蜂窝通信系统内登记失败后恢复业务的方法

摘要

在无线通信网内一个移动台通过在一个控制信道上向网络发送一个登记消息周期性地向网络登记。在移动台作了相继预定次登记尝试而仍没有一个来自基站的登记响应时,移动台就离开当前的控制信道,搜索一个可获得服务的新的控制信道。在新的控制信道上获得服务后,移动台就可以向网络登记,恢复业务。

说明书

本发明属数字无线电通信系统技术领域，具体地说，涉及在数字无线电通信系统中用来标识和更新所述系统内移动无线电通信装置的位置和活动状态的周期性登记过程。

在蜂窝无线通信网内，网络覆盖的地理区域分成多个小区。每个小区有一个基站，与本小区内的移动台通信。基站用作小区内的移动台与网络之间的接口。为了维持与移动台通信，网络需要对移动台从网络内一个小区移动到另一个小区进行跟踪。跟踪移动台的位置是通过要求移动台周期性地向网络登记实现的。在登记过程中，移动台向网络发送一个登记消息。网络得知移动台的位置后，就将它存入网络的归属用户位置寄存器(HLR)或访问用户位置寄存器(VLR)。

HLR包括一个数据库，用来存储用户信息，例如用户的国际移动用户标识(IMSI)，用户的公众网电话号码，用户许可补充业务，以及与用户当前位置有关的信息。HLR在有来自公众网的呼叫时为MSC提供必要的用户数据。许多同样的信息也存储在VLR内。然而，VLR比HLR存储了更为详细的有关移动台当前位置的信息。在有来自移动台的呼叫时，VLR为MSC提供必要的用户数据。

在一个移动台有效(即电源接通)时，周期性地向网络发送一个登记消息，使网络得知它的位置，更新HLR和VLR内涉及这个移动台的位置和活动状态的信息。网络在长时间内没有接收到来自一个移动台的登记消息时，就可以认为这个移动台已中止业务关系，无论是因为这个移动台没有开机，还是因为它已脱离网络。在这种情况下，网络可以更新HLR和VLR，表明这个移动台是非有效的。此后，如果有呼叫要发给这个无效移动台，网络就不再寻呼这个移动台，而只是向呼叫方发送一个消息，告知呼叫方这个移动台已中止业务。

IS-136是一个采用一个数字控制信道(DCCH)的TDMA无线通信系统的通信协议。IS-136由电信工业协会发布。遵从这个协议的移动电话需要周期性地在一个DCCH上进行登记。在向一个基站发送了一个登记消息后，移动台就进入登记进行状态，等候基站的响应。如果在预定的一段时间内基站没有响应，移动台重发这个登记消息，直至五次重发。在六次登记失败后，移动台将回到最近使用的DCCH上逗留。

IS-136中所规定的这种登记方法的缺点是移动台要仍然逗留在一个明显有功能问题的控制信道上。由于基站没有响应来自移动台的这些登记消息，看来也不会响应移动台要发起一个呼叫的任何意图。此外，如果移动台相继六次试图登记均已失败，网络可能修改它的HLR和VLR，指出这个移动台已无效。因此，任何试图呼叫这个移动台的人员就会接收到一个表示这个移动台不再受到服务的消息。而且，诸如短文本消息、消息等待指示之类的消息也不会转给这个移动台。

本发明涉及锁定在一个D-AMPS数字控制信道(DCCH)的移动台所用的登记过程。具体地说，本发明提出了一种在预定次登记尝试失败后在一个数字控制信道上重新建立业务关系的方法。

所谓“登记”是指移动台向基站标明它本身在系统内是有效的一系列步骤。为了向网络登记，移动台向基站发送一个登记消息，然后进入登记进行状态。一进入登记进行状态，移动台就启动一个登记定时器。如果在定时器计满所定时间前接收到来自基站的响应，移动台就按照响应采取行动，回到当前的DCCH上逗留。但是，如果登记定时器计满所定时间而还没有来自基站的响应，移动台就设置一个再登记定时器，回到这个DCCH上逗留。当再登记定时器计满所定时间时，移动台在当前的DCCH上再试图进行登记。这样相继六次尝试登记仍没有来自基站的响应，移动台就认为当前的DCCH功能上有问题，于是搜索一个可以获得服务的新的控制信道。如果发现了一个适当的控制信道，移动台就在这个新的控制信道上进行登记。这样，移动台避免了逗留在一个性能有问题的控制信道上。

本发明也可以适用于任何DCCH扫描和锁定算法。预定次数登记尝试后，如果没有来自基站的响应，移动台就会离开当前的DCCH，继续扫描，以发现另一个控制信道。

图1为例示一个典型的蜂窝通信系统的体系结构的示意图；

图2为例示蜂窝通信系统内一个典型的移动台的体系结构的示意图；以及

图3为例示本发明的业务恢复方法的流程图。

下面将参照这些附图对本发明的登记方法进行说明。本发明的登记方法用于如图1所示的移动蜂窝系统。移动蜂窝系统10包括多个通过移动业务交换中心(MSC)14与一个诸如公众电话交换网(PSTN)18那样的陆地通信网连接的基站12。每个基站12配置在一个称为小区的地理区域内，为这个地理区域服务。通常，一个给定的系统内每个小区有一个基站12。在每个小区内可以有多个移动台16，通过无线电链路与基站12通信。基站12使移动台16的用户可以与其他移动台16或接到PSTN 18上的用户进行通信。移动业务交换中心14为发至和来自移动台16的呼叫选择通过适当的基站12的路由。有关移动台16的位置和活动状态存储在与MSC 14连接的归属用户位置寄存器(HLR)15和访问用户位置寄存器(VLR)17内。

图2为采用本发明的登记方法的典型移动台16的方框图。图2所示的移动台16是一个能发送和接收数字信号的具有充分功能的收发机20。收发机20包括微处理器22、用户接口26、发射机38、接收机50和天线组件58。

用户接口26包括显示器28、键盘30、控制单元32、送话器34和受话器36。显示器28使用户可以看到所拨的数字和呼叫状态信息。键盘30使用户可以拨号、键入命令和选择选项。控制单元32是显示器28和键盘30与微处理器22之间的接口。送话器34接收来自用户的语音信号，将它变换成模拟信号。受话器36将来自接收机50的模拟信号变换成用户可以听见的语音信号。

来自送话器34的模拟信号送至发射机38。发射机38包括模数变换器40、数字信号处理器42和相位调制器和RF放大器48。模数变换器40将来自送话器34的模拟信号变换成数字信号。数字信号送至含有语音编码器44和信道编码器46的数字信号处理器(DSP)42。语音编码器44将数字信号压缩后，由信道编码器46插入检错、纠错和信令信息。经数字信号处理器42压缩和编码的信号送至在图2中示为单个方框的相位调制器和RF效大器48。调制器将信号变换成适合用RF载波传输的形式。RF放大器对调制器的输出进行放大后送至天线组合58发送。

接收机50包括检波器/放大器52、数字信号处理器54和数模变换器56。天线组合58接收的数字信号送至接收/放大器52、使低电平的RF数字信号放大到适合输入数字信号处理器54的电平。数字信号处理器54包括一个对受信道污染的信号中的相位和振幅进行补偿的均衡器和一个从接收信号中提取发送比特序列的解调器。信道解码器对接收信号中的差错进行检测和纠正。信道解码器还将控制和信令数据与语音数据分开。控制和信令数据送至微处理器22。语音数据由语音解码器处理后送至数模变换器56。数模变换器56将语音数据变换成模拟信号送至受话器36，产生用户能听得到的可闻信号。

天线组合58与发射机38的RF放大器和接收机50的接收/放大器52连接。天线组合58包括双工器60和天线62。双工器60使能通过天线62进行全双工通信。

微处理器22的功能是协调发射机38和接收机50的工作。这些功能包括供电控制、信道选择、定时和其他许多功能。微处理器22将信令消息插入发送信号和从接收信号中提取信令消息。微处理器22对包含在信令消息内的任何基站命令作出响应，执行这些命令。在用户通过键盘30键入命令时，这些命令就传送给微处理器22，予以执行。

移动台16在一个通信信道上与基站12通信。一个通信信道通常有一对频率，移动台16用其中一个频率发送而用另一个频率接收，以便在无线通信系统内进行通信。有些通信信道用于控制(即控制信道)，而其他一些用于语音和数据通信(即业务信道)。控制信道通常用来与移动台16之间收发为维持在通信信道上的业务所必需的控制和信令消息。业务信道主要用来发送语音和数据信号，然而有些控制消息也在业务信道上发送。

在工作中，移动台16在开机期间选择一个控制信道，以便在这个控制信道上获得服务。在发现一个合适的控制信道时，移动台16就进入一个控制信道逗留状态。逗留状态(camping state)是描在一个控制信道上获得服务后所达到的就绪状态。移动台16保留这个逗留状态仅为了处理某些事务，例如发起呼叫、终接呼叫或登记。DCCH逗留状态的详细情况可参见IS-136．1的6．2．3节。

处在逗留状态，移动台16可以接收呼叫和发起对其他移动台16或PSTN8内电话机的呼叫。为了维持业务关系，移动台16必需周期性地向网络登记。移动台16有一个内建的定时机构，确定什么时候需要登记。周期性的登记为网络提供了移动台16的位置和活动状态的更新信息。

电信行业发布的IS-136．1描述了在一个DCCH逗留的移动台16用的登记过程，在此列作参考。简要地说，基站12用快广播控制信道(FBCCH)向移动台16发送一定的登记参数。这些登记参数包括参数REGID和REGID PER。REGID是一个可更新的移动台16内系统时钟，范围从0至1，048，575个增量。REGID PER指出将REGID系统时钟周期增大到多长，以超帧为单位表示。移动台16包括一个称为NXTREG的变量，指出移动台16必需登记的时间。移动台16按照REGID PER参数确定的每几个超帧递增REGID系统时钟。在REGID等于或大于存储在NXTREG变量内的值时，就向基站12发送一个周期登记消息。

IS-136.1协议的一个缺点是在DCCH由于某种原因而功能有问题时并没有采取措施来恢复业务。例如，有些情况可能使基站12不能检测来自移动台16的信号，即使是移动台16能检测到DCCH。在这些情况下，逗留在DCCH的移动台16将每隔一定时间重复向基站12发送一个登记消息。在相继有六次登记尝试失败后，移动台16将不采取任何进一步的行动，直接回到逗留在这个DCCH上。在一段延长的时间后移动台16还登记不上时，网络可以更新它的HLR 15和VLR17，指出移动台16无效。此后，如果有一个呼叫要发送给移动台16，网络将向主叫方发送一个消息，告知主叫方移动台16已中断业务，而不将这个呼叫转给移动台16。

按照本发明，移动台16在尝试登记了预定次数后而仍没有来自基站的登记响应时，就离开当前的DCCH，试图找到另一个可获得服务的控制信道，进行登记。图3示出了本发明的登记方法的流程图。在调用这个登记过程时，移动台16向基站12发送一个登记消息(方框100)，启动一个登记定时器(方框102)。调用登记过程的条件可参见IS 136.1-A中6.2.3节。然后，移动台16等待一个来自基站12的登记响应(方框104)。如果移动台16接收到一个来自基站12的登记响应，移动台16就按照这个响应采取行动，返回到在当前的DCCH上逗留(方框106)。如果登记定时器计满了所定的时间(方框108)而仍没有一个来自基站12的登记响应，移动台16就使一个指示移动台16在没有接收到一个来自基站的登记响应的情况下已发送登记消息的相继次数的计数器加1。将这个数与一个预定最大登记尝试数相比较(方框110)。如果在没有一个基站响应的情况下的相继登记尝试数小于这个预定的最大数(方框110)，移动台就设置一个再登记定时器(方框114)，再返回到这个DCCH上逗留。例如，如果预定的最大登记尝试数等于六，移动台16在前五次登记尝试而没有一个来自基站12的登记响应时将设置一个再登记定时器。在第六次尝试失败后，移动台16就离开当前的DCCH，调用一个信道搜索过程，试图发现一个新的DCCH(方框112)。移动台16可以利用在IS 136.1中限定的搜索过程。或者，移动台16也可以利用在TR45.3.6/97.06.11.18中所述的智能漫游搜索过程。移动台16发现一个合适的控制信道时就可以在这个新的控制信道上获得服务，进行登记。

在新的控制信道上获得服务后，移动台16就需要向网络登记。如果必要的话，网络将更新HLR 15，指示移动台16的位置和当前活动状态。如果网络先前已将移动台16列为无效，就将恢复对移动台16的服务业务。

本发明并不局限于周期性登记，也可用于任何DCCH搜索和锁定算法。在发现一个合适的候选信道后，移动台16可以向基站12发送一个登记消息。如果没有接收到来自基站12的响应，就重发这个登记消息。在进行了预定次尝试而仍没有一个来自基站12的响应时，移动台16可以离开当前的DCCH，继续搜索。

当然，本发明可以用这里所列举的以外的其他符合本发明的精神和基本特征的具体方式实现。因此，所介绍的这些实施例都是例示性的而不是限制性的，所有根据所附权利要求书的内容和精神得出的各种变形都应列入本发明的专利保护范围。