CN1084577C - 移动通信系统及其基站和在其中提供服务的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在移动通信系统中提供服务的方法、通信系统和基站，该通信系统包括交换机、具有复盖区的若干基站、移动站、用于存储位于该系统的服务区之中的移动站的用户数据的集中数据库。为了加快建立连接，当某移动站登记在该基站时，该基站通过从集中数据库提取该移动站的用户数据，保持一个含有登记在该基站的移动站的用户数据的数据库；该移动站发送服务请求到该基站；该基站检验所述移动站的接入权；如果具有使用权，该基站提供服务。

Description

移动通信系统及其基站和在其中提供服务的方法

本发明涉及在移动通信系统中提供服务的一种方法、一种移动通信系统和一种基站，该移动通信系统由一个交换机、具有覆盖区和一些基站、移动站、和用于存储位于该系统的服务区之内的各移动站的用户数据的一个集中数据库组成。

在一些现有技术的移动通信和移动电信网中，用户信息、即用户数据库的集中方式存储在一个网络单元中，通常是在交换机中或与交换机相连的用户数据库中。在大型网络中，用户数据还可以以分散方式被存储在称之为本地移动电话交换机和访问的移动电话交换机或访问者数据库中。例如，在GSM移动通信系统中就是这种情况。

根据集中化的寄存器的这种系统的缺点是位于一个基站的复盖区中的各移动站之间建立连接需要非常长的时间。这是因为必须请求该移动站的位置数据和必须从远离位于各移动站或用户站之间要建立连接的区域中的基站的集中寄存器中检验它们的用户数据。从位于相当远距离，甚至于在其他一些交换机或网络单元之后的寄存器查询数据是缓慢的和不确定的，因为电信连接可能会中断。在上述的大型移动电话网中，用户数据被分离地存储在集中的本地和访问者位置寄存器中或相应的交换机中，对集中的用户数据库的用户数据查询需要一段相当长的呼叫建立时间。这种查询时间很容易地大于1秒。但是，利用移动电话系统的管理机构例如要求基站区域内的整个呼叫建立过程，即便该用户的用户数据被校验，也必须不得超过300ms。在这种现有技术和解决办法中，用户数据查询时间被交换机与基站之间的数据传输延迟给大大地延长了，因为经常是不可能经济地利用它们之间的足够的传输容量。用户数据的查询是特别重要的，因为它包含该用户的授权。用户的授权意味着审查是否该用户和/或该移动站被允许使用网络的各种服务。

现有技术的另外一个解决办法是在包括一个基站的小型系统中，用户数据被存储在该基站中。然而，这是通过各基站经过不用于彼此交换用户数据的话音通路互联的方式实现的。

这种解决办法的缺点是当用户数据要进行更新时，它们不能在网络的每个基站进行更新。此外，利用这种技术构成大型网络是不可能的，如果各基站不用任何交换机，被直接互联，则各基站之间的通信要占用比维持实际无线信道更多的基站接口容量。当大量基站被互联时，这个问题甚至于更为严重。

现有技术的再一个另外的解决办法是所谓基站的备用(fallback)功能。这种类型的基站不具有自己的用户数据库，但它能够在其复盖区内切换用户之间的呼叫。

这种解决办法的缺点是，即将要寄存在该基站或希望建立呼叫的用户或移动站的用户数据无法被检查或授权。因此，有可能使一个非法用户利用这个基站的资源启动通信。

上述的各现有技术的解决办法不是用于必须快速建立呼叫，但需要大量用户数据情况下的移动电话网中，例如，在由管理机构使用的专用移动无线网(PMR)。用户数据包括：每个用户对于该网络服务的权利、优先级、密码、操作状态、群呼的组、和其他数据的用户特定信息。另外，应可能在这样的一个由管理机构利用的PMR网中对一个用户提供非常大的允许的操作区：例如一个整个国家或甚至一个更大的区域。根据上面的描述，因此显而易见，所描述的各个现有技术解决办法不能满足大的移动通信网或移动电话网，通常是由管理机构所利用的PMR网提供的要求，这次要求是快速建立连接和快速检验用户数据。

本发明的目的是解决与上述的现有技术解决办法有关的各种问题。本发明的一个目的是提供一个移动电话网，该网能够快速建立连接和检验用户数据，和该网可以是非常大的(例如包括整个国家)。此外，该网必须有可能以一种灵活的和集中的方式更新网络用户数据。

这种在移动通信系统中提供服务的新型方法是利用本发明的方法实现的，本发明的方法的特征在于，当移动站登记在基站时，该基站通过从集中的数据库取出移动站的用户数据，保持含有登记在基站的该移动站的用户数据；该移动站向该基站发送一个服务请求；该基站根据保持在所述基站中的数据库检验所述移动站的接入权；如果所述移动站具有接入权，则该基站提供由该服务请求所要求的服务。

本发明还提供一个基站，该基站提供一个收发机单元，一个用于通过电信连接将该基站连接到移动通信系统交换机的接口单元。按照本发明的基站包括一个数据库，用于存储登记在该基站的移动站的用户数据；还包括用于根据所述数据库检验向该基站发送服务请求的移动站的接入权的装置。

本发明还涉及一个移动通信系统，该系统包括若干基站，一个交换机，一个以集中方式存储位于该系统的服务区中各个移动站的用户数据的数据库。按照本发明的移动通信系统的特征在于：所述的基站包括一个用于存储在该基站登记的各移动站的用户数据的数据库，和根据所述数据库检验已经向该基站发出服务请求的移动站的接入请求的装置。

本发明基于这样一种思想，即在一个包括包含用户数据的集中的数据库的移动通信系统中，各基站保持较小的数据库，用于存储登记在所述基站的各移动站的用户数据。当一个移动站希望利用由该系统提供的电信服务时，例如建立一次呼叫，这个移动站的用户数据就根据所涉及基站的数据库被检验，此后设基站建立连接。在要建立到登记在相同的基站的一个移动站的连接的情况下，这种连接的建立被特别的加快了。

这样一种在移动通信系统中提供服务的方法的优点是当在一个基站的区域内建立一次呼叫时，该移动通信系统和基站不需要从交换机或经由交换机从系统的集中数据库中请求建立呼叫所需的用户数据。特别是，大多数在管理机构之间建立和连接和落入一个基站区域内的要求迅速通信的场合。这些连接的例子是由警察值班巡逻、发生火灾时消防队、和在事故的出事地点的救护车所需要的。

本发明使得在一个基站的区域内建立的一次呼叫快于如果每次必须向集中数据库请求用户数据的办法。这种优点在多数的通信量都发生在一个基站的区域之中的系统中特别明显。这种系统的一个例子是公安无线系统，在公安无线系统中警察仅在一个基站的区域内连续快速地发出大量呼叫。在公安应用和其他应急应用中连接建立的快速自然是非常重要的。

按照本发明的方法的另外的优点是该基站能够甚至当由于一种或其他原因到交换机的连接中断时也能为逗留在其区域中的用户服务。这是一个非常重要的特点，特别是由管理机构使用的PMR网。在这种系统中具有有效的连接可能是最重要的了，而且可试用有意做出干扰或甚至中断例如基站与系统的其他部分的数据链路连接的情况。

按照本发明的方法的再一个优点是可以在移动通信系统的基站中保持一些分散数据库，以便这些数据库不断地包含登记在这些基站中的移动站的新的用户数据。

本发明的再一个优点是有可能构成比现有的解决办法更大的网，在现有技术的解决办法中基站有数据库，但是这些基站是通过电信连接互联的。这能使例如大型移动电话网的构造用于国家管理机构。

本发明还有一个优点是允许对在该基站区域内进行通信的移动站的用户数据进行检验和被授权以及建立在该基站的复盖区内的各移动站之间的安全连接，甚至在基站与交换机之间的电信连接中断的情况下也能做到。

下面，本发明将参照附图更为详细地被描述，其中：

图1是按照本发明的具有用户数据库的移动通信系统的框图；

图2是在一个基站的一个移动站的登记的信令和事件图；

图3是在一个基站的服务区内建立连接的信令和事件图。

图1是按照本发明的具有用户数据库的移动通信系统的框图。该移动通信系统包括一个基站BS1，在该基站登记有一个是用户站(例如，即一个移动或无线电话)的移动站MS1。

基站BS1、BS3 109包括数据库100，用于存储登记在该基站BS1的用户的用户数据101。用户数据可以包括，例如：号码或该用户的其他识别码；属于该用户的权利，即给予所述移动站使用的在功能和服务方面的主要信息。此外，这些服务或它们中的一些与某种优先级有关。用户数据还包括加密的关键字，用于基站与移动站之间的通信之中对发生在无线通路上的通信业务进行加密。用户数据还包括该移动站的位置，例如基站或位置区的精度。另外，用户数据包括该移动站的状态信息，即是否该移动站被开通，和是否该移动站在一个业务信道上通信或它仅侦听控制信道。状态信息还包括，例如正在进行群呼的信息。

基站BS1还包括交换装置102，用于建立登记在该基站的移动站MS1、MS2之间的连接。基站BS1、BS2还包括至少一个连接到天线的收发信机单元105。收发信机单元105经由无线通路与移动站MS1、MS2通信。

基站还包括用于根据基站的数据库100检验发送服务请求到该基站的移动站MS1的接入权的装置104，所述数据库含有登记在该基站的移动站MS1、MS2的用户数据101。

此外，基站BS1、BS2包括用于从集中数据库110请求登记在该基站的移动站MS1的用户数据111和装置106。

基站BS1、BS2还包括用于通过电信连接108将基站连接到该移动通信系统的交换机112，X的接口单元103。

图1所示的交换机112包括数据库110，用于以集中方式存储在该移动通信系统的服务区中各移动站的用户数据111。移动通信系统可以包括装置113，用于响应于移动站MS1所登记的那个基站BS1，100做出的对于用户数据的请求106，在该移动站不再登记在基站BS2，120时，从基站BS2，120的数据库中擦掉移动站的用户数据。装置113例如位于移动通信系统的交换机112中，或与上述集中的数据库110相连。

图2是在基站BS1中的一个移动站MS1的登记的信令和事件图。MS1是通过发送登记消息201登记在基站BS1的区域的新用户。此后，基站BS1可以检验(202)其数据库100是否已经有该移动站MS1的用户数据。如果该数据库设有(203)包含这些用户数据，则该基站BS1发送(204)一个登记消息到移动通信系统的交换机X。交换机从集中数据库110提取(205)该移动站或用户的数据并同时检查该移动站的位置。如果该移动站已经改变其基站，即从基站BS2的服务区离开到达新的基站BS1的服务区，则该交换机X发送(206)一个去除消息到老的基站BS2。响应于这个消息，老的基站BS2从其数据库中去除(207)移动站MS1的用户数据。

当收到来自(新的)基站BS1的登记消息和检验(205)该移动站的用户数据以后，交换机发送(208)作为数据消息的该移动站的用户数据到该发送登记消息的(新的)基站BS1。基站BS1在其数据库100中存储该移动站的用户数据101。此后基站BS1发送(209)一个证实消息到移动站。利用这个消息，基站通知该移动站在该基站的登记已经成功。

图3是在基站BS1的服务区内建立连接的信令和事件的图。一个移动站MS1，例如一个移动电话希望与一个用户B，即与另一个移动站MB2建立电信连接，例如一次呼叫。移动站MS1发送包括该用户B的识别码，即另外一个移动站的识别码的连接建立请求(302)。基站BS1接收这个连接建立请求(302)并根据本发明从其数据库100检验(303)主叫用户，即移动站MS1的用户数据，和执行必要的检查。和确认和授权该用户。与此同时，接收的用户B的用户数据还可以从数据库100被检验。如果基站BS1具有(304)该移动站可以利用的空闲信道，则该基站发送一个信道命令(305)，利用该命令，命令移动站MS1、MS2移到该所期望的信道上。此后，基站BS1向交换机X发送(306)信道分配的信息。交换机X在其数据库中或在系统的集中数据库中存储(307)这些数据。

当利用本发明的上述方法时，建立一次呼叫需要的时间大约从数秒缩短到数毫秒。这样的改善是有可能的，因为与通过一个不确定的数据链路从一个大型的集中用户数据库提取用户数据相比较，本发明的方法数据可以非常快地，例如通过快速RAM存储器实现的从相当小的基站BS1的数据库100的用户数据表中被检索出来，而在大型集中用户数据库的情况下例如传输差错和传输延迟会引起相当大的附加延迟。

这些附图和对于它们的描述仅试图说明本发明的概念。在其细节上，按照本发明的在移动通信系统中提供服务的方法，该移动通信系统和基站可以在权利要求书的范围内予以修改。虽然本发明主要结合移动电话系统做出上面的描述，但本发明也可以用于其他各种移动通信系统中。

Claims (15)

1.一种在移动通信系统中提供服务的方法，该移动通信系统包括：一个交换机(X、112)，一些具有覆盖区的基站(BS1、BS2、109)，移动站(MS1、MS2)，和用于存储位于该系统的服务区中的各移动站(MS1、MS2)的用户数据(111)的集中数据库(110)，其特征在于：

基站(BS1)保持一个数据库(100)，当移动站登记(201)在该基站(BS1)时，该数据库通过从所述集中的数据库(110)提取的(204)移动站的用户数据包含有登记在该基站的移动站(MS1)的用户数据(101)；

移动站(MS1)向基站发送一个服务请求(302)；

该基站从在所述基站中保持的数据库(100)检验(303)所述移动站的接入权；

如果所述移动站具有接入权，该基站(BS1)提供由服务请求(302)请求的服务。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于：在基站保持一个数据库(100)的步骤中包括以下各步骤：

如果发送登记消息的移动站的用户数据未含在(203)该基站的数据库(100)中，则该基站(BS1)从系统的集中数据库(110)请求(204)所述移动站的用户数据(111)；

响应于这个请求，所述用户数据被发送(208)到所述基站(BS1)；

所述基站(BS1)在其数据库(100)中存储所述用户数据。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，响应于由该基站做出的从集中数据库对用户数据的请求(204)，另外一个基站(BS2)被请求从其数据库中去除所述移动站的用户数据，响应于这个请求，该另外的基站(BS2)从其数据库中去除所述移动站的用户数据。

4.按照权利要求2或3的方法，其特征在于，接收到所述移动站的用户数据时，该基站(BS1)向发送登记消息(201)的移动站(MS1)发送(209)一个证实消息。

5.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述服务请求(302)是一个连接建立请求，响应于该请求，该基站从所述移动站(MS1)将电信连接切换到由连接建立请求(302)限定的目的(MS2)。

6.按照权利要求5的方法，其特征在于，当将电信连接从所述移动站(MS1)切换到在建立连接请求(302)中所限定的目的移动站(MS2)时，基站(BS1)命令(305)所述移动站移到所期望的无线信道。

7.按照权利要求5或6的方法，其特征在于，当将电信连接从所述移动站(MS1)切换到由建立连接请求(302)限定的目的移动站时，基站(BS1)将所述移动站、所述目的移动站，和要使用的无线信道的信息发送(306)到交换机(X)。

8.按照权利要求5或6中任何一个的方法，其特征在于，在建立连接请求(302)中限定的目的移动站是在所述基站(BS1)登记的另一个移动站(MS2)。

9.按照权利要求8的方法，其特征在于，由以下步骤组成：

在基站登记的移动站(MS1)发送(302)一个建立连接请求到基站，用于请求建立与另外一个移动站(MS2)的连接；

该基站根据保持在所述基站(BS1)中的数据库(100)检验所述移动站(MS1)的接入权；

该基站检测存储在所述基站(BS1)的数据库(100)中所述另外的移动站(MS2)的用户数据；

该基站建立(102)在所述一个移动站(MS1)与另外一个移动站(MS2)之间的期望的连接。

10.一种基站(BS1、BS2、109)，包括：

一个收发信机单元(105)；

一个接口单元，用于通过电信连接(108)将基站连接到移动通信系统的交换机(112)，

其特征在于，该基站包括：

用于存储在基站登记的移劝站(MS)的用户数据的数据库(100)，

用于根据所述数据库(100)检验发送服务请求到基站的移动站(MS1)的接入权。

11.按照权利要求10的基站，其特征在于，该基站所述包括：

用于从移动通信系统的集中数据库(110)请求登记在该基站的一个移动站的用户数据(111)的装置。

12.按照权利要求10或11的基站，其特征在于，该基站还包括：

用于在登记在该基站的各移动站(MS1、MS2)之间建立连接的切换装置(102)。

13.一种移动通信系统，包括：

若干基站(BS1、BS2)；

一个交换机(X、112)；

一个数据库(110)，用于以集中形式存储位于该系统的服务区的各移动站的用户数据(111)；

该系统的特征在于所述基站包括：

用于存储登记在该基站的各移动站(MS)的用户数据的数据库(100)；

用于根据所述数据库(100)检验发送服务请求到该基站的移动站(MS1)的接入权的装置(104)。

14.按照权利要求13的移动通信系统，其特征在于所述基站包括：

用于在登记在所述基站(BS1)的各基站(MS1、MS2)之间建立连接的切换装置(102)。

15.按照权利要求13的移动通信系统，其特征在于该基站还包括：

响应于由一个被移动站登记的基站(BS1)做出(106)的该移动站的用户数据请求(204)，从一个该移动站不再登记的基站(BS2)的数据库(100)中抹掉该移动站的用户数据的装置。

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