CN1360806A - 用于处理采用预寻呼的无线通信***内的错误的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明描述用于处理无线通信网络内的与预寻呼相关的错误的方法和***。如果在成功地预寻呼之后,丢失了与终端的无线联系,则网络可以检测到这一事件。然后当接收到相应呼叫传递消息时,网络可以再次寻呼终端,并且如果终端可用,可以再次分配元线资源。此外,当第一次分配无线资源时,可以启动保护定时器。如果在定时器超时之前,没有接收到呼叫传递消息,则要解除分配无线资源,从而避免在网络内呼叫传递消息丢失情况下浪费这种资源。

Description

用于处理采用预寻呼的 无线通信***内的错误的方法和***

相关/优先权申请

本申请要求1999年5月10日提交的，题为“全球移动电信***内的网关定位寄存器和预寻呼”的美国临时专利申请60/133688的优先权，在此引入其内容作为参考。

发明背景

本发明涉及到无线通信***内的寻呼技术，并且更加特别涉及到处理采用预寻呼的无线***内的错误的技术。

在美国和世界的其它地区内，无线通信产业在商业操作领域中已经取得了飞速的发展。在主要大城市地区内的增长已经大大超出了人们的预计，并且正在快速地突破其***容量。如果这一趋势持续发展，该产业增长所带来的效应甚至会波及到最小规模的市场。为满足这些不断增长的容量需求，同时又能维持较高的业务质量，并且避免提高成本，则需要提出创新性的解决方案。

在这种无线通信***内所通常采用的一种技术被认为是寻呼。寻呼就是这样一种过程，即无线通信***对通信所请求的终端进行定位(例如呼叫终结尝试、消息传递等)。例如在许多无线通信***内，一个空闲移动台(即没有分配业务信道的移动台)要监听寻呼信道，搜索那些具有它所分配的地址的寻呼消息。这种监听过程可以是周期性的，使得终端能够在监听期间之间降低电池功率，节省电池功率消耗。然而当终端接收到一个具备其所分配的地址的寻呼时，终端会对寻呼进行确认，并且开始在终端和无线通信***之间建立连接。这一过程中包括向无线通信***提供被寻呼终端的路由信息，使得消息可以适当地传送到终端的当前位置上。

现在针对GSM无线通信***来描述常规寻呼技术实例。除了其他内容之外，在被称为GSM TS 09.02(ESTI ETS 300 974)的标准文件中至少还要部分地描述了用于GSM***的寻呼技术，其内容在此引入作为参考。其中对GSM网络来说，当要与终端建立连接时，移动应用部分(MAP)规定用于处理访问PLMN(VPLMN)和归属PLMN(HPLMN)之间的信令交互的常规过程。

图1A中描述了这种与终端5建立连接的常规过程。其中，网关移动交换中心(GMSC)10接收一个用于终结要被传递到特定移动用户的呼叫的初始地址消息(IAM)(消息1)。然后，GMSC 10向归属定位寄存器(HLR)20请求终端5的漫游序号。这样会使得GMSC 10可以对MSC(没有画出)进行寻址，该MSC当前支持与处于VPLMN内的终端5的无线通信。GMSC 10通过向HPLMN的HLR 20传送一个发送路由信息(SRI)消息(消息2)，来完成这一操作，其中，该HPLMN“拥有”与终端5相关的用户(即该HPLMN是该终端的归属***)。值得注意的是，在图1A中只是从概念上给出了节点之间的物理关系；其物理实施是可以发生变化的。例如，GMSC可以被包含在HPLMN或者始发PLMN内。

当HLR 20接收到来自GMSC 10(该GSMC不必处于HPLMN内)的SRI消息时，HLR 20会向为终端5所处区域提供服务的访问移动交换中心/访问定位寄存器(VMSC/VLR)30请求漫游序号。值得注意的是，尽管VMSC和VLR在实施时可以被当作单独节点，但是在该实例中，它们被说明为一个组合节点。而且在整个描述过程中，需要单独地涉及到这两个节点。漫游序号的请求可以通过如下方式来完成，例如：向VMSC/VLR 30发送一个提供漫游序号(PRN)消息(消息3)。VPLMN内的VMSC/VLR 30提供漫游序号，然后又利用PRN和SRI消息把该漫游序号经过HLR 20发送给GMSC 10。然后GMSC 10会向VMSC/VLR30传递IAM(消息4)。

VMSC/VLR 30一旦接收到了IAM(消息4)，就会在VMSC/VLR节点内出现多个内部消息(即用于输入呼叫、寻呼的发送信息)，并且作为其结果，用户终端可以被寻呼(消息5)。根据从终端接收到的寻呼确认，可以在服务基站(没有给出)和终端之间建立业务信道，从而去建立连接。图1B是用于表示上面所描述的和图1A中指示的过程的流程图。常规寻呼技术的重要特征就是：如这些图中所示，直到VMSC/VLR接收到IAM消息，才会对终端5进行寻呼。

近来已经有另外一种处理终端连接性的方案被考虑，该方案可以被称为是路由之前寻呼或者预寻呼。在采用预寻呼的无线通信***中，当VMSC/VLR接收到来自HLR的漫游序号(例如MSRN)请求时，VMSC/VLR就可以始发对用户终端的寻呼，而不是象上述常规寻呼技术中那样进行等待，直到IAM被传递。而且直到接收到一个来自用户终端的指示终端当前可用的寻呼响应，才会向HLR发送漫游序号，这也不同于上述技术(其中VMSC/VLR根据HLR的请求立即返回漫游序号)。

与图1A和图1B中的常规寻呼技术相比，这种预寻呼过程至少具备一个显著的优点。如果用户终端没有对寻呼做出响应，使得不能完成呼叫(这种情况经常会出现)，此时在GMSC 10和VMSC/VLR 30之间不必预留交换和传输资源，而在上述的常规GSM过程中需要对此进行保留。因此预寻呼技术可以节省目标和转接网络内的交换和传输资源。

图2A中描述了与用于处理连接性的示范预寻呼技术相关的常规过程。如图中所示，GMSC 10接收一个用于终结要被传递到移动终端5的呼叫的初始地址消息(IAM)(消息1)。然后GMSC 10通过向HLR发送SRI来请求漫游序号(消息2)。HLR通过发送PRN(消息3)来向VLR请求漫游序号。

到此，图2A中说明的过程与图1A和1B中所说明的GSM过程是相同的。然而在VPLMN内的VMSC/VLR 30提供漫游序号之前，VMSC/VLR30需要对终端5进行预寻呼(即，即使VMSC/VLR还没有IAM消息，也会对终端进行寻呼)，以确保在其服务区域内的用户可用性(消息4)。只有在成功地对用户进行预寻呼之后，VMSC/VLR 30才可以提供漫游序号，该序号经过HLR 20(即通过PRN和SRI响应)被传递给GMSC 10。而且只有在成功地对用户进行预寻呼之后，才能为所期望的呼叫分配无线资源，例如，响应于寻呼请求，可以为移动终端分配一个信令信道，以及可选择地，分配一个可在其上连接呼叫的业务信道。在接收到对SRI消息的响应之后，GMSC 10能够把IAM(消息5)传递给VMSC/VLR 30。图2B说明与图2A的过程相关的信息流程图。

图2A和2B中说明的过程反映正常条件下的预寻呼功能，即过程中所包含的所有网络节点都可以正常地工作。然而在预寻呼过程中也会出现网络失效的情况，这种失效会为无线通信***的性能带来负面的影响。例如考虑如下情况：当终端5已经被寻呼并且VMSC/VLR 30也已经提供了漫游序号之后，丢失了与用户终端5之间的无线联系。当IAM消息随后到达VMSC/VLR 30时，由于无线资源已经被释放掉，所以VMSC不能够把IAM消息和所述终端联系起来。

作为在预寻呼过程当中可以出现网络失效的另外一个实例，考虑这种情况：其中终端5已经被寻呼并且VMSC/VLR 30也已经提供了漫游序号之后，由于网络的拥塞，使得GMSC 10发出的IAM消息在从GMSC 10到VMSC/VLR 30的路由过程中被丢失。在这种情况下，即使在网络内丢失了IAM消息(并且因此不能建立呼叫)，也仍然会为所期望的呼叫分配无线资源，由于出现非必要的资源保留，因此这种情况会导致较低的***容量。

相应地，希望在无线通信***内提供这样的预寻呼技术，它可以保留常规预寻呼技术的好处(例如当终端不可用时，避免使用网络资源去传递IAM消息)，而且同时还能够处理网络中的这些类型的故障和错误状况。

发明概述

根据本发明的示范实施例，申请人已经开发出解决错误的程序，以避免发生VPMLMN内的用户被预寻呼之后可能出现的问题。

例如根据本发明的第一示范实施例，可以解决在预寻呼之后用户终端与无线之间的联系丢失的问题。根据这一示范实施例，***监测到并且注意到无线联系的丢失。根据接收到的呼叫传递消息，如果可行的话，可以对终端再次进行寻呼，并且再次为之分配无线资源。这样，第二组无线资源与接收到的呼叫始发消息相关，并且建立呼叫。

根据本发明的另一示范实施例，可以解决在寻呼之后在等待已经丢失的IAM消息的同时继续保留无线资源的问题。根据这一示范实施例，为了响应成功的预寻呼，在分配无线资源之后，需要启动保护定时器。如果在接收到呼叫始发消息之前所述保护定时器超时，则释放掉所分配的无线资源。

附图简述

通过阅读随后的详细描述并且参考附图，本发明的这些以及其它特征、目的和优点可以更加容易地呈现给本领域技术人员，附图中包括：

图1A是用于建立与终端的连接的常规寻呼技术的信令框图；

图1B是对应于图1A中说明的常规寻呼技术的信息流程图；

图2A是采用本发明用于建立与终端的连接的预寻呼技术的信令流程图的示范实施例；

图2B是对应于图2A中的预寻呼技术的信息流程图；

图3是可用于实施本发明的示范基站和移动台的框图；

图4是表示本发明用于处理预寻呼之后被分配无线资源丢失的问题的第一示范实施例的流程图；

图5是根据第一示范实施例描述示范方法的流程图；

图6是表示本发明用于处理预寻呼之后呼叫传递消息丢失的问题的第二示范实施例的流程图；以及

图7是根据第二实施例描述示范方法的流程图。

发明详述

为了提供本发明的完整理解，在随后的描述中给出了特定细节，例如特定电路、电路组件、技术等等，但这都是出于说明的目的，而不是出于限制的目的。然而很明显，对本领域的技术人员来说，本发明可以实施于脱离这些特定细节的其它实施例当中。在其它情况下，为了不对本发明的描述造成混淆，那些公知方法、设备和电路的详细描述都被省略掉了。

在此所讨论的示范无线通信***被描述为根据采用时分多址(TDMA)协议的GSM标准来实施，其中通过多个时隙去实施基站与移动终端之间的通信。然而本领域技术人员可以理解，在此阐述的概念也可以在根据其它协议运行的***中得到应用，其中包括(但是不局限于)频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)，或者其它上述协议的任意组合。

对于本文来说，图3被提供作为其中可以实施本发明的常规蜂窝无线通信***100的通用实例。无线通信***100内包括与多个移动终端进行通信的多个无线基站(BS)30a-30n，其中只给出了一个移动台(MS)5。从基站30a到移动台5的通信被典型地当作下行链路通信，而从移动终端到基站的通信被当作上行链路通信。

基站30a-30n被连接到移动交换中心(MSC)/访问定位寄存器(VLR)50。除此之外，在例如移动台从一个基站切换到另一个基站的切换过程中，MSC/VLR 50还要协调基站的活动。MSC/VLR接下来又被连接到公共交换电话网(没有画出)。每个基站30a-30n都具有多个收发机35，用于在与业务和信令信道相关的RF载波上发送信息。每个移动台(例如移动台5)具备通过空中接口与基站30a进行通信的收发机10，以及以方块20表示的各种I/O设备，例如显示、扬声器、话筒、键盘等。

根据本发明，当利用预寻呼技术在无线通信***(图3中由基站30a表示)和移动台5之间建立连接时，可解决上述各种潜在的错误状况。首先，本发明的示范实施例可以解决在成功地预寻呼之后与用户终端无线联系丢失相关的问题(如图4和5所示)。首先在步骤500，利用例如上述的IAM、SIR和PRN信号去始发呼叫。在本文中，呼叫始发就是指呼叫传递或者建立一个在例如蜂窝电话中终结的呼叫。然后在步骤502对终端进行预寻呼。如上所述，一旦移动台5被预寻呼，在步骤504为之分配第一组无线资源，例如分配一个信令信道，通过该信道可以等待传输呼叫建立信息(例如信道分配消息)。如果MSC/VLR 30接收到IAM消息，而同时移动台利用第一组无线资源与***进行无线连接(步骤506和508，分别按照“否”和“是”两条路径)，则可以利用那些资源建立呼叫(步骤510)。

或者，例如如果移动台移出基站30a的范围(该基站已被分配通过在预寻呼期间分配的信令信道向移动台5发送呼叫建立信息)，则移动台5可以不使用第一组资源去监听***。

一旦无线联系丢失，MSC/VLR 50会注意到该事件(例如通过在步骤512设置一个与移动台标识号码相关的标志)，并且在步骤514释放以前所分配用于呼叫建立的所有无线资源。在图4中，通过从连接移动台5和MSC/VLR的预寻呼方块垂直向下延伸的黑色加粗实线连接表示这种资源的释放。当与上次被寻呼用户相关的IAM消息到达MSC/VLR时(步骤516)，MSC/VLR就可以注意到与IAM消息内所标识的终端之间所建立的无线连接已经丢失(例如通过存储器内设置的标志位的状态)。然后在步骤518对移动台5进行第二次寻呼，以确保该终端在MSC/VLR服务区域内的可用性。如果用户仍然可用，则分配第二组资源(可以与第一组无线资源相同或者不同)以支持呼叫，并且MSC/VLR使输入IAM消息与新近分配的无线资源相关联起来，从而完成呼叫建立过程。

与常规预寻呼技术相关的另一问题(即如何处理预寻呼之后，网络内IAM消息的丢失)可以通过图6和7中说明的本发明示范实施例来得到解决。这一问题在前面有所描述，但在图5的流程图中，通过注意判决方块508和516之外的“否”路径所生成的循环，也可以容易地看到这一点。按照上述，***始发呼叫(步骤700)，并且预寻呼终端(步骤702)。一旦进行了成功的预寻呼，则在步骤704，MSC/VLR分配无线资源(例如信令信道，以及可能的业务信道)。然后在步骤706启动保护定时器。这一保护定时器具备倒数(或正数)时间，该时间与GMSC应该接收到预寻呼成功的指示以及最终得到的IAM消息到达MSC/VLR所经历的总时间长度有关。例如，尽管本领域技术人员可以理解到，特定保护时间长度是可以变化的，但是该时间长度可以是20ms的数量级。

一旦启动了保护定时器，MSC/VLR 30会查询对IAM消息的接收(如步骤708所示)，该消息与具有在成功地预寻呼基础上分配的无线资源的终端相关。如果接收到该消息，MSC/VLR会进行建立呼叫(如步骤710所示)。否则如果在收到IAM消息之前保护定时器超时(从判决方块712出发的“是”路径)，则MSC/VLR在步骤714释放掉被分配的资源。当出现如上所示的网络失效时，启动VMSC内的保护定时器，以确保及时地释放无线资源可以提供多种好处。例如即使失效情况发生在预寻呼期间，采用预寻呼功能的UMTS网络也能够提供强大的容量。

从所有角度来看，上述示范实施例都是为了说明本发明，而不是限制本发明。这样，本发明在详细实施中能够产生各种变化，本领域的技术人员可以从此处所包含的描述中导出这些实施方案。例如，图5和图7中的实施例就可以很容易地被组合在一起。所有的这些变化和修改都被认为处于随后权利要求中所定义的本发明的范围和精神实质之内。

Claims (11)

1.用于在无线通信***内与终端进行通信的方法，包括步骤：

a)始发一个在该终端终结的呼叫；

b)预寻呼所述终端，以便判断终端的可用性；

c)如果终端可用，则为该呼叫分配第一组无线资源；

d)检测与该终端的无线联系的丢失；

e)向覆盖所述终端所处在的服务区域的第一节点发送一个呼叫传递消息；

f)收到该呼叫传递消息之后，第二次寻呼该终端；以及

g)响应该寻呼步骤f)，如果判断该终端可用于处理呼叫，则为呼叫分配第二组无线资源。

2.权利要求1的方法，其中分配该第一和第二组无线资源的该步骤中还包括步骤：

为该终端分配信令信道。

3.权利要求1的方法，其中分配该第一和第二组无线资源的该步骤中还包括步骤：

为该终端分配业务信道。

4.权利要求1的方法，还包括步骤：

在该第一节点中存储该无线联系丢失的指示符。

5.权利要求1的方法，还包括步骤：

响应该预寻呼步骤b)，在该终端被判断可用之后，向生成该呼叫传递消息的第二节点提供用于该终端的漫游序号。

6.权利要求5的方法，其中该第一节点是访问移动交换中心(VMSC)，以及该第二节点是网关移动交换中心(GMSC)。

7.用于与无线通信***内的终端建立连接的方法，包括步骤：

a)预寻呼所述终端，以便判断其可用性；

b)在该预寻呼步骤的结果的基础上，有选择地为该终端分配第一无线资源；

c)根据所述检测到所述分配无线资源的丢失，第二次寻呼该终端；以及

d)响应该寻呼步骤f)，如果该终端被判断为可用于处理呼叫，则为呼叫分配第二无线信道。

8.在无线通信***内与终端进行通信的方法，包括步骤：

a)始发一个在所述终端终结的呼叫；

b)预寻呼该终端，以便判断该终端的可用性；

c)如果该终端可用，则为该呼叫分配第一组无线资源；

d)启动保护定时器；

e)向支持与该终端通信的节点发送呼叫始发信号；

f)在该节点接收到呼叫始发信号之前，判断该保护定时器是否超时；以及

g)如果判断到不能在保护定时器超时之前接收到呼叫始发信号，则释放掉以前分配的无线资源。

9.权利要求8的方法，其中该保护定时器可以运行20ms。

10.与在无线***内寻呼终端相关的资源处理方法，包括步骤：

a)在成功地预寻呼之后，为该终端分配无线资源；

b)响应步骤a)，启动保护定时器；以及

c)如果在该保护定时器超时之前没有接收到呼叫传递消息，则释放所分配的该无线资源。

11.权利要求10的方法，还包括步骤：

预寻呼该终端；以及

响应该预寻呼步骤，在判断到该终端可用之后，向生成该呼叫传递消息的节点发送用于该终端的漫游序号。

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