用于漫游期间移动终端重新扫描的设备和方法 【发明领域】
本发明一般涉及电信系统，特别涉及改善漫游移动终端重新扫描可接受业务提供者的电信系统、方法和设备，并且更特别涉及用于缩短漫游移动终端在预占到不可接受业务提供者上时寻找可接受业务提供者的扫描时间的改善的移动终端和方法。
发明的背景和目的
在过去一个世纪内无线通信的发展由于Guglielmo Marconi在1897年与航行在英吉利海峡的船只保持连续联络的无线电能力的演示而著称。由于Marconi的发现，全世界人们已采用新的有线与无线通信方法、业务和标准。此发展特别在过去的十年中尤为迅速，在这期间移动无线电通信工业呈数量级增长，并由于使便携式无线电设备更小、更便宜和更可靠的许多技术优点而得到推动。由于此无线电网络与现有有线网络相互作用并最终取代现有有线网络，所以移动电话的指数增长在未来的十年内也将继续上升。
现参见图1，表示诸如蜂窝网络10的公用陆地移动网络(PLMN)，此网络由多个均具有移动交换中心(MSC)14与综合访问者位置寄存器(VLR)16的区域12组成。MSC/VLR区域12又包括多个位置区域(LA)18，这些LA定义为移动站(MS)20可以在其中自由移动而不必发送更新位置信息给控制那个LA18的MSC/VLR区域12的那部分的给定MSC/VLR区域12。每个位置区域12分为许多网孔22。移动站(MS)20是由移动用户用于与蜂窝网络10通信、相互通信并与位于网络10之外的其他有线和无线用户通信的物理设备，例如汽车电话或其他便携式电话机。基站(BS)24是简示为无线电天线塔的物理设备，提供无线电覆盖给其中处理进出MS20的无线电业务地网孔22的地理区域。
还参见图1，PLMN服务区域或蜂窝网络10包括归属位置寄存器(HLR)26，这是保持例如用户分布、当前位置和路由选择信息的所有用户信息、国际移动用户识别(IMSI)号码与其他管理信息的数据库。HLR26可以与MSC14位于一起或是MSC14或服务多个MSC14的一个整体部分，后一种情况表示在图1中。
VLR16是包含有关当前位于MSC/VLR区域12内的所有移动站20的信息的数据库。如果移动站20漫游进入新的MSC/VLR区域12，连到那个MSC14的VLR16将向HLR数据库26请求有关移动站20的数据(同时将移动站20的当前位置通知HLR26)。因此，如果移动站20的用户随后想进行呼叫，本地VLR16将具有请求的识别信息而不必重新查询HLR26。
以上述方式，VLR与HLR数据库16与26特别包含与给定的移动站20有关的不同的用户信息。应该明白，在MS20用户保持在用户网络即蜂窝网络10的限制范围内时，可以由用户网络处理所有的业务。当MS20移动或漫游进入不同的网络即不同的PLMN 10时，相邻网络操作者能给MS20用户提供相似的业务。常见地，PLMN 10的业务提供者(SP)相互合作，以努力给其相应的用户提供比他们之中任何一个所能提供的更宽的覆盖区域。如本领域所公知的，除了使漫游有可能的例如网络之间位置数据的传送、公用接入接口的存在等的技术细节之外，类似收费、预约协议和其他细节的管理问题必须在不同的操作者或SP之间进行解决。
遗憾的是，不是所有这样的业务提供者对漫游MS20来说都是可接受的。实际上，在个人通信业务(PCS)电话机的当前要求之下，可以以不同的方式将SP指定为：归属提供者拥有的(归属)业务；归属提供者与之协商高级用户业务与费率的合作SP；受惠SP，除了此受惠SP的服务区覆盖归属SP的服务区之外，此受惠SP与上述合作SP状态类似；禁用SP是显然除911业务之外漫游用户从不使用的业务提供者；和中性SP是未列出的其他表示之一。归属和合作SP业务具有比受惠或中性业务高的优先级。
鉴于上面的命名法，可接受的SP可以定义为归属或合作SP，而不可接受的SP定义为受惠或中性SP。除了紧急情况中所讨论的之外，禁用SP不进入此方程并且不予考虑。用于确定检测SP的可接受能力的实际机理包括将SP的系统识别(SID)号码和系统操作代码(SOC)与归属SID和SOC的归属记录并与合作、受惠和禁用SP的相应SID与SOC表进行比较，所有这些记录和表可以存储在MS20内的存储器中。未匹配的任何一个SP认为是中性SP。
在MS20正在漫游的同时，特别地如果遵照智能漫游(IR)协议进行漫游的话，MS20必须执行周期性触发的可利用提供者的重新扫描，否则预占可接受的SP。如本领域所公知的，控制信道的改变触发扫描，并且控制信道标志(CCH-FLAG)用来监视这样的改变。扫描的周期性最好存储在MS20内的存储模块20A中存储的IR数据库21内，如图2所示。
在可接受的SP出现但暂时不可接入的同时MS20不利地预占不可接受的SP时出现问题，这能由于各种原因而出现。例如，由于诸如信号阻塞的瞬变射频(RF)条件或由于建筑物或天然障碍引起的遮蔽而使MS20暂时不能发现可接受的SP。另一事例是MS20处于没有发现(可接受的或不可接受的)系统的区域中，例如处于金属电梯车中。虽然所有的系统即在打开电梯门时同时变为可利用的，但MS20在其扫描协议期间可能正好在扫描不可接受SP的频带之前已将可接受SP的特定频带标记为空(在门打开之前)。
由于如图2所示也在所述MS20内的常规重新扫描计时器28一般在重新开始另一次扫描之前等待约15-20分钟，最少等待时间约6分24秒(300个超帧)，所以用户为了查找现在可接入的可接受SP而等待太长的时间。因为大部分有经验的用户知道他们应该在给定的区域内具有可接受的业务，所以他们可以接受即秒数量级的临时丢失与可接受SP的业务的不方便。然而，六分钟或更多分钟的不方便是完全不同的事情，并且用户将觉得MS20永远在错误的SP上。已经发现缩短计时器28的时长的显而易见的方案一般不可行，这是因为此方案导致降低的寻呼性能，即，MS20在它进行触发扫描的同时不能接收寻呼。
也希望在MS20处于固定时避免过度扫描可利用的频率，因为如果没有发现可接受的SP，不必重试直至去到新的位置。
因此，本发明的目的之一是提供用于改善MS20重新扫描可利用和可接受的业务提供者的系统和方法。
本发明的另一目的是提供用于缩短移动终端重新扫描可接收的业务提供者所花费的时间的改善的设备和方法。
本发明的还一目的是提供由移动终端在未找到可接受的SP之后执行后续扫描的改善的设备和方法。
本发明的又一目的是阻止移动终端的过度重新扫描。
发明概述
本发明涉及用于在给定的移动终端与可接受业务提供者(ASP)链接失败之后提高电信系统查找ASP的重新扫描能力的设备和方法。在移动终端与ASP的通信链路被断开之后或在起动期间，即一旦此ASP暂时不可利用，现在预占不可接收业务提供者的移动终端在执行全加电重新扫描之前执行一个或多个部分重新扫描以便与此ASP重新建立联络。
从下面简单概括的附图、本发明目前优选实施例的以下详细描述和所附的权利要求书中能获得本发明及其范畴的更全面的了解。
附图简介
图1是常规电信系统的方框图；
图2是根据本发明的移动终端的剖面图；和
图3A和3B是表示利用图1与2中所示的系统和设备实施本发明的方法所使用的步骤流程图。
发明的详细说明
下面将结合其中出示本发明优选实施例的附图来更全面地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式进行实施并且不应解释为限制于本文所提出的实施例，相反地，提供这些实施例以使此公开全面和完整并将全部传达本发明的范畴给本领域技术人员。
因为计时器28周期性的永久调节对系统性能具有不利的影响，例如上述的寻呼降级，本发明中所提出的解决方案是进行更可行的计时器28调整以便更好地解决不经意地浏览可接受SP的问题。特别地，根据本发明的计时器28在MS20第一次预占不可接受的SP时通过非永久地而是暂时地缩短触发的重新扫描计时器28进行操作。
应该理解，一般为分钟数量级的计时器28的正常时间长度和一般为秒数量级的缩短的时间长度都可以存储在MS20内的存储模块20中，例如存储在上述的IR数据库21内或单独地进行存储，如图2所示。能以不同的方式确定根据本发明的用于重新扫描的缩短的时间周期。首先，缩短的时间周期可以在预约时预先进行确定并存储在存储器20A或IR数据库21内或随后利用传送给MS20的合适的控制信号进行修改。第二，缩短的时间周期可以是正常时间周期的函数关系，这也可以存储在MS20内。例如，缩短的重新扫描时间周期可以是存储的正常数量的四分之一，例如(16分钟之中的)4分钟。还应理解，所计算的缩短的时间周期值可以存储在MS20或乘法器内，例如，0.25可以存储在其中或存储在存储器20A中用于动态计算。另外，还应明白，可以增加附加的变量以有助于所需的、缩短的、触发的重新扫描时间的这种计算。
定义缩短的重新扫描时间为正常重新扫描时间一部分的函数最好折衷准确度和下载尺寸，如本领域所公知的。一个极端是只使用一个比特并只允许1/2和2/2作为可利用的部分。然而，如果适量的下载带宽用于定义4比特值，则此部分将以1/16为增量在1/16-16/16的范围中。如果更多的下载带宽用来定义8比特值，则此部分将以1/256为增量在1/256-256/256的范围内。虽然附加比特的使用目前不是优选的并且当前可能认为是浪费带宽，但应该理解，n个比特可以用于在需要低于1/256的未来的更精细的定时颗粒度时确定缩短的重新扫描时间。
也应理解，为了实现本发明的特性，应给MS20增加额外的功能。在目前优选的实施例中，本文称为快速触发标志的标志30位于MS20中，例如，在IR数据库21内或单独定位，如图2所示。快速触发标志30在设置或起动时表示控制重新扫描时间长度的触发重新扫描计时器28应比正常的时间短或为MS20内所表示的默认时间大小。
如下面将要进一步讨论的，快速触发标志30在MS20加电时和此后一旦预占可接受的SP时最好设置为启动状态，表示在初始化期间或在可接受SP连接丢失之后此计时器28缩短特性的可利用性。然而，例如在漫游MS20暂时不能预占合适的SP的上述情况中，在已预占不可接受的SP时，在计时器28中使用存储在IR数据库21内或存储在存储器20A内或计算的缩短的时间，并在启动标志30时利用那个重新扫描时间。如果例如在已进行过多数量的不成功的短的重新扫描尝试之后禁止标志30，则运行正常的重新扫描时间。
现参见一起称为图3的图3A与3B，示出用于实施所述的本发明方面的流程图。从MS20加电或MS20遇到无线电链路故障到达的初始点50开始，初始化各个标志和条件(方框52)。特别地，设置上述的CCH-FLAG(标志)，初始化变量部分重新扫描计数值和宽带重新扫描计数值，启动快速触发标志30并初始化快速触发计数值。如果MS20正确地选择了可接受的SP(方框54)，如通过咨询最好存储在MS20的存储模块20A中的上述归属记录和用于合作、受惠与禁用SP的SID与SOC的相应表所确定的，则控制转移到方框56，在方框56中再次启动快速触发标志30作为本文进一步讨论的至方框56的其他路径的结果。然后，MS20利用与新的SP系统的进一步通信预占合适的SP(方框58)。
然而，如果在方框54中确定MS20预占不可接受的SP(或空闲)(方框60)，随后控制转移到确定快速触发标志30(快速触发器)是否已启动的方框62。如果已启动，则部分重新扫描计数值递增(方框64)并且可应用用于重新扫描的缩短的时间周期，如上所讨论和确定的。正如本领域技术人员所理解的，利用超帧计数值导出缩短的时间周期的特殊值，诸如时分多址(TDMA)系统10中所使用的，这提供规则计数方法学来精确测量和实施定时机构。
控制然后转移到方框66，在方框66中确定代表所遇到的超帧数的部分重新扫描计数值是否等于固定变量QUICK-COUNTER，此固定变量QUICK-COUNTER代表方框64与66之间对应所述缩短的时间周期的特定数量的这样的迭代循环，即超帧，在此之后初始不可利用的可接受SP可以变为可利用的。固定用于那个重新扫描尝试的QUICK-COUNTER的特定值最好存储在存储器20A内的高速存储器(例如，RAM)中，以便在比较存储在其中的值与最好也存储在RAM中的递增部分重新扫描计数值时快速存取。然而，如果部分重新扫描计数值不等于QUICK-COUNTER，则再次递增部分重新扫描计数值(方框64)，这样的递增继续，直至这些值相等，即过去所需的缩短的时间周期，此时控制转移到方框72，这在下文进一步进行讨论。
然而，如果快速触发标志30未启动(方框62)，则重复递增部分重新扫描计数值(方框68)以及方框64与66(方框70)，直到部分重新扫描计数值等于代表对应于正常的未缩短的重新扫描的时间周期的方框68与70之间另一特定数量的迭代循环(超帧)的另一固定变量RESCAN-COUNTER。
应该理解，“固定”变量的QUICK-COUNTER与RESCAN-COUNTER的实际值的确定通常根据经验来确定并且代表寻呼性能降级与用户未发现正确的SP时的烦恼之间的折衷。系统操作者根据经验确定这些值以试图最优化总的系统性能。
在与相应的固定变量相等时(方框66与77)，部分重新扫描计数值再次进行初始化并递增早先初始化(方框52)的宽带重新扫描计数值(方框72)。控制随后转移到方框74，在方框74中确定宽带重新扫描计数值是否等于表示在执行完全重新扫描序列之前执行最大数量尝试的缩短的重新扫描的另一变量RESCAN-LOOP，如下更具体讨论的。
应该明白，部分重新扫描计数值和宽带重新扫描计数值在本发明中具有几个用途。首先，对于触发扫描，MS20进行两种类型的如此扫描：其中：MS20只扫描最后知道的公用可接受的SP的频带的触发部分扫描；和其中MS20从正如其刚加电一样开始并扫描所有频带的触发加电扫描。两个上述的重新扫描变量RESCAN-COUNTER和RESCAN-LOOP以及与之对应的两个计数值即部分重新扫描计数值和宽带重新扫描计数值如下操作：
(1)MS20每个RESCAN-COUNTER超帧执行触发部分扫描；和
(2)MS20每个RESCAN-LOOP触发部分扫描执行触发加电扫描。
例如，当RESCAN-COUNTER＝300和RESCAN-LOOP＝4时，MS20每300个超帧(6分24秒)执行一种形式或另一个触发扫描，特别地，3个部分扫描之后是一个加电扫描。然而，还应明白，缩短的时间周期(部分扫描)用于触发扫描，直到执行预先确定数量的触发部分重新扫描或执行触发加电扫描，如下所述，此后使用正常时间周期，即禁止快速触发标志30。
因此，上面顺序的实施也在图3中示出，其中如果宽带重新扫描计数值不等于RESCAN-LOOP(方框74)，表示还未达到最大数目的触发部分扫描，控制转移到方框76，否则此时进行全加电扫描并且控制转移到方框90，如下进一步讨论的。
如果带宽重新扫描计数值不等于RESCAN-LOOP值(方框74)，则控制转移到确定是否保持设置CCH-FLAG的方框76。应该理解，CCH-FLAG的功能之一是阻止MS20在触发加电扫描之后通过清除(设置为零)执行过度的扫描。也希望MS20在固定时避免可利用频率的过度扫描。只要用尽了所有扫描和重新扫描的算法而没有找到可接受的SP，则MS20能安全地假定在其当前位置上没有可接受的SP。因此，MS20可以停止执行触发重新扫描，直到其位置变化(方框106)。因为网孔22是基本的位置单元，所以MS20可以使用控制信道即网孔22的任何变化作为位置变化的指示。如下进一步讨论的，MS20可以重新启动触发扫描，如果此MS20使用不同的控制信道的话。
如果如此设置CCH-FLAG(方框76)，则快速触控制标志的值设置为检验(方框78)。快速触发控制标志确定哪个事件(部分还是加电重新扫描)禁止快速触发。如果确定部分重新扫描控制快速扫描，控制转移到方框80；否则控制转移到方框86，如本文进一步所讨论的。在方框80中，递增快速触发计数值并随后确定快速触发计数值的值是否与QUICK-TRIGGER-LIMIT(快速触发限制)相等(方框82)。如果获得相等(方框82)，表示已发生足够数量的控制事件(在此事例中的部分扫描)，则禁用快速触发标志30(方框84)并且控制转移到方框86；否则控制返回到方框86。
随后执行触发部分扫描以试图定位上述的先前暂时不可利用的可接受SP并确定在此部分扫描期间是否发现这样的可接受的SP(方框88)。如果是的话，为了允许在丢失此可接受的SP并发现不可接受的SP的事件中使用快速扫描，启动上述的快速触发标志30(方框56)，并且MS20预占(方框58)，如前所述。
应该明白，用于控制在MS20未在移动时过度扫描的CCH-FLAG清除或在触发加电扫描之后设置为零(方框102)。潜在的原因是：如果已扫描所有的频带并且未发现可接受的SP，则不需要再尝试部分扫描，直到MS20移动到另一区域，即另一个网孔中的另一控制信道。因而，如果在方框76中确定未设置CCH-FLAG，表示希望阻止固定的MS20的过度扫描，则控制返回到方框60以便如上所述进一步进行处理。而且，如果在方框88中在部分重新扫描之后没有发现可接受的SP(方框86)，则控制也转移到方框60以便进一步处理。在许多次预占可接受SP的这样的失败之后，递增的宽带重新扫描计数值最终与RESCAN-LOOP相等(方框74)。
当宽带重新扫描计数值最终等于RESCAN-LOOP(方框74)时，宽带重新扫描计数值进行初始化(方框92)，表示在此全加电重新扫描之后可以再次执行触发部分扫描，并且将控制转移到方框92，在方框92中与在方框76中一样确定是否设置CCH-FLAG。如果未设置，MS20停止并等待利用控制信道的变化将控制信道标志设置为1。当然，应该明白，MS20的其他特性(例如空中接口、呼叫处理、用户接口等)与触发扫描处理独立运行。所以，应该明白，除了触发重新扫描的限制功能之外，图3中的流程图不控制移动站20的处理，也存在影响触发重新扫描的其他因素。虽然此流程图利用计时器或超帧计数值来驱动，但此移动站继续如利用IS-136中所述的再选择处理所规定的改变控制信道。只要移动终端到达一个新的控制信道，就设置CCH-FLAG而不管此移动站在此流程图上的什么地方。另外，如果此移动站再次选择可接受的SP，则一起废弃此处理并移到方框58。
在如此设置CCH-FLAG(方框92)时，则与方框78中一样，上述的快速触发控制标志的值设置为检验(方框94)。如果确定加电重新扫描控制快速扫描，则递增快速触发计数值(方框96)并将控制转移至方框98；否则控制返回到方框102，如下进行讨论的。在方框98中，确定快速触发计数值是否等于上述的QUICK-TRIGGER-LIMIT。如在方框82中一样，如果获得这样的等式(方框98)，表示已发生足够数量的控制事件(此事例中的加电重新扫描)，则禁止快速触发标志30(方框100)并且控制随后转移到方框102，如所讨论的，而且此时执行全加电扫描(方框102)以便进一步努力寻找可接受的SP。如果找到(方框104)，控制转移到方框56，在方框56中启动快速触发标志30，以便允许在丢失此可接受的SP并且发现不可接受的SP的事件中使用快速扫描，而且MS20如上所述预占(方框58)。如果未发现可接受的SP(方框104)，将CCH-FLAG设置为零(方框106)并将控制返回到方框60，以便如上所述进一步进行处理。
前文的描述是实施本发明的优选实施例的描述，但本发明的范围不一定受此描述限制。本发明的范围反而由下述的权利要求书来定义。