CN1130012A - 具有重叠区域的移动通信*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动通信***，该***包括一个移动站(1)和包括至少一个基站的通信区(A)，该通信区(A)至少部分地与另外的通信区(B)相重叠，移动站(1)被功能地分割为多个虚拟站(1A，1B)且每个虚拟站分配给一个通信区。最好是，移动站被设计为用于多个用户(u1、u2、u3)。该***可以被安排为分配给一个移动站多个虚拟站，这些虚拟站的每个支持一个或多个用户—服务—对。

Description

具有重叠区域的移动通信***

发明的背景

本发明涉及一种移动通信***，该通信***包括至少一个移动站和具有至少一个通信站的一个通信区域，该通信区域至少部分地与另外的通信区域相重叠。这样一种***在实际中是已知的。

在移动通信***中，在某个通信区域内有可能在一个移动站与所述通信区域的一个或多个通信站之间建立起一个通信链路。在这个方面，在下文中也称之为区域的这样一个通信区域可能包括一个国家、一个地区或者例如，仅仅一个工厂场地。一个通信区域的大小是由提供在所述区域中的各通信站的范围决定的。所述通信站可能包括所谓基站，但是也可能是利用例如一些卫星构成的。在本说明书中，术语基站将被用于最广泛的含义，即意味着一般的通信站和包括卫星以及其他的通信装置。

在一个区域中，在两个方向上的移动通信原则上是可能利用所述区域的基站将一个用户登记在该区域之中的。在这种连接中，一方面，一个移动站可以与一个基站联络以便这种方式建立一个链路，而另一方面，一个基站可以与位于该相关区域的一个移动站联络和将其在该区域中登记。从而一个(移动)站在一个具体的区域中的登记允许该区域的(网络)可达到所述站，反之亦然。因此，在本说明书中，登记不仅仅包括通知(登记本身)允许一个区域达到一个移动站，而且还有一个移动站中记录一个区域的可利用性，因此允许一个移动站达到一个区域。

实际上，不同区域将完全或部分地重合，并从而重叠。因此，在国家边界附近的范围中，不同各个国家的区域中将具有某些重叠，而一个工厂的场地的相对小的通信区域可能落入与该国家相联系的通信区中。然而，在各通信区重叠的情况下，正如在下文将要更为详细的描述的那样，现存的移动通信***会出现许多问题。

在相重叠的区域中，在多数情况下，一个移动站有可能与该重叠区域的任何所期望的区域进行通信。如果该移动站正在与各区域中的一个区域通信或者至少被登记在该区域上，然而则不再可能与其余区域通信和/或不再可能登记在其余各区域，并且所述站已经变得不可能接入到所述其余区域。显而易见在许多情况下这是人们所不希望的。

通常一个移动站分配给一个单一的用户。该移动站在一个区域的登记则导致所述一个用户可以在所述的移动站上被其他各用户连接，和对于该用户而言，他可以达到其他用户。然而在一些移动通信***中，有可能借助于一个移动站登记许多用户。结果，所述各用户对于其移动站而言都可以达到在该区域中各自的登记的移动站和各用户从该移动站可以到达其他各用户。然而，在这种情况下，出现的问题是，该移动站仅在一个区域被登记和所述移动站的各用户因此在一个具体的时间仅可以接入一个区域。从而，虽然在现存的***中有可能经由一个移动站登记多个用户，但是不可能在不同区域同时登记所述各个用户。

按照下面描述的各个参考文献的现有技术中不能提供对上述问题的解决办法。

WO-A-9316549公开了一种通信***，其中移动站可以在无绳和蜂窝两种电话***中发送和接收电话呼叫。该移动站对于每个***具有不同的电话号码，呼叫发送的优先权是对于相应号码来建立的。一个来话乎叫将首先被发送到与各自号码相关的***中，而后，如果需要再被重发。这可能导致所谓“长号效应”(“tromboning effect”)，引起该网络设施的低效率利用。另外，这种公知***不能提供一个单一移动站的多用户方式。再者，公开在这个现有技术参考文献中的“区域”具有不同的技术，即无绳和蜂窝，而该移动站具有用于每种技术(区域)的不同电话号码。还有，所述参考文献的移动站不能支持多用户和/或多种服务。

US-A-5003629公开了对于多个RF通信***的单用户识别的利用。提供了一个集中数据库以便变换取决于***的识别为通用的识别。这种方式具有要求对于大量的移动站和/或用户的非常大的数据库的缺点。在利用若干个数据库的情况下，在各数据库之间识别码可能不同，因此妨碍其唯一性。另外，这种公知的***不允许由一个单一的终端支持的多用户和多服务。

WO-A-9219078公开了在移动电话***中的一种方法，其中一个用户识别模块(SIM)至少被分配两个识别码，其中之一是由该用户启动的。这两个或多个识别码适合于商务和私人呼叫，或者适合于不同的***，但是不涉及不同的区域。在这个现有技术的技术中每次仅一个识别码可以利用。发明概述

本发明的一个目的是消除现有技术的上述缺点和其他缺点并提供一种移动通信的***，在该***中一个移动站可以同时被登记在多个区域。本发明的另外一个目的是提供一种移动通信***，在该***中的一个站可以同时从多个区域接入。本发明还有一个目的是提供一种通信***，在该***中的一个单一的站可以支持多个用户-服务-对，每个用户能够利用在一个选择的区域中的一种服务。此外，本发明的一个目的是提供一种移动通信***，该***有可能安排通信区域之间不为用户注意的过区切换。而本发明再一个目的是提供一个用于所述***的移动站。本发明还有一个目的是提供一种移动通信***，在该***中各区域是相互无关的。

为此目的，按照本发明的***的特征在于，一个移动站被安排为同时支持多个虚拟站，每个虚拟站允许一个用户群登记到提供一组服务的一个具体通信区域。换句话讲，每个区域，能够产生属于所述区域的和代表某个物理移动站的一个虚拟(移动)站。因为按照本发明的一个移动站能够在多个重叠区域的每个区域中登记用户服务时，该移动站可以同时提供到多个区域的链路，用于多个用户或用于一个单个用户。因此，按照本发明，该移动站可以被认为从功能上可分为多个虚拟站，每个虚拟站被分配一个通信区域且每个虚拟站对于一个用户群的每个用户支持一组服务。

因为一个移动站可以被登记在若干个区域，一个虚拟站是登记在每个区域的，所以一个来话呼叫能够通过适当的区域直接被发送到该站，不需要象在现有技术的***经常所要求的那样，重复发送该呼叫了。另外，各虚拟站能够使用对于一个用户的单一识别码，而不用考虑具体的区域。在按照本发明的***中，因此不再需要象在参考文献[2]中所建议的那样在集中的数据库中进行接入号码的变换。特别是在大量用户的情况下，这种不需要集中变换大大地简化了通信***。

应当注意的是，术语“虚拟(移动)站”和“虚拟(移动)终端”(简写为“VT”)将在本说明书中交替地使用。

按照本发明的***最好是设计为这样，即一个移动站被安排为由多个用户所使用。结果，多个用户能够经由一个通信站或经由另一个用户的站进行通信，从而有可能是该***的一个用户，但没有其自己的移动站。在这种情况下，对于“移动”站也可以被做出规定，即将要位于一个固定点上，该点是有可能移动他们自身的各种用户可能到达的。

如果一个移动站对于多个用户是可以到达的，则按照本发明的***可能安排为分配一个虚拟站给上述与包括一个单一用户的虚拟站相关的用户群中的每个用户。作为每个虚拟站可以被一个区域按照如此方式识别出来，简单和有效的用户识别是可能的，因此简化了来话呼叫的发送。

如果***支持多个通信服务，诸如(一般)电话、可视电话和传真，则可以有优点地被设计为分配一个用户多个支持各种服务的虚拟站。这形成多个用户/服务对，这些对的每一个与一个单独的虚拟站相联系，上述的一组服务与包括单一服务的一个虚拟站相联系。对于每个服务来说，通过为每个用户提供一个单独的虚拟站，各种服务的功能上的分离可以在区域(和区域的网络)中和在移动站中实现，结果，各种服务可以互相独立地操作。如果各重叠区没有支持相同的服务，这是特别有优点的。当然，在这种连接中，也可能以这样一种方式利用对于不同服务的各单独的虚拟站，即一个特定服务的虚拟站被许多用户共享。

最好是，按照本发明的***被设计为分配一个识别给每个虚拟用户，在一个区域中该识别是唯一的。结果，获得了各虚拟站的一种清楚的识别，这种识别简化了与一个虚拟站相联系的用户的呼叫。

如上所述，虽然有可能在一个区域中一个移动站的多个虚拟站是与所述区域相联系的，但是，在该移动站所位于的每个区域中精确地分配一个虚拟站给一个移动站来实现该***也是可能的。以这种方式，以最少的虚拟站的数量，为一个移动站将被登记在多个区域中提供了可能性。

按照本发明的***最好这样来实现，当离开一个区域时，与所述区域相联系的一个虚拟站则被中止。这样释放了在移动站中和在该区域中产生其他虚拟站的容量。虚拟站可以通过合并一些虚拟站而被中止，也就是说通过组合许多虚拟站的特征。同样，虚拟站也可以通过***现存的虚拟站而产生。

理想地是，按照本发明的***被安排为UMTS(通用移动电信***)使用。然而，该***也可以被安排为其他的通信***。

参考文献

(1)WO-A-9316549

(2)US-A-5003629

(3)WO-A-9219078

(4)NL-A-9301494

这些参考文献一道被援引在本说明书中。附图的简要描述

本发明参照各附图将予以详细的说明。

图1示意性地表示两个部分地相重叠的通信区域。

图2示意性地表示一个物理移动站和两个虚拟站。附图的详细描述

图1示意性地表示第一通信区域A和第二通信区域B。两个通信区域相重叠的区域是由C表示的。位于通信区域A中的是一个移动站1，它正向着如箭头所指示的方向，向区域B的方向移动。固定的基站和交换机(未示出)分别位于区域A和B中。

在所表示的状态中，通信将可能在移动站1与区域A之间进行。只要该移动站移入区域C(和接下来还要移入区域B)通信将有可能或者与区域A进行或者与区域B进行。如果该移动站1沿其路线前进和离开了区域C，则通信将仅有可能与区域B进行。如果一个通信链路已与移动站1保持，则当离开区域C时，鉴于与区域B的通信已将建立，所以与区域A的通信将是困难的。

如上所述，在区域C中，通信有可能与区域A和区域B进行。利用现存的移动通信***，登记仅可能同时在所述各区域之一进行。因此将必须做出一个选择，在一个区域中登记而排除在其他区域中登记。但是，出于各种目的，希望移动站能被同时登记在两个区域中。

按照本发明，通过功能上分割该移动站为多个虚拟站，每个虚拟站分配一个具体的通信区域，提供了同时登记移动站1在多个区域中的可能性和因此使其同时能与多个区域通信。这被示意性解释在图2中。

图2表示在该例子中所示的模拟为两个虚拟(移动站)1A和1B的移动站1。物理移动站1按照需要产生虚拟站1A和1B等等。因此，(物理)移动站1如果位于区域A中(见图1)，将仅包括虚拟站1A。当进入区域C，该移动站1可以产生虚拟站1B。在沿箭头方向离开区域C之后，虚拟站1A不再需要，结果可以被中止。不被利用或者不被需要的所述虚拟站的中止具有在物理移动站中释放容量(诸如存储器的容量)的优点。显然，例如在多个重叠区域的情况下，可以产生多个虚拟站。

如图2所示，多个用户u1、u2、u3可能被登记在一个移动站中。按照本发明，通过分配多个虚拟站给一个单一的移动站，可能经由一个单一的移动站，为各种用户连接到不同的区域，可能提供不同的服务。参见图2，因此例如，用户u1可以经由虚拟站1B与区域B通信，而用户u2和u3经由虚拟站1A被登记在区域A中。也有可能经由虚拟站1A和1B同时登记一个用户(例如u1)到两个区域，结果，所述用户同时可接入两个区域。这种同时在多于一个区域的登记可以包括一个单一的服务或者一组服务，不同的服务是登记在不同的区域的。然而，一个用户在若干区域登记相同的服务也是可能的。

虚拟站相对于通信***而言执行标准的移动通信站的功能，结果对于通信***本身和基站的功能的目的来讲，在“实际的”(物理的)与虚拟移动站之间显然没有区别。在通信***中或区域中，标准的移动站和按照本发明的移动站两者是借助于可以被利用的虚拟站代表的。

从上文可以看出，术语“虚拟站”或(“虚拟终端”)表示由实际的(物理的)移动站体现的逻辑的或功能的(移动)站。按照本发明的移动站提供用于产生虚拟站的适宜装置，即用于处理构成虚拟站的数据结构的装置。因此，例如移动站可以包含适宜的控制该站的软件，以便在站中所存在的存储器的一部分和发送/接收容量被保留出来用做一个具体的虚拟站。有益地是，***是如此实现的，即在离开与所述站相关的区域以后，一个虚拟站被中止。这具有在该物理站中的容量从而被释放，以便产生其他的虚拟站。因此物理站除了别的以外包括，用于产生虚拟站的装置、用于中止虚拟站的装置和用于确定虚拟站的需要的装置。这种需要可以根据例如该移动站的位置和移动方向和/或所述移动站的登记的用户的愿望。在这种连接中，可以有益地利用一个指示一个用户所在的区域或若干区域的优先表，如果可能，最好是连接一个具体的服务或一组服务(参照参考文献[4])。

在本发明的一个优选实施例中，物理终端(移动站)存储两个主要的数据表：一个用户数据表和一个VT数据表。前面的表含有用户服务对的信息，而后面的表含有VT的信息。对于每个用户服务对(USP)来说，下面的信息可以被存储在一个用户数据表中：

—用户的识别(UID)

—服务的识别(SID)

—VT的识别(VTID)

—区域优先信息(DPI)

—用户的特殊信息(USI)UID和SID字段含有，例如识别具体用户和服务的识别码。VTID字段可以用于识别该USP被登记的VT或若干VT，而DPI含有，例如指示哪些区域是最优先的区域识别码的顺序表。USI字段含有附加信息，例如对该用户的通信的扰码和/或去扰码的加扰密钥。应当注意到，本说明书所用的缩写SID意指服务识别，而不是在电信文献中经常用的用户识别装置。

对于每个所用的VT，即至少被分配一个USP的VT而言，一个VT表可以含有：

—虚拟终端识别(VTID)

—区域识别(DID)

—利用率(US)

—虚拟终端特殊信息(VTSI)DID字段可以含有一个识别码，诸如一个数字，以识别所述区域，VTID唯一地识别登记在所述区域中的虚拟终端。在UC字段中，利用在所述该VT中的用户—服务—对(USP)的数目被记录，在该特定实施例中提供的这个数目可能大于1。VTSI含有处理与具体区域通信所需要的全部信息。这信息可以包括连接到该区域的精确连接点、经由该终端发送的信息的加扰和/或去扰的扰码密钥，等等。

除了上述的信息之外，该终端保持跟踪所有当前的有效区域，即该终端可以与所有区域的某一点及时通信。这个信息可以被存储在一个当前区域表(CDL)中。

为了利用一个移动站，一个预期的用户登记在该站(终端)，提供下面的信息：用户识别(UID)、服务识别(SID)和区域优先信息(DPI)。这种信息可以利用卡(智能卡或磁卡)、键盘或两者输入。这种信息的一部分，诸如DPL可以被(半)永久地存储在该终端中。在登记时，该终端将进行如下操作：

1.利用用户的优先表(DPI)和有效区表(CDL)，确定最优先的区域；

2.假设在对于这个特定区域的登记瞬间没有VT存在，产生一个新的虚拟终端(VT)；

3.如果新登记的用户—服务对使与一个具体的区域相关的现存的VT使用，则递增利用率(UC)；

4.以常规方式在该优先区域中登记该用户。这就结束了登记操作，因此能使该用户利用这个终端进行通信。

为了在区域中删除登记(去登记)，用户提供他的用户识别(UID)和具体服务识别(SID)，此时该终端将进行如下操作：

1.利用该用户的数据表，确定哪个VT被用于登记；

2.利用在相关区域中的这个VT，去登记该用户；

3.从用户数据表中去除登记信息；和

4.递减该VT的利用率(UC)。当UC达到0值时，输入到VT表的相关的VT被删除，因此中止所述VT。

在上面的描述中，假设一个VT可以支持多于一个的用户—服务对。如果一个单一用户—服务区域的组合被分配给每个VT，则当相关请求接收到的时候所述VT将被中止。

为了实现区域的更新，(物理的)终端可以周期性地监视其无线接口，检查各区域的可接入性(可达到性)。可以被达到的各区域可被记录在一个可达到性表(RL)中。在搜集一个新的RL以后，该终端将进行以下操作：

1.检查是否当前区域表(CDL)和RL含有相同的区域，和如果是这样的情况则结束更新；

2.将(新的)RL复制到CDL中。

根据新的CDL和用户的优先表，可以执行登记和去登记，和如果在新的区域中新的登记是必须的，则可能产生新的虚拟终端。同样，现存的VT可以被找到是不必要的(其用户在更高优先区域已获得登记)和可以被中止。

在各区域中，相对于各物理终端的信息被按每个VT记录。这个信息可以包括该终端的识别码，其通信波长、其所谓连接点、其状态(忙/闲)等等。另外，该区域可以存储含有用户—服务—对和它们各自的VT之间联系的表。

一个虚拟终端可能被安排为支持一个单一用户—服务对或者多个对。如果一个单一的VT支持在一个具体区域中的一个终端的所有用户—服务—对，则如果对于该具体终端的一个来话呼叫被接收，所述区域可以很容易地检测一个终端是忙状态。另外，包括在物理终端的所有程序，例如，定位更新和附加/拆除程序，仅在论及的区域中需要被执行，因此提供所有用户—服务—对的服务。

上述的程序是为了说明本发明和仅仅是以例子的方式给出的。其他的实现方式诸如包括利用虚拟终端的程序也可以被实现。在下面将要描述一个处理来话呼叫的例子。

为了能够接收来话呼叫，该用户(比如说用户X)必须使他的位置借助于登记使***知道。这种登记是如上所述在一个具体的区域(比如说区域D1)中进行的。当另外一个用户(比如说用户Y)发出一个电话呼叫给用户X，对于区域D1的这个位置是已知的。这种定位可以像在常规***中那样，考虑到该用户的位置取决于具体的所要求的服务，可以被精确地执行。

然后，该呼叫可被发送到区域D1。在区域D1中，与这个具体用户—服务—对相关的虚拟终端被从存储在该区域中的数据中检索(具有在VT和用户—服务—对之间的联系方面的信息的表)。该区域接下来可以以一种常规方式与该VT建立联系，即通过发送一个或多个寻呼消息，利用VTID来识别该终端。该物理终端，接收常规方式的寻呼消息，检查含在发送的消息中的VTID，核实是否该消息是发向所述终端的。当是这样一种情况时，该终端将与该区域联系，使该VT得到利用。下一步，呼叫的建立、实际呼叫的状况及呼叫的释放可按常规方式进行。

上述的寻呼可以按若干种方式实现。有益地是，(物理)移动终端设置有一个附加的接收机或收发信机的支持寻呼，因此提供了一个额外的信道。另外的情况下，可以利用普通的收发信机提供一个附加的寻呼信道，或者允许在普通的通信信道或多个信道上进行寻呼，例如，利用常规的未利用的带宽，借助于复用传送消息等等。

从上面的描述显而易见，本发明提供了许多优点。例如，如果一个移动站跨过区域的边界进行移动，则所述移动站的用户或各个用户非常希望不要受到从一个区域到另一个区域的过界切换的妨碍。利用按照本发明的***，由于在离开当前区域之前与下一个区域相联系的虚拟终端可以被建立，和两个虚拟终端可以被包括在相同物理终端之中，对于用户而言则有可能全然没有注意到这种过区切换，因此显现了在虚拟终端与其相关区域之间的平滑过渡。

应当注意到，切换到另外的区域应当与切换到同一区域的另外的基站，即所谓的移动站“转换”到下一个基站区别开来。还应当注意到，区域A和B在实际当中可能设置有多个基站。在按照本发明的***中，每个移动站因此有益地设置了用于选择一个适宜的基站的装置。另外，相同物理终端的不同用户可以利用该区域中他们自己选择的他们希望使用的每个服务，而不受区域的限制且也不受利用同一终端的其他用户的限制。另外，在按照本发明的***中，各区域与一个物理终端的联系是互相独立的。

对于本技术领域中的技术人员来说将理解为，本发明并不限于上面描述的一些例子，在不脱离本发明的精神与范围情况下，许多增加与修改都是可能的。因此，正如上文已描述的那样，“移动”站实际上可以是固定的。然而，按照本发明，这样一个站将总能模拟一个或多个虚拟站，结果，这样一个站将同时从多个通信区域可以被接入和同时接入到多个通信区域中。

Claims (9)

1.一种移动通信***，包括至少一个移动站(1)和具有至少一个通信站的通信区域(A)，该通信区域(A)至少部分地与另外的通信区域(B)重叠，其特征在于，一个移动站(1)被安排为同时支持多个虚拟站(1A、1B)，每个虚拟站允许一个用户群(u1、u2、……)登记在提供一组服务的一个具体的通信区域。

2.按照权利要求1的***，其中一个用户群包括一个单一的用户。

3.按照权利要求1或2的***，其一组服务包括一个单一的服务。

4.按照在先的各权利要求中的任何一个的***，安排分配一个识别给每个虚拟站，该识别在一个区域中是唯一的。

5.按照在先的各权利要求中的任何一个的***，安排为UMTS使用。

6.按照在先的各权利要求中的任何一个的***，一个虚拟站被精确地分配到该移动站所位于的每个区域。

7.按照在先的各权利要求中的任何一个的***，其中离开一个区域时，分配给所述区域的一个虚拟站则被中止。

8.一种移动站，被安排为供在按照在先的各权利要求中任何一个的***中使用。

9.按照权利要求8的移动站，包括用于产生虚拟站的装置和用于登记用户的装置。

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