使用广播地址的通知报文识别用户区域的系统和方法

专利名称：使用广播地址的通知报文识别用户区域的系统和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信。具体说，本发明涉及一种用于使用广播地址特征通知报文提示无线装置用户他们当前所处区域的新颖和改进的系统和方法。
背景技术：
在无线通信系统中，例如蜂窝或个人通信装置(PCS)电话系统，系统在物理上被分成许多覆盖范围。覆盖范围可以由物理和非物理约束条件共同定义。由服务供应商身份定义的覆盖范围是一种非物理约束条件的实例，而由单个基站收发器定义的覆盖范围(例如小区)是以地理、发射机功率以及接收机灵敏度为物理约束。服务供应商将其服务区域划分为许多较小的区域。每个区域至少包含由单个基站收发器定义的小区，并且可能包含许多小区。每个区域的大小由服务供应商在系统设计时定义。
以服务供应商身份定义的覆盖范围对于记帐目的非常重要。分配电话号码并为特定无线装置提供帐单的服务供应商也指定为该装置的本地服务供应商。当在其服务供应商覆盖范围之外使用无线装置，就称为漫游。漫游电话的花费通常高于在本地服务供应商系统中电话呼叫的花费。因为在本地和漫游呼叫之间的费用差异，当电话处于漫游情况时，无线装置使用从基站发送给无线装置的附加信息来告知用户。无线装置通常在电话显示屏上提供一个指示符以告知用户漫游情况。
在服务供应商覆盖范围中也可以使用同样的本地/漫游概念。服务供应商覆盖范围划分为不同区域为服务供应商提供了依据累进价格方案提供区域。在这种方案中，当离预定本地区域的距离(由区域数测量)增加时，无线电话用户将逐渐地支付更高的呼叫价格。基于累进价格方案的这种区域类似于公共交换电话网络(PSTN)服务供应商所使用的记帐惯例。然而与PSTN基于所拨打号码的区域制定呼叫价格不同的是来自基于无线电话区域的呼叫价格是依据无线电话是在什么区域中始发呼叫来制定的。
无线电话用户所要面临而公共交换电话网络(PSTN)电话用户不会经历的问题是由无线电话的移动性引起。无线电话的移动性使得实时确定无线电话区域位置变得至关重要。当无线电话始发一呼叫，并且当呼叫保持时，必须确定无线电话所在的区域。在单呼叫过程期间，无线电话可以从一个区域移动到另一区域。
一种可能的解决方法要求在无线电话每次跨越区域边界时向系统进行登记。响应电话登记消息，基站通过消息响应登记电话告诉它其在什么区域。每种无线电话系统(无论是什么调制类型)具有一些对移动电话登记的规定。码分多址(CDMA)蜂窝系统接口在电信工业协会(TIA)和电子工业协会(EIA)的临时标准TIA/EIA/IS-95的MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARD FORDUAL-MODE SPREAD SPECTRUM SYSTEM中有说明。
如在TIA/EIA/IS-95中所定义，CDMA蜂窝电话具有多种登记模式。该标准定义了在CDMA系统中得到支持的9种不同登记方法。不同的登记形式有功率上升、功率下降、基于计时器、基于距离、基于区域、有序、通信信道、参数改变以及隐含。
在CDMA系统中，每个基站周期性地在寻呼信道上向其覆盖区域中的任意电话发送附加消息。附加消息作为系统参数消息发送给电话，并且包括系统标识(SID)号以及网络标识(NID)号。从这两个号码，电话可以判定它是否处于其本地系统的覆盖范围中。没有处于本地覆盖区域中的电话就认为是处于漫游。因为由漫游电话引起的费用通常高于从本地系统发出的相同电话呼叫，所以，电话就要显示漫游状态。
另外，系统参数消息包括登记区域的数据字段。与SID和NID号码关联的登记区域可以依据登记启动移动电话区域。电话将其所登记的区域储存为一区域列表，ZONE_LIST。存储在ZONE_LIST中的区域数是可以由系统参数消息中的数据字段进行设定的变量。电话将所接收的系统参数消息中的SID、NID以及登记区域信息与ZONE_LIST中的记录进行比较。如果SID、NID以及登记区域信息并没有已经存储在ZONE_LIST中，电话就在接入信道上开始登记。
通过启动ZONE_LIST中每条记录的区域列表计时器来保持最近的ZONE_LIST。当ZONE_LIST中任意特定记录的计时器期满时，该记录就被从列表中清除。同样，如果在系统参数消息中所接收的信息指示一个新的区域，并且在ZONE_LIST中已经存在最大数目的区域，电话将使用区域列表计时器来确定最旧的记录并将其从列表中删除。
基于登记的区域在使寻呼信道容量最大化方面特别有用。寻呼消息可以指向仅使用电话最近登记的这些基站的电话。通过消除仅为确保单个用户接收到寻呼消息而向所有基站广播寻呼消息的需求，就使系统资源最大化。
基于登记的通用区域可以修改为只要电话进入区域，就允许向电话发送区域信息。为了实现这个目标，需要对系统进行配置，这样，在ZONE_LIST中维持的记录数限制在1。这就确保只要电话跨越区域边界，电话就会发出登记消息。响应于电话登记，基站向登记电话发送指导消息告知用户有关区域状态。该指导消息可以是显示给用户的文本消息。随后，用户将总会知道当前区域状态，并且将大概知道在该区域中对应的记帐价格。
然而，以这种方式配置的系统中存在许多缺陷。因为电话ZONE_LIST中的记录数字减少为1，所以，电话必须在系统中登记的次数将增加。当电话在两个区域之间的边界范围中工作时，电话所发送的登记消息数的增加是最明显的。当电话在边界区域中工作时，它很可能会在两个区域中的覆盖范围之间进行多次跨越。因为ZONE_LIST中的记录数限制为1，所以，电话就必须在每次接收到指示不同区域的系统参数消息时发送登记消息。其结果就是大大增加了电话必须发送登记消息的次数。发送登记消息次数的增加导致电话中电量的耗尽，因而减少了电话有效待机和通话时间。持续发送登记消息的许多电话具有使接入信道负载的影响。只要在主通道上存在区域边界，就会存在由于大量电话的同时有效登记消息而使接入信道过载的问题。
另外，每条登记消息会触发告知区域登记电话的补充指导消息。指导消息按照它们的定义被发送给各个电话。通过当前告知电话用户有关区域信息的设计方法，会大大增加指导消息量。这就导致寻呼信道的容量损失。
接入信道和寻呼信道容量的损失并不与用户知道他们当前所在区域的受益相均衡。而且，如果基于累进价格方案的区域仅由服务供应商所支持用户中的少数用户使用，在使小部分用户有利的情况下，对该系统和大多数用户来说都是非常不利。由于电话所需的登记消息次数的增加，使得每位电话用户只拥有较少的通话时间和待机时间，而且补充接收的区域信息仅对累进价格方案用户中的少数有帮助。
我们所需要的是一种能够提示累进价格呼叫方案中的用户区域信息而又不会降低无线系统性能或损害不处于同一呼叫方案上的用户利益的系统和方法。

发明内容
本发明是一种使用广播地址特性通知报文提示用户有关区域信息的新颖和改进的系统和方法。或者，可以使用短消息服务(SMS)消息告知用户区域信息。
基站周期性发送广播地址特性提示或含有文本消息的SMS消息，该消息告知用户基站所在的区域。为基于累进价格方案的区域上的电话分配特定的广播地址。使用其他呼叫方案的其他电话不分配相同的广播地址。具有广播地址的电话能够判定地址信息是指向该电话。不具有广播地址的电话仅仅将该信息丢弃。因而，累进价格方案上的电话能够持续给用户更新区域信息。这对于不属于累进价格方案的那些电话没有不利的影响。因为不需要电话为回应区域信息消息而发送登记消息，因而，保持了接入信道上的系统容量。寻呼信道上的容量仅有额定量的减少，并且不会减少到使用指导消息时的减少水平。因为广播消息允许指向许多用户的单一发送，而指导消息仅允许每次发送只有一个接收者，所以，广播消息的使用比指导消息更加有效。


结合附图从以下面给出的详细描述本发明的特点和优点将变得更明显，图中相同的标号字符在整个说明中对应一致图1是描述本发明的系统实现，并且示出变化区域边界以及对边界范围中移动的用户的影响的图例；和图2是说明区域通知方法的流程图。
具体实施例方式
在根据TIA/EIA/IS-95工作的CDMA无线电话系统中，存在几种可以用于将信息从基站发送到电话上的消息格式。两种这样的可用消息格式是特征通知报文和短消息服务(SMS)。
特征通知报文在寻呼信道上从基站发送给电话。特征通知报文中的一个字段允许该消息利用广播寻址。
广播寻址允许基站同时将单个消息指向许多电话。许多电话可以共享同一广播地址。倘若电话配置为接收广播地址消息，并配置有特定广播地址，电话将处理该消息。这与基站使用电话移动站标识号向特定电话进行发送的指导消息大不相同。
广播寻址的使用具有优势，因为一条消息可以指向许多接收者，并且还因为消息可以仅提供给那些该消息能提供有用信息的个人。在基于累进价格记帐的区域情况下，为价格方案上的那些电话分配特定的广播地址，不处于该价格方案的任意电话不包括该地址。只有累进价格方案上的那些电话才会处理使用广播寻址发送的区域识别消息。这与当电话每次跨越区域边界都要登记的方法大不相同。电话登记在同一系统中的电话间不能进行不同配置。如果只要跨越区域边界就需要所有电话登记，无线电话就在容量方面就会有明显的减少以使占总用户数很少比例的用户受益。
为累进价格方案用户所提供的好处是识别电话所在区域的信息。除利用广播寻址控制消息外，特征通知报文可以配置为提供“显示”记录。“显示”记录的使用指示了电话，特征通知报文的内容是要显示在电话上的字母数字符号。每个基站所发送的特定字母数字消息是该区域的信息(例如“You are inzone 3.”或“Welcome to downtown”或“City Mall”等)。随后，用户能够判定从特定区域开始的电话呼叫是否会引起费用增加。通过周期性发送特征通知报文，就可以将区域状态的改变告知任何进入该区域的电话。而电话不需要有发送活动。而且，因为使用广播寻址，仅有消息所预定的那些电话才会处理和显示该消息。
短消息服务(SMS)消息可以作为是特征通知报文的替代物使用。SMS消息主要用于将字母数字信息发送给无线电话。对CDMA电话系统中SMS的概括说明在电信工业协会和电子工业协会TIA/EIA/IS-637，SHORT MESSAGESERVICES FOR WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEM中可以找到。消息可以在消息中心生成并通过基站向电话发送。消息也可以在电话中生成并通过基站发送给消息中心。在此仅涉及从基站到电话的区域信息的周期发送。
从基站发送到电话的消息可以在寻呼或话务信道上进行发送。发送给电话的消息格式化为如TIA/EIA/IS-95所定义的数据突发脉冲串消息。当在特征通知报文的情况下，消息可以作为点对点定向消息发送给个别用户，也可以作为广播消息同时发送给许多电话。
本发明的操作如图1所示。参照图1，示出了无线系统100的一部分。第一基站110在区域边界130的一侧上提供了覆盖范围。第二基站120在区域边界130的相对侧上提供了覆盖范围。许多包括每个基站110或120的元件对于本说明并不重要，因而假设包括在代表每个基站110或120的图中。
区域边界130描述为随机变化曲线以强调不能定义非连续区域边界。虽然，区域边界130可以在系统设计中清楚定义，但实际区域边界130会由于许多因素包括地形、RF障碍物以及天线方向性图而变化。在无线系统100服务范围中操作移动电话141的用户140在任意给定时间至少与一个基站(110或120)进行通信。
当移动电话141通过区域之间的分界范围时，覆盖范围将在第一基站110和第二基站120之间变化。对于沿边界范围的给定路径142，移动电话将多次跨越区域边界130。当移动电话141处于由第一基站110定义的覆盖范围中时，前向链路114信息和反向链路112信息都将由第一基站110支持。同样，当移动电话141处于由第二基站120定义的覆盖范围中时，对应的前向链路124和反向链路122信道都将由第二基站120支持。
在现有的实施例中，通过要求移动电话在每次跨越区域边界130时进行登记来更新移动电话141的区域位置。每次移动电话跨越区域边界130时，移动电话141接收的系统参数消息将由不同的基站产生。采用图1中所示的情况，移动站141最初在由第一基站110定义的覆盖范围中工作。从第一基站110广播的系统参数消息识别出第一基站110所在区域。在第一次进入该区域并在前向链路114寻呼信道上接收到系统参数消息，移动电话141在反向链路112接入信道上向第一基站110发送登记消息。第一基站110通过在寻呼信道上向移动电话141发送含有区域信息的指导消息进行响应。当移动电话141沿分界区域中的路径142移动时，它就跨越了区域边界130。一旦移动电话141跨越了区域边界130，就由第二基站120提供覆盖范围。第二基站120发送出指示不同区域的系统参数消息。为了响应与移动电话141已经登记的区域有所不同的区域指示，移动电话在反向链路122接入信道上向第二基站120发送另一登记消息。接着第二基站120向移动电话141发送含有区域信息的指导消息作为回应。这种指示移动电话141登记后区域变化的系统参数消息情况以及基站的指导消息发送在移动电话141每次跨越区域边界130时都会重复。当在任意给定时间，将登记情况与跨越区域边界的电话数相乘，就可以看出无线系统中存在的负载是相当大的。
沿区域边界130工作的另外移动电话150和160将分别沿独立路径152和162横穿。当移动电话150横穿路径152时，它将跨越区域边界130两次，并且要求在其每次跨越边界130时进行登记。移动电话150将接收响应每次登记的区域信息。同样，沿独立路径162横穿的第三移动电话将被要求发送登记消息，并且在其每次跨越区域边界130时接收区域信息回应。来自移动电话141的持续登记消息降低了接入信道的容量，而来自基站110或120的众多指导消息也减少了寻呼信道的容量。
通过在系统中实现的本发明，重新回顾图1的情况，可以发现本发明不需要移动电话141进行发送。而是由每个基站110或120周期性发送含有区域信息显示记录的广播地址特征通知报文或SMS消息。基站110或120重复特征通知报文的周期由系统设计确定，并且通常在5-15秒范围中。当移动电话141处于特定区域时，它就接收和处理特征通知报文并将区域信息显示给用户。当移动电话141沿区域间边界上的路径142前进时，移动电话141交替接收来自第一基站110或第二基站120的特征通知报文。移动电话141接收并处理的特征通知报文对应于其目前所在的区域。移动电话141就不需要为了获知目前区域而进行主动发送。这就减少了接入信道上负载，并且保存了电话中的电量。另外，因为基站110和120可以使用广播地址消息代替指导消息，因而，就减少了寻呼信道上的负载。可以发现在区域边界中工作的另外的移动电话150和160并没有使系统上的负载增加。每个基站110或120发送区域通知报文与跨越区域边界130的移动电话141、150和160数目无关。每个移动电话141、150和160显示对应于提供区域覆盖范围的基站110和120的区域通知报文。
在图2中概括了区域通知的方法。在开始200该方法之后，从基站204发送区域通知报文。基站并不是响应一个事件而发送区域通知报文，而是消息的发送是基站所要求的唯一的区域通知活动。基站将消息作为广播地址消息配置，以便能同时将该消息指向多个电话。在判定步骤208，基站覆盖范围的限制实际上只允许在电话处于其覆盖范围中时，进行程序处理。没有装置实际执行该判定，而是通过物理覆盖范围限制来做出该判定。如果电话没有处于发送基站的覆盖范围中，所发送的信号就会因为太弱小，而不会有电话接收到。因而程序在240结束。如果在覆盖范围中存在电话，电话就接收区域通知报文210。在判定步骤220，电话检验该消息是否指向该电话。这种检验通过将区域通知报文的广播地址与存储自电话中的预定地址作比较来实现。如果广播地址不是存储在电话中的地址，电话就判定该消息没有指向它。因而，电话就丢弃消息230，并且程序在240结束。如果广播地址与存储在电话中的地址一致，电话就处理消息224，并且将消息中的内容显示给用户228。如果图2的方法以周期为基础重复执行，那么，在基站覆盖范围中的每个电话都将持续更新具有正确的区域信息。
前面所提供的对较佳实施例的描述是为了使本领域的熟练技术人员能完成或使用本发明。对于本领域的熟练技术人员来说，对这些实施例各种修改将是显而易见的，并且在不使用创造性的情况下，在此所定义的一般原理可以应用于其他实施例。这样，本发明并不是要局限于在此所示出的实施例，而是符合与在此所揭示的原理和新颖特征关联的最宽范畴。
权利要求
1.一种用于告知用户他们所处在的预定区域的无线通信系统，其特征在于，所述系统包括定义了多个预定区域的多个基站，每个区域由一个或多个基站组成；以及能在所述预定区域中移动的多个移动单元；其中，每个基站发送对应于基站所在预定区域的区域信息，并且其中每个移动单元通过从所述移动单元目前正在进行通信的基站接收和处理区域信息消息来为用户提供区域存在的指示。
2.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述每个基站周期性发送区域信息消息。
3.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述区域信息消息是特征通知报文。
4.如权利要求3所述的无线通信系统，其特征在于，所述特征通知报文使用广播寻址以及显示记录类型。
5.如权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，所述用户区域存在的指示是特征通知报文显示记录的内容。
6.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述区域信息消息是短消息服务(SMS)消息。
7.一种用于告知多个无线电话用户他们所处在的预定区域的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤从基站发送区域信息消息；由无线电话接收所述区域信息消息；在所述无线电话中处理所述区域信息消息；并且对所述无线电话用户指示对应于所述区域信息消息内容的区域存在。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，周期性重复所述步骤。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述区域信息消息是特征通知报文。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述特征通知报文是广播定址的。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述特征通知报文定义了显示记录类型。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，仅当无线电话具有与特征通知报文中所使用的地址相同的广播地址时，才执行所述指示步骤。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述特征通知报文是短消息服务(SMS)消息。
全文摘要
一种用于向无线终端(例如电话)用户提供区域具体信息的系统和方法。区域具体信息在公共辅助链路上使用可用消息格式进行周期性发送(204)。如果电话处于区域中,它将接收信息(208、210)。如果信息指向该电话(220),电话将处理该信息(224)并将信息显示给用户(228)。如果信息不是指向该电话(220),就丢弃该信息(230)。在CDMA无线电话系统中实现的实例是在特定区域的寻呼信道上使用特征通知报文广播来提供区域具体信息。使用广播寻址来提供该信息。使用特征通知报文在寻呼信道上广播区域具体信息导致移动电话所需的接入信道登记消息数的减少。第二实施例使用结合短消息服务(SMS)的广播寻址来提供区域具体信息。广播寻址的优势在于区域具体信息可以发送给无线终端的分组。这就允许在具有目标为不同无线终端的各种区域具体信息的同一区域中广播。
文档编号H04M3/42GK1379965SQ00814343
公开日2002年11月13日 申请日期2000年8月16日 优先权日1999年8月17日
发明者J·C·奥尔特, S·K·克哈扎卡 申请人:高通股份有限公司