以及用于当要提供移动用户服务时从存储器装置中恢复初始小区标识符的装置；以及用于根据恢复的初始小区标识符作出决定的装置，其中该决定涉及移动用户服务的一个方面。
7.权利要求6的装置，其特征在于，还包括在基站中，用于分配第二小区为移动用户在呼叫期间使用的装置，该第二小区由最终小区标识符指定，其中第二小区不同于第一小区，而且其中第二小区的分配是在分配了第一小区之后但在建立呼叫之前进行；以及用于从基站向移动交换中心发送最终小区标识符的装置。
8.权利要求7的装置，其特征在于，还包含在移动交换中心，用于在存储器装置中存储最终小区标识符，以便当要提供移动用户服务时使用的装置；用于当要提供移动用户服务时从存储器装置中恢复最终小区标识符的装置；以及用于根据恢复的初始小区标识符和恢复的最终小区标识符作出决定的装置。
9.权利要求6的装置，其特征在于，其中移动用户服务是生成一个帐单；以及所述决定是对呼叫的计费率的选择。
10.权利要求9的装置，其特征在于，其中如果初始小区标识符指定移动用户的归属区域，则计费率是免费呼叫。
全文摘要
在具有基站和移动交换中心的蜂窝通信系统中提供移动用户服务。服务可以是以发起移动始发呼叫的地方为基础的特别计费率。基站从移动用户接收信道请求,其中信道请求表示移动用户正发起呼叫。基站分配第一小区给移动用户立即使用,第一小区由一个初始小区标识符指定。初始小区标识符从基站被发送到移动交换中心,移动交换中心在存储器装置中存储初始小区标识符以便当要提供移动用户服务时使用。当要提供移动用户服务时,从存储器装置中恢复初始小区标识符,并且,有关移动用户服务方面的决定是基于恢复的初始小区标识符的。这样,用户服务可以以移动用户发起呼叫的地方为基础,即使请求的呼叫实际上在不同的小区建立,诸如,可以在引导式重试操作期间出现。在本发明的另一个方面,移动用户服务可以是依据发起移动始发呼叫的地方的计费率。
文档编号H04M15/00GK1202297SQ9619826
公开日1998年12月16日 申请日期1996年9月17日 优先权日1995年9月22日
发明者M·艾克巴塔尼 申请人:艾利森电话股份有限公司