专利名称：用于确定在卫星通信系统注册的方法和有关的用户终端及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，更具体而言，涉及用于卫星通信的系统和方法。
背景技术：
当用户在一个地理范围内移动时，移动通信系统使用户能够通过各自的用户终端接入通信网。某些移动通信系统将地理范围划分为区，每个区可由移动通信系统的一个部分覆盖。因此，如果用户在被服务的地理范围内从第一区移动到第二区时，移动通信系统可以停止在第一区中提供服务并开始在第二区中提供服务以维持用户的接入。用户可以利用用户终端接入移动通信系统。
图1A示出一种卫星通信系统，通过各自的点波束101和102对位于区120和125的用户终端提供通信服务。该卫星系统通过在与用户终端所在的区对应的点波束内注册用户终端100来为用户终端100提供通信服务。例如，如用户终端100位于区125中，卫星系统将位于区125中的用户终端100注册，并通过点波束102与用户终端100通信。然而，如果用户终端100假定重新定位到区120，卫星系统可对位于区120中的用户终端100重新定位，从而通过点波束101与用户终端100通信。
点波束101和102可以为在卫星110和用户终端100之间通信提供各自的通信信道。特别是，点波束可以对在由点波束覆盖的区内的用户终端提供各自的控制信道。例如，点波束102可在辨别点波束102的控制信道上对位于区125的用户终端广播信息，也可辨别分配给该点波束的通信业务信道。点波束也可以波束对的方式编组，以便辨别相邻的点波束。例如，点波束102和点波束101组成波束对115。而且，用户终端100可以用点波束101，点波束102，或波束对115注册。
用户终端100可以是一种通信设备，例如能够与卫星通信系统通信的无线电话。
用户终端100的位置可通过位置更新步骤注册。位置更新步骤是一种通信协议，由此，用户终端100可以通知卫星系统在地理范围内用户终端的位置。当用户终端100移到新区并需要在新区重新注册时，可以执行位置更新步骤。当用户终端100检测到它目前的点波束的信号强度小于另一个点波束的强度时，用户终端100可以启动位置更新步骤。例如，如果用户终端100假定位于由点波束102提供服务的区内接着移到区120时，用户终端100可以检测到点波束101较强的信号强度。在检测到点波束101较强的信号强度时，用户终端100从与点波束102有关的控制信道切换到与点波束101有关的控制信道，并利用在与点波束101有关的控制信道上广播的信息通知卫星通信系统它的对应于区120的新位置。因而用户终端100在区120中利用卫星系统重新注册。从而，卫星通信系统利用点波束101与用户终端100通信。如果用户终端100在某段时间内在特定的位置中工作，用户终端100也可执行周期性的位置更新步骤。
某些卫星可以呈现出一种称为倾斜轨道的特性，其中投射在地理范围上的点波束周期性地移动或摆动。这样一种摆动示于图1B中。在时刻t1，卫星110通过点波束101为区120服务，和通过点波束102为区125服务。用户终端100位于由点波束102提供服务的区125内。在时刻t2，倾斜轨道可引起点波束在覆盖区120和125中摆动。特别是，点波束101，以前覆盖区120，现在覆盖区120’。同样，点波束102，以前覆盖区125，现在覆盖区125’。而且，以前位于区125中的用户终端100，现在位于由点波束101提供服务的区120’。因此，用户终端100没有移动就已经经受点波束服务的移动。在时刻t3，产生点波束覆盖的另一次移动，可恢复在时刻t1所示的覆盖对用户终端100服务。当倾斜轨道有关的摆动可以是这样的方式，在图1B中描述的点波束覆盖的移动周期性地发生。
如上所述，用户终端100在检测到点波束服务方面的变化时可以启动位置更新步骤，在时刻t1，例如，用户终端100通过点波束102检测服务，然而，在时刻t2，用户终端100检测到一种变化，它的服务由点波束101提供。因而，用户终端100可以启动位置更新步骤。当倾斜轨道引起相反方向摆动时，用户终端100可以检测到在点波束服务方面的另一次移动。从而，用户终端可以执行另一次位置更新。并且，对于点波束覆盖中每次周期性的移位可以请求位置更新步骤。
当用户终端从一个区移动到另一个区时，用户终端100也可以检测在点波束服务方面的变化。例如，如果用户终端100假定从区125移动到区120时，用户终端可以检测到点波束服务从点波束102到点波束101的变化。然后用户终端100可以执行位置更新步骤用点波束101注册。
通过假定在预先规定的时间内原来的点波束覆盖将重新恢复，可以利用注册过程减少由点波束覆盖方面的摆动产生的位置更新次数。该注册过程可要求每个点波束广播唯一识别卫星系统内点波束的单一位置区码(LAC)和在相应控制信道上称为波束对的邻近点波束的目录。当用户终端100检测到点波束服务方面的移动时，用户终端100可以确定是否需要位置更新步骤，由于以上所描述的摆动特性，或者位置更新或许可以不需要。在控制信道上的信息广播对每个点波束可能需要相当大的系统带宽。
如果用户终端100确定新服务的点波束与已注册的点波束组成波束对，用户终端100可以通过执行位置更新步骤用点波束对注册，以避免每次摆动发生时重复地用新点波束重新注册。当用户终端100用服务的波束对注册时，用户终端100启动波束对位置更新定时器，其中波束对位置更新定时器的持续时间超过与倾斜轨道有关的摆动周期。例如，如果将倾斜轨道假定成这样，即摆动周期是六个小时，则波束对位置更新定时器220的持续时间大于六个小时。如果波束对位置更新定时器到期以前，用户终端100检测到原来的点波束覆盖重新恢复，用户终端100保持用当前提供服务的点波束对注册。
然而，如果在波束对位置更新定时器到期以前，用户终端100并未检测到原来的点波束覆盖重新恢复，用户终端100通过执行另一个位置更新步骤用单个服务的点波束重新注册。因此，如果点波束覆盖方面的移动是由于用户终端100的移动引起的，而并不是由于以上描述的倾斜轨道特性造成的，则用户终端100将执行两个位置更新来完成，用单一点波束的注册第一当假定摆动覆盖时，第二当波束对位置更新定时器到期时。因此，当用户终端从第一点波束移动到用第一点波束定义为一个点波束对的邻近点波束时，依据现有技术的系统可能执行过多的位置更新。
在卫星通信系统实施期间未检测出的差错，例如在此所描述的那样，要修理可能是很花钱的。例如，设计差错要修改可能是费钱的或者是复杂的，如果每个用户终端100都需要服务的话就是这样。而且，出于类似的理由，卫星通信系统的运行调整可能是困难的。例如，在倾斜轨道特性方面的改变如果不改变各个用户终端是难以适应的。
尽管有以上讨论过的系统和方法，仍然需要进一步减少在卫星通信系统内发生的位置更新步骤的次数，并能降低解决系统差错和实现系统调节的成本和复杂性。
发明概述本发明的一个目的是提供改进的卫星通信系统和有关的方法和终端。
本发明的另一个目的是减少在卫星通信系统内位置更新步骤的次数。
仍然是本发明的另一个目的是降低在卫星通信系统内所用的用户终端的复杂性。
通过在包括多个卫星点波束发送接收机(其中每个卫星点波束发送接收机规定各自的点波束)的卫星通信系统上注册用户终端的方法达到了这些和其他的目的。将当前点波束注册信息从用户终端发送到卫星通信系统。根据从用户终端接收到的当前点波束注册信息，在卫星通信系统上为用户终端确定已更新的点波束注册信息。将已更新的点波束注册信息从卫星通信系统发送到用户终端。利用从卫星通信系统接收到的已更新点波束注册信息，用户终端更新用于用户终端的当前点波束注册信息。
特别是，当前点波束注册信息可包括用户终端定时器值，提供在一个点波束对内由当前服务的点波束提供的服务持续时间。当前点波束注册信息也可包括当前服务的点波束和以前服务的点波束，其中当前服务点波束目前提供对用户终端的服务，以前服务的点波束紧接着当前服务的点波束以前对用户终端提供服务。
本发明比起现有技术有几个优点。特别是，在卫星通信系统确定已更新的点波束注册可以帮助降低校正设计差错和实施运行调节的成本和复杂性。另外，运行调节和校正可在卫星通信系统实施而不是在每个用户终端。此外，本发明可减少与用户终端移动性有关的位置更新步骤的次数。
特别是，在已经用点波束对注册以后，用户终端可以采用一个位置更新步骤，利用单点波束注册。当用户终端从一个单点波束移动到与以前服务的点波束定义点波束对的邻近点波束时，这种情况可能是通常的。相反，依据现有技术，用户终端可以在已经用点波束对注册以后，用单点波束启动另外的位置更新步骤。结果，依据现有技术，移动用户终端到邻近点波束可引起另外的位置更新步骤。
将当前点波束注册信息传送到卫星通信系统是由用户终端和卫星通信系统之间的通信触发的。特别是，随同通信，例如电话呼叫，将用户终端定时器值发送到卫星通信系统，因而卫星通信系统可以监测一个点波束对内当前服务的点波束的持续时间。当检测到定时器值超过与倾斜的卫星轨道有关的摆动周期时，卫星通信系统将用户终端的注册更新为单个当前服务的点波束。因此，当用户终端移动到邻近点波束，该点波束与以前服务的点波束定义为一个点波束对时，本发明可减少利用单点波束对用户终端注册的位置更新步骤的次数。另外，在实现本系统以后，本发明允许在卫星通信系统上修改在此所描述的注册过程。另外，当与倾斜轨道有关的摆动特性被中止或减少时，可将注册过程禁止。
将当前点波束注册信息发送到卫星通信系统也是通过检测新的服务点波束来触发的，而不是当前的服务点波束和以前的服务点波束以及周期性的位置更新定时器到期，其中周期性位置更新定时器测量从以前的周期性位置更新定时器到期起对用户终端提供服务的持续时间。本发明利用已触发的位置更新步骤发送当前点波束注册信息，减少通过卫星通信系统使用的位置更新的次数。从而通过利用较少的位置更新步骤发送信息到卫星通信系统，本发明可以允许减少卫星通信带宽。
附图简述图1A是依据现有技术的一种卫星通信系统的简图；图1B示出一种依据现有技术，与具有倾斜轨道的卫星有关的交替的点波束覆盖；图2A是依据本发明的一种卫星通信系统的简图；图2B是在图2A的卫星通信系统内使用的，依据本发明的一种用户终端的方框图；和图3是用于说明依据本发明的一种卫星通信系统操作的流程图。
发明详述现在往下将参考示出本发明的优选实施方案的附图，更完整地描述本发明。然而，本发明可用许多不同的形式实施，并且不应该解释为限于在此提出的实施方案；然而，由于这些实施方案的提供，使得这份公开内容更透彻和完整，并且将本发明的内容完全地告知本领域的技术人员。全文中同样的号码归结为同样的部件。正如本领域的技术人员将理解的那样，本发明可作为方法或设备来实施。因此，本发明可采取整个硬件实施方案，整个软件实施方案或软件与硬件方面组合的实施方案的形式。
本发明在此利用说明本发明操作的流程图进行描述。将会理解，每个流程图方框，和流程图方框的组合可由计算机程序指令来实现。这些程序指令可提供给卫星通信系统和/或用户终端内的处理器，使得在处理器上执行的指令建立一种装置，用于实现在流程图方框或若干方框中规定的功能。计算机程序指令可由处理器执行，使一系列的操作步骤由处理器实现，产生计算机实现的过程，使得在处理器上执行的指令提供用于实现在流程图方框或若干方框中规定的功能的步骤。
因此，流程图方框支持用于实现所规定的功能的装置的组合，用于实现所规定的功能的步骤的组合，和用于实现所规定的功能的程序指令装置。也将理解，流程图的每个方框，在流程图中方框的组合，可通过执行所规定的功能或步骤，或专用硬件和计算机指令，以专用硬件为基础的系统来实现。
图2A是依据本发明的一种卫星通信系统的方框图。卫星通信系统包括带有多个卫星点波束发送接收机235的卫星235，这些发送接收机规定在相应区内对用户终端提供服务的各个点波束。例如，当用户终端250在区270中被使用时，点波束225对用户终端250提供服务。同样，如果用户终端250在区275中被使用，卫星通信系统通过点波束280对用户终端250提供服务。
每个点波束可由相应的位置区识别符(LAI)辨别，识别符由卫星通信系统在与相应的点波束有关的控制信道上播放。卫星通信系统将特定的邻近点波束指定为点波束对。例如，点波束225和点波束280定义为点波束对265。当前对用户终端250提供覆盖的点波束称为当前服务点波束。紧接着当前服务点波束以前的对用户终端250提供覆盖的点波束称为以前服务点波束。当对用户终端250的点波束覆盖改变时，用户终端250存储当前和以前服务点波束的LAI。
卫星通信系统利用在卫星通信系统内用于每个用户终端的当前点波束注册信息对用户终端提供服务，从而能够与特定的用户终端通信。例如，当用户终端250用点波束225注册时，卫星通信系统通过点波束225对用户终端250提供服务。而且，用户终端可用单点波束或点波束注册，当用户终端从一个区移动到另一个区时，卫星通信系统可以更新用户终端250的注册。例如，当用户终端250位于区270时，用户终端250可用点波束225注册。当用户终端250移动到区275时，卫星通信系统可以将用户终端250的注册更新为点波束280。从而，卫星通信系统通过点波束280与用户终端250通信。
卫星通信系统也提供来自用户终端250的周期性通信。称为周期性位置更新步骤的周期性通信，使卫星通信系统能够按时间建立用户终端250的状态。在周期性位置更新定时器到期时，由用户终端250启动周期性位置更新步骤，该定时器测量对用户终端250提供服务的持续时间，从以前的来自用户终端250到卫星通信系统的通信使周期性位置更新定时器重新启动起计算。例如，如用户终端250在区270内不动，当周期性位置更新定时器到期时，用户终端250将启动周期性位置更新步骤。然后，周期性位置更新定时器被重新启动。另一种方案是，如果周期性位置更新定时器到期以前，用户终端移动到区275，周期性位置更新定时器可重新启动，没有执行周期性位置更新步骤，因为更新是作为对服务改变的响应被启动的。另外，用户终端250与卫星通信系统通信，提供对用户的电话服务。
如上所述，倾斜卫星轨道可引起与邻近点波束有关的摆动周期，交替对用户终端的点波束覆盖。例如，当用户终端250用于区270内的交替覆盖区中时，用户终端250将交替地由点波束225和点波束280提供服务。特别是，点波束225和点波束280将在摆动周期内每个波束对用户终端250提供服务。而且，在一个摆动周期内，点波束280被指定为当前服务点波束，点波束225被指定为以前的服务点波束用于用户终端250。在下一个摆动周期期间，点波束225被指定为当前服务点波束，点波束280被指定为以前的服务点波束用于用户终端250。
另外，用户终端定时器值指明由当前服务点波束对用户终端250提供服务的持续时间。例如，如果点波束225是用于用户终端250的当前服务点波束，用户终端定时器值指明点波束225已经成为当前服务点波束有多久，每次用户终端250进入一个点波束时，用户终端定时器值被重新启动。该点波束在用户终端250被注册的波束内定义为点波束对，当用户终端250用点波束对注册时，用户终端250保持点波束对注册直到卫星通信系统更新用户终端250注册为止。因此，在交替覆盖周期期间，本发明可减少位置更新步骤所执行的次数。用户终端定时器值被产生以避免该值过早返回或溢出。例如，当用户终端定时器值到达可能被存储的最大值时，最大值被存储在用户终端250中。换句话说，用户终端定时器值在到达可能存储在用户终端250中的最大计数以后并不返回。而且，用户终端250可存储大大大于与倾斜卫星轨道有关的摆动周期的用户终端定时值。
当前点波束注册信息可随同位置更新步骤或随同在用户终端250和卫星通信系统之间的通信发送到卫星通信系统。位置更新步骤是一种通信协议，由此用户终端250可以通知卫星通信系统在卫星通信系统内用户终端的位置。在检测到需要利用卫星通信系统注册用户终端250时，例如周期性位置更新定时器到期，或者当用户终端250检测到具有LAI的新的服务点波束，而不是对应于当前和以前服务点波束的LAI时触发位置更新步骤。在用户终端250和卫星通信系统之间通信包括电话呼叫。
当由位置更新步骤触发时，当前点波束注册信息包括当前服务点波束的LAI和以前服务点波束的LAI。例如，当用户终端250从区270重新定位到区275时，当前服务点波束是点波束280和以前服务点波束是点波束225。因此，用户终端发送点波束225的LAI和点波束280的LAI到卫星通信系统。如果用户终端定时器值正在运行，当前点波束注册信息也包括用户终端定时器，如当用户终端250在点波束对被注册时的情况那样。如果没有以前的服务点波束LAI存在，或者如果在用户终端250内以前服务点波束入口无效，则用户终端250可以发送当前服务点波束作为当前点波束信息。
当由来自用户终端250到卫星通信系统的通信触发时，当前点波束注册信息是用户终端定时器值，提供由点波束对内当前服务点波束提供的服务的持续时间。当用户终端250用点波束对注册时，用户终端时间值正在运行，则用户终端定时器值被包括在当前点波束注册信息内。例如，当用户终端250用点波束对265注册，并且当前由作为点波束对265的部分的点波束225覆盖时，用户终端定时器值指明从以前在点波束覆盖中的摆动起点波束225已经提供服务的时间，用户终端定时器值可以由用户终端定时器277产生。
由此卫星通信系统可以当用户终端250用点波束对注册时，利用用户终端定时器值监测当前服务点波束的持续时间。如果卫星通信系统确定当前服务点波束的持续时间超过摆动周期，则用户终端的点波束注册可被更新，以反映出用单服务点波束注册。因此，卫星通信系统可以在定义成波束对的两个点波束中寻呼用户终端250，用户终端以前在该波束对中注册。当用户终端250对寻呼作出响应时，通信系统可以确定哪个点波束当前正在对用户终端250提供服务，并利用适当的点波束与用户终端250通信。因此，本发明可以允许降低系统通信带宽的要求，因为可以减少位置更新的次数。
控制器205通过相应的点波束控制信道接收从用户终端250发送的当前点波束注册信息。例如，控制器205可以从用户终端250接收当前的点波束注册信息，指明用户终端250当前由点波束225提供服务，用户终端250以前由点波束280提供服务。另外，当前点波束注册信息可以包括用户终端定时器值，指明当前服务的点波束覆盖的持续时间。
控制器205利用当前点波束注册信息更新用户终端的注册。特别是，控制器利用数据库255确定，是否用户终端250正在由单点波束或点波束对提供服务。例如，如果当前注册信息指明，用户终端250当前由点波束225提供服务，以前由并未与点波束225定义成点波束对的点波束提供服务，控制器205通过指明用户终端250当前由单点波束225提供服务，更新对用户终端250的点波束注册信息。
另一种方案是，如果当前注册信息指明当前和以前服务的点波束定义一个点波束对，控制器205利用用户终端定时器值确定是否当前服务的点波束已经在超过与倾斜轨道有关的摆动周期的持续时间内提供服务。如果用户终端定时值并未超过与当前和以前服务的点波束有关的摆动周期时，控制器205指明用户终端250用由当前和以前服务的点波束定义的点波束对注册。如果用户终端定时器值超过与当前和以前服务点波束有关的摆动周期，控制器205指明用户终端250用单个当前服务点波束注册。
例如，如用户终端250当前由点波束225服务，以前由点波束280服务，并且用户终端定时器值超过与点波束对265有关的摆动周期，控制器205确定对用户终端250点覆盖中的移动是由于用户终端250的移动而不是与点波束对265有关的摆动。因此，控制器205指明用户终端250用单个当前服务点波束225注册。控制器205通过卫星235发送已更新的点波束注册信息到用户终端250，使用户终端可以更新存储在用户终端250中的当前点波束注册信息。在一种实施方案中，控制器205是移动交换中心。
因此，依据本发明的卫星通信系统根据从用户终端250连同位置更新步骤或用户终端250和卫星通信系统之间的通信一起接收到的当前和以前的服务点波束，确定已更新的注册信息。如果当前和以前服务点波束定义为一个点波对，并且当前服务点波束已经在超过摆动周期的持续时间内提供点波束覆盖，则卫星通信系统更新用户终端250的注册，指明用户终端250用单个服务点波束注册。
因此，当用户终端通过发送注册信息连同位置更新步骤从一个区移动到另一个区时，本发明允许减少位置更新步骤的次数。位置更新步骤可以由周期性的位置更新定时器的到期，或者由用户终端250检测到并不存储在用户终端存储器中的新服务点波束来触发。作为对照，在依据现有技术的系统中，如果一开始用单个点波束注册的用户终端移动到与初始的点波束定义成点波束对的一个新的点波束，则用户终端将用点波束对重新注册。在摆动周期到期以后，对用户终端的点波束覆盖仍然由新的点波束提供，因此用户终端注册第二次，由此，当用户终端移动到系统内的不同区时，现有技术可以利用附加的位置更新步骤，用单个点波束注册用户终端。换句话说，现有技术的点波束注册是在用户终端上被确定的。
本发明的数据库255存储点波束对记录，辨别在卫星通信系统内定义点波束对的点波束。例如，数据库255包含指明点波束225和点波束280定义为点波束对265。控制器205利用数据库255确定是否用户终端250经受摆动的点波束覆盖。特别是，控制器205利用数据库255确定是否当前服务的点波束和以前的服务点波束定义为一个点波束对。
例如，当用户终端250一开始位于区270和经受摆动覆盖时，由点波束225和点波束280交替地对用户终端250提供服务。因此，从用户终端250接收到的当前注册信息将包括点波束225和点波束280。控制器205利用数据库255确定点波束225和点波束280在卫星通信系统内定义为点波束对。在一种实施方案中，数据库255包括主位置寄存器215，存储对卫星通信系统的用户记录。数据库255也可包括访问者位置寄存器220，存储与本发明的卫星通信系统相符合的其他卫星通信系统用户的记录。
如上所述，控制器205和数据库255作为通过无线电链路与卫星235相连的地面站的一部分来讨论的。然而，将理解，以上所讨论的控制器205和数据库255的功能将在地面站和卫星之间被划分。另一种方案是，这功能可在卫星上提供。而且，如所示的那样，卫星通信系统可以包括一个地面站和卫星，或者可以包括多个地面站和/或卫星。
现在参考图2B，用户终端250可以是一种通信设备，例如无线电话，能够与卫星通信系统通信。用户终端250可以选择为个人计算机，个人数字助手，或其他适配成提供与卫星通信系统通信的其他电子设备。用户终端250可以包括天线271，用于广播和接收卫星发送接收机235和用户终端250之间的通信。发送接收机271接收来自处理器273的通信，用于发送到卫星发送接收机235并接受从卫星发送接收机接收到的通信。检测器276检测由发送接收机277接收到的点波束的信号强度。周期性位置更新定时器274测量从执行上次位置更新步骤起已经过的时间。处理器273管理用户终端操作并协调在此所描述的部件的操作。用户终端存储器281存储当前和以前服务的点波束LAI和用于操作和管理用户终端250的信息。用户终端存储器281可以是一种非挥发性存储器，I/O接口287为用户终端250提供通用输入和输出功能。例如，I/O接口287可以包括用于用户终端250的键板，显示，话筒，和扬声器。
用户终端250将当前和以前的服务点波束LAI存入用户存储器281。当用户终端250在卫星通信系统内从一个区移动到另一个区时，存储在用户终端250中的当前的和以前的服务点波束LAI可以改变。例如，如果用户终端250一开始位于区270中，以前没有在邻近区中服务，用于点波束225的LAI被作为当前服务点波束存储在用户终端存储器281中，一开始没有存储以前的服务点波束。换句话说，在用户终端存储器281中以前服务点波束入口是无效的。当用户终端250移动到区275时，用户终端250检测点波束280作为新的服务点波束。当前的服务点波束(点波束225)被存储在用户终端存储器中作为以前的服务点波束和新的服务点波束(点波束280)被存储在用户终端存储器281中作为当前的服务点波束。
当用户终端250检测到它当前服务的点波束的信息强度小于新的服务点波束的信息强度，并且新服务的点波束并不是存储在用户终端存储器281中的以前服务点波束，则用户终端250可以启动位置更新步骤。例如，如果用户终端250位于由点波束225服务的区270内，并接着移动到区275，用户终端250检测到点波束280更大的信号强度。在检测到点波束280更大的信号强度时，用户终端250确定是否新服务点波束280的LAI被存储在用户终端存储器281中作为当前或以前的服务点波束。如果新服务点波束并不包含在用户终端存储器281中，存储在用户终端存储器281中的当前服务点波束成为以前的服务点波束，新服务点波束成为存储在用户终端存储器281中的当前服务点波束。因为新服务点波束以前未存入用户终端存储器281，位置更新步骤被触发。
另一种方案是，用户终端250可以确定，新服务点波束被包含在用户终端存储器281中，使得用户终端250并不启动位置更新存储器。因此，当服务在一个点波束对的两个点波束之间摆动时，位置更新步骤并不被触发。例如，如果在上例中，新服务点波束被作为以前服务点波束包含在用户终端存储器281中，当前服务点波束成为以前服务点波束，以前服务点波束成为当前服务点波束，位置更新步骤未被触发。
当卫星通信系统确定应该改变注册时，用户终端250从卫星通信系统接收已更新的点波束注册信息，指明对用户终端250的注册。已更新的点波束注册信息指明用户终端250由卫星通信系统利用点波束对或单个点波束注册。如果已更新的点波束注册信息指明用户终端250用点波束对注册，用户终端250将已更新的点波束注册信息存入用户终端存储器281。如果已更新的点波束注册信息指明用户终端250用单个点波束注册，用户终端250存储已更新的点波束注册信息作为当前的服务的点波束，并使用户终端存储器250中以前点波束入口无效。
图3是用作说明依据本发明的一种卫星通信系统操作的流程图。当用户终端检测到可能需要用卫星通信系统注册(例如，当用户终端并未被用卫星通信系统注册，或者当用户终端检测到一个新服务点波束，具有的LAI并不是对应于存储在用户终端中的当前的和以前的服务点波束，或者当周期性位置更新定时器到期)，可以触发位置更新(方框305)。如果不需要更新，用户终端操作在方框307继续进行。如果用户终端并不启动对卫星通信系统的非位置更新步骤通信，例如电话呼叫，处理在方框340继续进行。
如果存储在用户终端中的当前服务点波束或者以前服务点波束无效(方框340)，用户终端定时器值，如果正运行着的话，被清除(方框355)，用户终端继续正常操作(方框365)。如果存储在用户终端中的当前服务点波束和以前的服务点波束有效(方框340)，例如，当用户终端一个点波束对注册，用户终端确定，是否检测到一个新的服务点波束，指明用户终端的点波束覆盖已经移动到点波束对的以前服务点波束(方框345)。如果用户终端检测到点波束覆盖中的移动，当前服务点波束被指定为以前服务点波束，以前服务点波束被指定为当前服务点波束(方框350)，用户终端定时器值被重新启动(方框360)，用户终端继续正常操作(方框365)。
在正常操作期间，用户终端实施注册，通信，和其他所需的功能，在检测到新的点波束时，用户终端从正常操作(方框365)重新进入方框305。
现在回过来参考方框305，如果更新被触发，用户终端将当前点波束注册信息发送到卫星通信系统(方框310)。当前点波束注册信息可以包括当前服务点波束的LAI和以前服务点波束的LAI。另一方案是，当用户终端定时器值正在运行时，例如，当用户终端在一个点波束对中被注册时，当前点波束注册信息包括用户终端定时器值。当周期性位置更新定时器到期时，用户终端并未用卫星通信系统注册，或者当用户终端250检测到一个新的服务点波束，具有的LAI并不对应于当前的和以前的服务点波束时，可以触发位置更新步骤。
根据从用户终端接收到的当前点波束注册信息，卫星通信系统确定已更新的点波束注册信息。特别是，如果当前服务点波束和以前服务点波束并不定义为一个点波束对(方框315)，卫星通信系统确定用户终端用单个当前服务点波束，确定(方框330)存储在用户终端中的以前服务点波束是无效的，并发送已更新的点波束注册信息到用户终端(方框331)。通过当已更新点波束注册信息被提供以对非位置更新步骤通信时使以前的LAI无效，利用接收到的已更新点波束注册信息(方框335)，用户终端更新存储在用户终端存储器中的当前点波束注册信息。另一种方案是，通过当已更新点波束注册信息被提供以对位置更新步骤(方框305)作出响应时，将当前LAI作为当前LAI存储并使以前的LAI无效，利用接收到的已更新点波束注册信息(方框335)，用户终端更新存储在用户终端存储器中的当前点波束注册信息。然后用户终端操作在方框340用当前服务点波束重新恢复，其中以前服务点波束在用户终端存储器中是无效的。
回过来参考方框315，如果当前服务点波束和以前服务点波束定义为一个点波束对并且用户终端定时器值被包括在当前点波束注册信息中，卫星通信系统确定是否用户终端定时器值超过与当前和以前服务点波束有关的摆动周期(方框320)。如上所述，用户终端定时器值提供由点波束对内当前服务点波束所提供的服务的持续时间。如果用户终端定时器值超过与当前和以前服务点波束有关的摆动周期，卫星通信系统确定用户终端应该用单个当前服务点波束对(方框330)注册，确定存储在用户终端中的以前服务点波束是无效的，并将已更新的点波束注册信息发送到用户终端(方框326)。用户终端利用接收到的已更新点波束注册信息更新存储在用户终端中的当前点波束注册信息。然后用户终端操作在方框340恢复。因此，从卫星通信系统对于用户终端的相继的寻呼将通过用户终端被注册的点波束发送。
回过来参考方框320，如果用户终端定时器值并未超过与当前和以前服务点波束有关的摆动周期，卫星通信系统指明用户终端用点波束对注册并将已更新的点波束注册信息发送到用户终端(方框325)。
现在回过来参考方框307，如果用户终端启动与卫星通信系统的非位置更新步骤的通信，则当前点波束注册信息被发送到卫星通信系统(方框306)。如果用户终端定时器值正是在运行中(例如用户终端在点波束对中注册)，则当前点波束注册信息是用户终端定时器值。卫星通信系统查看用户终端定时器值，是否包括在与倾斜的卫星轨道摆动周期有关的当前点波束注册信息中(方框308)。当用户终端定时器值超过倾斜轨道的摆动时间，如上所述，处理在方框330继续。用户终端通过使存储在用户终端中以前的LAI无效更新当前点波束(方框333)。回过来参考方框308，当用户终端定时器并未超过倾斜的轨道摆动时间，正常的操作在方框365继续。
本发明比起现在技术有几个优点，特别是，在卫星通信系统上确定已更新的点波束注册可以帮助降低校正设计差错和实现运行调节的成本和复杂性。另外，运行调节和校正可以在卫星通信系统上实现而不是每个用户终端。此外，本发明允许减少与用户终端移动性有关的位置更新步骤的数目。特别是，在已经用单波束对注册以后用户终端利用一种位置更新步骤以单个点波束注册，其中点波束对可通过检测新服务点波束触发而不是当前或以前服务点波束或者周期性位置更新定时器到期来触发。当用户终端从单个点波束移动到与以前服务点波束定义为点波束对的邻近点波束时，这种情况可能是共同的。作为对照，依据现有技术，用户终端可以启动附加的位置更新步骤，在已经用点波束对注册后，用单个点波束注册。因此，将用户终端移动到邻近点波束可能引起附加的位置更新步骤要被使用。
在附图和说明书中，已经公开了典型的本发明的最佳实施方案，虽然采用了专门的术语，它们只是在一般的和描述意义上的使用，并不是为了限定，本发明的范围由在以下的权利要求书提出。
权利要求
1．一种利用卫星通信系统对用户终端注册的方法，该系统包括多个卫星点波束发送接收机，其中每个卫星点波束发送接收机规定各自的点波束，所述的方法包括以下步骤将当前的点波束注册信息从用户终端发送到卫星通信系统；根据从用户终端接收到当前点波束注册信息在卫星通信系统上为用户终端确定已更新的点波束注册信息。将所述的已更新的点波束注册信息从卫星通信系统发送到用户终端；和利用从卫星通信系统接收到已更新的点波束注册信息，为用户终端更新当前的点波束注册信息。
2．如权利要求1的方法，其中当前点波束注册信息包括当前服务点波束和以前服务点波束，其中当前服务点波束当前对用户终端提供服务，和其中以前点波束紧接在当前服务点波束以前对用户终端提供服务。
3．如权利要求2的方法，其中当前点波束注册信息还包括用户终端定时器值，其中用户终端定时器值提供在一个点波束对内由当前服务点波束提供的服务的持续时间，其中当前服务点波束和以前服务点波束定义为点波束对。
4．如权利要求1的方法，其中所述的发送当前点波束注册信息的步骤由用户终端和卫星通信系统之间的通信触发。
5．如权利要求2的方法，其中所述的发送当前点波束注册信息的步骤是根据检测到新的服务点波束而不是当前服务点波束和以前服务点波束触发的。
6．如权利要求1的方法，其中所述的发送当前点波束注册信息的步骤是根据周期性位置更新定时器的到期触发的，其中周期性位置更新定时器测量从周期性位置更新定时器以前的到期起对用户终端提供服务的持续时间。
7．如权利要求2的方法，其中已更新的点波束注册信息包括这样的信息，当当前服务点波束和以前服务点波束并不定义成一个点波束对，其中点波束对由两个邻近的点波束定义时，指明用户终端用单个点波束注册。
8．如权利要求3的方法，其中已更新的点波束注册信息包括这样的信息，当当前点波束和以前点波束定义成一个点波束对，和用户终端时间值超过或等于与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，指明用户终端用点波束对注册。
9．如权利要求3的方法，其中已更新的点波束注册信息包括这样的信息，当当前服务点波束和以前服务点波束定义成一个点波束对和用户终端时间值并未超过与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，指明用户终端用点波束对注册。
10．如权利要求2的方法，其中所述的更新步骤包括将从卫星通信系统接收到的已更新的点波束注册信息存入用户终端的步骤。
11．如权利要求3的方法，其中所述的更新步骤还包括当从通信卫星系统接收到的已更新点波束注册信息指明用户终端用单个点波束注册时，使用户终端中以前的点波束无效和清除用户终端定时器的步骤。
12．如权利要求2的方法还包括以下步骤检测新的服务点波束；将当前服务点波束指定为以前服务点波束；将新的服务点波束指定为当前服务点波束；和清除用户终端时间值，其中用户终端时间值测量在一个点波束对内由当前服务点波束提供的服务的持续时间，其中当前的点波束和以前的点波束组成点波束对。
13．如权利要求7的方法，其中点波束对标识符被存储在数据库中，其中点波束对标识符提供一种是否当前服务点波束和以前服务点波束定义成点波束对的指示。
14．如权利要求13的方法，其中数据库还包括一个标识位置(homelocation)寄存器和一个访问位置寄存器，其中标识位置寄存器存储用户的标识符，和其中访问位置寄存器存储有关的用户的标识符。
15．如权利要求1的方法，其中当前点波束注册信息包括用户终端定时器值，其中用户终端定时器值提供在一个点波束对内由当前服务点波束提供的服务的持续时间，其中当前服务点波束和以前服务点波束定义成点波束对。
16．如权利要求15的方法，其中已更新的点波束注册信息指明当用户终端时间值超过或等于与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，用户终端用单个点波束注册。
17．如权利要求15的方法，其中已更新的点波束注册信息指明，当用户终端时间值并未超过与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，用户终端用点波束对注册。
18．一种用于与卫星通信系统通信的用户终端，该系统包括多个卫星点波束发送接收机，其中每个卫星点波束发送接收机规定各自的点波束，所述的用户终端包括发送和接收到达和来自卫星通信系统的通信的发送接收机；存储器，其中所述的存储器存储用于用户终端的当前点波束注册信息；和连到所述的发送接收机和所述的存储器的处理器，其中所述的处理器从所述的存储器，通过所述的发送接收机将所述的当前点波束注册信息发送到卫星通信系统，其中卫星通信系统根据从用户终端接收到的所述的当前点波束注册信息确定已更新的点波束注册信息，其中所述的处理器从卫星通信系统通过所述的发送接收机接收所述的已更新的点波束注册信息，和其中所述的处理器将所述的来自卫星通信系统的已更新点波束注册信息存入所述的存储器。
19．如权利要求18的用户终端，其中当前点波束注册信息包括当前服务点波束和以前服务点波束，其中当前服务点波束当前对用户终端提供服务和其中以前服务点波束紧接着当前服务点波束以前对用户终端提供服务。
20．如权利要求19的用户终端，其中当前点波束注册信息还包括用户终端定时器值，其中用户终端定时器值提供在一个点波束对内，由当前服务点波束提供的服务的持续时间，其中当前服务点波束和以前服务点波束定义成点波束对。
21．如权利要求18的用户终端，其中当前点波束注册信息的发送是由用户终端和卫星通信系统之间的通信触发的。
22．如权利要求19的用户终端，其中在检测到新的服务点波束而不是当前服务点波束和以前服务点波束时，当前点波束注册信息的发送被触发。
23．如权利要求18的用户终端，其中在周期性位置更新定时器到期时，当前点波束注册信息的发送被触发，其中周期性位置更新定时器测量从周期性位置更新定时器以前的到期起，对用户终端提供服务的持续时间。
24．如权利要求19的用户终端，其中已更新的点波束注册信息包括这样的信息，当当前服务点波束和以前服务点波束并不定义成点波束对，其中点波束对由两个邻近点波束组成时，指明用户终端用单个点波束注册。
25．如权利要求20的用户终端，其中已更新的点波束注册信息包括这样的信息，当当前点波束和以前点波束定义成点波束对和用户终端时间值超过或等于与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，指明用户终端用单个点波束注册。
26．如权利要求20的用户终端，其中已更新的点波束注册信息包括这样的信息，当当前服务点波束和以前服务点波束定义成点波束对，和用户终端时间值并未超过与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，指明用户终端用单个点波束对注册。
27．如权利要求19的用户终端。其中更新包括将从卫星通信系统接收到的已更新点波束注册信息存入用户终端。
28．如权利要求20的用户终端，其中更新还包括当从通信卫星系统接收到已更新的点波束注册信息指明用户终端用单个点波束注册时，使用户终端中以前的点波束无效并清除用户终端定时器。
29．如权利要求18的用户终端，其中所述的处理器还检测新的服务点波束，指定当前服务点波束为以前服务点波束，指定新的服务点波束为当前的服务点波束，并清除用户终端时间值，其中用户终端时间值测量在点波束对内由当前服务点波束提供的服务的持续时间，其中当前点波束和以前点波束组成点波束对。
30．如权利要求18的用户终端，其中当前点波束注册信息包括用户终端定时器值，其中用户终端定时器值在点波束对内提供由当前服务点波束提供的服务的持续时间，其中当前服务点波束和以前服务点波束定义成点波束对。
31．一种与用户终端通信的卫星通信系统，该系统包括多个卫星点波束发送接收机，其中每个卫星点波束发送接收机规定各自的点波束；和连到所述的点波束发送接收机的控制器，其中所述的控制器从用户终端通过所述的发送接收机之一接收当前点波束注册信息，其中所述的控制器根据所述的当前点波束注册信息确定已更新的点波束注册信息，和其中所述的控制器通过所述的发送接收机发送所述的已更新点波束注册信息到用户终端，使得能利用所述的已更新的点波束注册信息在用户终端上更新当前的点波束注册信息。
32．如权利要求31的卫星通信系统，其中当前点波束注册信息包括当前服务点波束和以前服务点波束，其中当前服务点波束当前提供对用户终端的服务，和其中以前的点波束紧接着当前服务点波束以前对用户终端提供服务。
33．如权利要求32的卫星通信系统，其中当前点波束注册信息还包括用户终端定时器值，其中用户终端定时器值在一个点波束对内提供由当前服务点波束提供的服务的持续时间，其中当前服务点波束和以前服务点波束定义成点波束对。
34．如权利要求32的卫星通信系统，其中已更新的点波束注册信息包括这样的信息，当当前服务点波束和以前服务点波束并未定义成点波束对时，指明用户终端用单个点波束注册，其中点波束对由两个相邻的点波束组成。
35．如权利要求33的卫星通信系统，其中已更新的点波束注册信息包括这样的信息，当当前点波束和以前点波束定义成一个点波束对，和用户终端时间值超过或等于与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，指明用户终端用单个点波束注册。
36．如权利要求33的卫星通信系统，其中已更新的点波束注册信息包括这样的信息，当当前服务点波束和以前服务点波束定义成点波束对，和用户终端时间值并未超过与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，指明用户终端用点波束对注册。
37．如权利要求34的卫星通信系统，其中点波束对标识符被存储在数据库中，其中点波束对标识符提供是否当前服务点波束和以前服务点波束定义成点波束对的一种指示。
38．如权利要求37的卫星通信系统，其中数据库还包括标识位置寄存器和访问位置寄存器，其中标识位置寄存器存储用户的标识符，和访问位置寄存器存储有关的用户的标识符。
39．如权利要求31的卫星通信系统，其中当用户终端时间值超过或等于与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，已更新点波束注册信息指明用户终端用单个点波束注册。
40．权利要求39的卫星通信系统，其中当用户终端时间值并未超过与当前和以前服务点波束有关的摆动周期时，已更新的点波束注册信息指明用户终端用点波束对注册。
全文摘要
在卫星通信系统对用户终端注册的方法,该系统包括多个卫星点波束发送接收机,其中每个卫星点波束发送接收机规定各自的点波束。当前点波束注册信息被从用户终端发送到卫星通信系统。根据从用户终端接收到的当前点波束注册信息,在卫星通信系统上为用户终端确定已更新的点波束注册信息。将已更新的点波束注册信息从卫星通信系统发送到用户终端。用户终端利用从卫星通信系统接收到的已更新点波束注册信息,对用户终端更新当前点波束注册信息。也讨论了有关的系统和用户终端。
文档编号H04B7/185GK1299539SQ99805670
公开日2001年6月13日 申请日期1999年3月24日 优先权日1998年5月1日
发明者H·林德哈尔, J·科莱夫 申请人:艾利森公司