CN1115939C - 移动通信系统中重新连接掉话的方法 - Google Patents

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Abstract

一种重新连接终止的通信链路的方法，所述通信链路是当在移动台(MS)用户和通过移动通信系统与所述移动台用户通信的用户进行通信的服务期间，由服务中的中断终止的，所述移动通信系统有多个一对一连接的移动交换中心(MSC)，每个MSC与多个基站(BS)相连，该方法包括步骤：当在MS用户和其它用户之间进行服务期间，从多个BS中的一个提供服务的BS和连接到提供服务的BS的MSC接收有关通信链路的信息，所述接收到的通信链路信息由MS存储；和当服务中断持续至少第一预定时间周期时，从MS发送存储的通信链路信息；其中，通信链路信息包括关于连接到当前提供服务的BS的当前MSC和当前提供服务的BS的小区的信息。

Description

移动通信系统中重新连接掉话的方法
                      发明背景
1.本发明领域
本发明一般涉及无线通信领域，具体涉及在移动通信系统中重新连接掉话的方法。
2.相关技术说明
在公共陆地移动网络(PLMN)中，无线电环境下的基站与移动台是相互连接的。在一些情况下，由于环境的物理特征对无线电信号的传播产生不利影响，在盲区就不能提供足够的呼叫服务。而且，当终端用户步行时或在移动的运输工具上时，也会发生暂时的掉话现象。
按照传统的技术，(1)当由于环境的物理特征在盲区发生暂时掉话时；(2)在异常的越区切换情况下；(3)在功率控制发生问题时；尽管移动台要继续进行呼叫，系统都会断开呼叫。
更具体地说，如果在盲区或者由于环境的物理特征，掉话持续了一个预定时间周期，就决定了不能再提供呼叫服务并且会释放该呼叫。在IS-95中，预定时间大约为5秒(即等于一个帧周期20ms×270)。在这种非有意的呼叫释放情况下，呼叫方必须尽可能地呼叫被呼叫方，从而恢复呼叫。
如果在越区切换期间移动台与基站之间发生了服务障碍，而移动台保持通信链路，那么将通过旧的基站执行控制操作，此时，虽然邻近的基站具有好的信号传播环境，但它会导致通信链路的断开。
基站与移动台之间的功率控制的实施非常敏感，尤其是在CDMA系统中。因为从特定的移动台和特定的基站发送的信号被认为是对其它移动台和基站的噪声信号，所以使发送功率达到最小是非常必要的。因而，当基站判断出特定移动台中的不可靠功率控制会在系统中引起掉话时，它将立刻断开呼叫，从而消除掉话源。
本发明概述
本发明的一个目的是，提供一种在移动通信系统中，改进在呼叫服务时的呼叫断开的方法。
本发明的另一个目的是，根据协商中移动台的响应，提供一种处理掉落以及要被断开的呼叫的方法。
本发明的另一个目的是，提供一种防止不必要呼叫断开的方法。其中，防止不必要的系统的呼叫断开并且检测移动台的响应，该不必要的呼叫断开是根据有关无线电信道异常的其单方决定进行的。
本发明的另一个目的是，提供一种保持呼叫服务的方法。其中，当在无线电环境中检测到异常时，移动台搜索新的信号传播环境，并请求将现有的呼叫与可用于通信的基站系统重新连接。
本发明的另一个目的是，提供一种当前向和反向信道出现异常时，通过请求与可用的信道进行呼叫的重新连接来保持呼叫服务的方法。
简言之，这些和其它目的是采用下面的方法实现的，该方法重新连接当在MS用户和与MS用户通过一移动通信系统进行通信的用户之间的服务期间、由服务障碍而中断的通信链路，其中，该移动通信系统具有多个一对一连接的移动交换中心(MSC)，每个MSC与多个基站相连。在该方法中，当在移动台用户与其它用户之间的服务期间，移动台从基站和与移动台相连的MSC接收关于MS的位置以及呼叫连接的信息，存储接收到的信息。如果服务障碍持续了至少一个第一预定时间周期，那么移动台将发送存储的移动台位置以及呼叫连接的信息。其中，通信链路信息包括关于连接到当前提供服务的BS的当前MSC和当前提供服务的BS的小区的信息。
附图的简要说明
通过参照附图以及下面的详细说明，将会更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点，附图中：
图1是表示  应用本发明实施例的移动通信系统中的示范例的方框图；
图2是表示按照本发明的实施例，始发呼叫建立过程的流程图；
图3是表示按照本发明的实施例，终止呼叫建立过程的流程图；
图4是表示按照本发明的实施例，根据系统的命令的呼叫重新连接过程的流程图；
图5是表示按照本发明的实施例，根据移动台的请求的呼叫重新连接过程的流程图；
图6A是说明了分配请求(Assignment Request)信号的格式，该信号包括单元MSC Call_ID；
图6B是表示按照本发明的实施例，图6A所示的MSC Call_ID的结构的详细说明；
图7是表示按照本发明的实施例，根据系统的命令的移动台中呼叫重新连接控制操作的流程图；
图8是表示按照本发明的实施例，根据系统的命令，在系统(BSS和MSC)控制操作中，呼叫重新连接控制操作的流程图；
图9是表示按照本发明的实施例，当移动台请求重新连接呼叫时，移动台中的呼叫重新连接控制操作的流程图；
图10是表示按照本发明的实施例，当移动台请求重新连接呼叫时，在系统(BSS和MSC)控制操作中，呼叫重新连接控制操作的流程图；
图11是表示现有的命令消息的附加(请见标号620)的示范例；
图12是表示传统呼叫处理的状态转换图；和
图13是表示按照本发明的实施例，呼叫处理的状态转换图。
优选实施例的详细描述
下面将参照附图说明本发明的优选实施例。在下面的说明中，没有详细说明公认的功能或结构，以避免出现不必要的细节而混淆本发明。
术语和定义：
“进行中的呼叫服务”：话音通信和静止图像、运动图像等数据通信正在执行的状态。
“掉话”：是指不能再暂时或永久保持的呼叫服务提供的呼叫。(单向和双向)呼叫断开、或者特定信道上的噪声、或者其它不可用的服务状况都可能会引起掉话。
“呼叫断开”：是指呼叫断开持续一个预定时间的状态。
本发明的实施例将示例性地依照北美数字移动通信系统标准(IS-95，IS-634，和IS-41系列)的内容进行描述。本发明也可用于第三代移动通信(CDMA2000，UMTS)，第三代移动通信可提供高质量话音、高速数据、运动图像、以及因特网(Internet)浏览的附加服务。
参照图1，采用本发明的移动通信系统包括HLR(归属位置寄存器80)、MSC(移动交换中心)MSC0 70a和MSC1 70b、BSC(基站控制器)BSC00 64a、BSC0164b和BSC10 64c、BTS(基站收发器子系统)BTS000 62a到BTS101 62f和MS50。在PLMN中多个HLR和MSC相互连接，从而执行用户管理和呼叫切换。如图1所示，单个HLR 80与多个MSC MSC0 70a和MSC1 70b相连。每个MSC依次与多个BTS相连，并且每个BSC与多个BTS相连。BS通常是由BSC和BTS组成的。
MSC控制到PSTN(公共切换电话网络)和PLMN的连接。BSC控制无线电链路，并执行越区切换，BTS形成与MS相连的无线电链路并管理无线电资源，HLR将用户的位置寄存，并作为数据库来存储用户的信息。每个MSC都有VLR(访问者位置寄存器)，用于暂时存储进入MSC服务区的MS的信息。如果MS进入了其它服务区，那么将丢弃该存储的信息。
为了建立呼叫，移动通信系统在MS和BTS之间分配无线电信道，在BTS和BSC之间、BSC和MSC之间、以及MSC与PLMN或外部网络如PSTN之间，形成通信链路。如果由于MS在盲区或由于无线电环境的特征，建立的呼叫不能保持一个预定时间，那么移动通信系统将通常断开呼叫。盲区的问题可能是由很多情况引起的，包括例如，电梯、无中断隧道、位于各邻近小区间的长隧道、或密集高层建筑间的盲区。
本发明实施例中定义的掉话可能在图1的标号10、12、14和16所指示的位置发生。
标号10、12和14指明了在同一MSC区域内发生的掉话位置，标号16指明了由不同MSC覆盖的BTS之间发生的掉话位置。具体地讲，标号10指出了在BTS000 62a的覆盖区内与BTS000 62a进行通信的MS 50的掉话位置。标号12指出了在BSC00 64a的服务区内与BTS000 62a或BTS001 62b进行通信的MS 50的掉话位置。标号14指出了在BTS001 62b或BTS010 62c的覆盖区边界，与BTS000 62b或BTS010 62c进行通信的MS50的掉话位置。
按照本发明的实施例，在移动通信系统中，当在前面叙述的服务障碍情况(1)、(2)和(3)下的呼叫服务期间发生掉话时，将通知MS呼叫掉失，并在系统释放该呼叫之前根据MS对掉话的响应，重新连接或断开呼叫。
图2和图3分别说明了按照本发明实施例用于建立始发呼叫和终止呼叫的信号流。参照图2，按照本发明的实施例的始发呼叫的建立过程与传统的相似。前者与后者的不同之处在于(1)MSC在发送给BSS的分配请求信号上加入了单元MSC Call_ID，用于识别MSC呼叫。含有MSC Call_ID的分配请求信号如图6A和6B所示；并且(2)BSS在发送给MS的信道分配消息信号上加入了Call_ID(MSC和BSS)，其中，Call_ID(MSC和BSS)是从MSC接收到的MSC Call_ID和用于识别BSS呼叫的BSS Call_ID的组合。含有Call_ID(MSC和BSS)的信道分配消息信号的结构与图6A和图6B所示信号的相似。
MS在呼叫建立时，将从BSS接收到的Call_ID(MSC和BSS)、网络ID N_ID和Cell_ID存储在它的存储器中。根据重新连接呼叫请求，将信息发送给系统，用于呼叫的重新连接。也就是说，存储在MS中的N_ID、Cell_ID和Call_ID(MSC和BSS)具有用于初始化的呼叫建立的值。这里，N_ID指出了MS属于哪个MSC，Cell_ID指出了MS属于哪个小区，而Call_ID(MSC和BSS)是在MSC和BSS的连接呼叫中用于MS的连接呼叫的ID。在本发明中，可以不采用Call_ID(MSC和BSS)进行呼叫的重新连接，但是在这种情况下，需要MSC和BSS通过参照它们的呼叫连接关联表，来搜索相应的MS，从而浪费了相对长的时间来搜索MS。因此，本发明的优选实施例将根据使用Call_ID(MSC和BSS)的情况的内容进行描述。
参照图3，按照本发明的实施例的终止呼叫建立的过程与传统的相似。对于呼叫终止，本发明与现有技术的差别可以从有关呼叫始发的差别的描述中发现。
按照本发明的实施例，在图2和图3中，从MSC到BSS的分配请求包括MSC Call_ID。图6A和图6B分别说明了分配请求和MSC Call_ID的结构。
IS-634提供的分配请求信号包括由图6A中标号600指明的信息单元。在本发明实施例中，分配请求还包括由标号610指明的信息单元MSC呼叫标识。参照图6B，MSC呼叫标识由单元标识符(一个八位元)和Call_ID(四个八位元)组成。
在图2和图3中由BSS发送给MS的信道分配消息信号与包含MSC Call_ID(MSC和BSS)的分配请求在结构上相似，在组成上，在现有的消息上附加了从MSC接收到的MSC Call_ID(四个八位元)、用于识别BSS呼叫的BSSCall_ID(四个八位元)、和用于识别当前小区的Cell_ID(两个八位元)。
在图2中由MS发送给BSS的始发消息信号与分配请求信号相似，在组成上，在现有的消息上附加了MSC Call_ID(四个八位元)、BSS Call_ID(四个八位元)、Cell_ID(两个八位元)、以及N_ID(两个八位元)。
为了判断MS是否请求进行重新连接呼叫，BSS检测在从MS接收到的始发消息中的上述附加的信息单元中，作为MSC Call_ID和BSS Call_ID的组合的Call_ID(MSC和BSS)。例如，在本发明的实施例中，如果Call_ID(MSC和BSS)是0xffffffff，那么始发消息是正常的源信号，如果Call_ID(MSC和BSS)是其它的值，那么，始发消息用于信号的重新连接。
图4是表示在本发明的实施例中，当系统命令进行重新连接呼叫时，呼叫重新连接处理的流程图。并且图5是表示在本发明的实施例中，当MS请求重新连接呼叫时，呼叫重新连接过程的流程图。
图7是表示在本发明的实施例中，当系统命令进行重新连接呼叫时，MS中呼叫重新连接处理的流程图。并且图8是表示在本发明的实施例中，当系统命令进行重新连接呼叫时，系统(BSS和MSC)中呼叫重新连接过程的流程图。图9是表示在本发明的实施例中，当MS请求重新连接呼叫时，MS中呼叫重新连接过程的流程图，并且图10是表示在本发明的实施例中，当MS请求重新连接呼叫时，系统(BSS和MSC)中呼叫重新连接过程的流程图。
参照图2到图10，将按照本发明的实施例描述掉话的重新连接。
在结合图4、7和图8描述当掉话主要发生在反向信道上时基于系统命令而进行的呼叫重新连接之前，首先说明，当在相应的BSS中发生掉话时，上层MSC不干预呼叫的重新连接，但是，当其它的MSC发出重新连接呼叫的请求时，上层MSC则参与呼叫的重新连接。
当建立了呼叫并且当前使用的用于呼叫服务的反向业务信道已断开时，BSS在图8所示的步骤800，判断呼叫是否已掉失。如美国专利申请No.09/294,046中所述的，如果在当前业务信道上，在一个预定时间(1到10秒)尚未接收到帧，那么BSS就认为呼叫已经掉失。预定时间最好为几百毫秒。
在检测到当前业务信道上的掉话后，BSS在图8所示的步骤802，以每个T-Val的间隔，在预定时间向MS发送搜索请求信号。定时器的值T-Val1的范围为1到10秒，最好是1到2秒并且随系统操作状态和用于操作者的用户特征而改变。搜索请求信号是请求MS检查的消息。根据本发明的实施例，向MS请求的现有的命令消息用作搜索请求消息。图11是表示按照本发明的实施例，现有的命令消息和由标号620指明的附加命令的示范例。附加命令表示向系统发出的检查请求。
在图8的步骤802中，当第一搜索请求信号发送给MS时，BSS激活T-Val2定时器。定时器的值T-Val2指明了确定释放信号的动作时间，也就是说，当BSS没有接收到对重复发送给MS的搜索请求信号的响应时，应当断开总的信号。T-Val2的范围为5到60秒，最好是10秒，并且随系统操作状态和用于操作者的用户特征而改变。
同时，在预定时间周期内，从BS接收到搜索请求信号n次(n是自然数)后，MS在图7所示的步骤700到706向BSS请求进行信号的重新连接。n是由计数器CNT1算出的参考数，用于MS从BSS接收到搜索请求信号后，发送始发消息以请求重新连接呼叫。n最好为1到3。因为反向业务信道断开时MS并不知道信道是断开的，所以MS在每次接收到搜索请求信号时进行计数，并且在接收到该信号1到3次后，就认为接收到的信号是用于请求重新连接呼叫的搜索请求信号，从而检查从BSS接收到的搜索请求信号是否为有效数据。
然后，MS在图7所示的步骤706向BSS发送始发消息(重新连接请求)，包括在起始呼叫建立时存储在MS中的N_ID、Cell_ID和Call_ID(MSC和BSS)。如果MS在图7所示的步骤707，在一个预定时间周期，没有接收到用于重新连接呼叫的响应信号n次，那么它将在图7所示的步骤710释放呼叫。
同时，BSS在图8所示的步骤804，判断在T-Val2定时器溢出之前是否已从MS接收到始发消息(重新连接请求)。在接收到始发消息(重新连接请求)后，BSS和MSC在图8所示的步骤806，根据始发消息(重新连接请求)中有关N_ID、Cell_ID和Call_ID(MSC和BSS)的信息，重新连接呼叫。也就是说，BSS和MSC为终止的呼叫重新建立通信链路。如果接收关于呼叫重新连接信号的系统(MSC和BSS)与建立初始呼叫的系统不同，那么将采用越区切换来重新连接呼叫，然后释放先前的通信链路。例如，当重新连接呼叫请求发生在同一BSS中时，将释放先前的MS-BTS无线电链路或先前的MS-BSC无线电链路。但如果重新连接呼叫请求来自其它的MSC，那么还要释放先前的BSS-MSC无线电链路。
如果BSS没有从MS接收到重新连接请求，则BSS将在图8所示的步骤808，执行正常的由呼叫断开引起的释放过程。
在图8所示的步骤806，从重新连接通信链路的BSS接收到有关重新连接的信号后，MS在图7所示的步骤708执行通信链路重新连接过程。
下面将结合图5、9和10描述当掉话主要发生在前向链路上时，基于MS的重新连接呼叫的请求进行的呼叫重新连接。这里，应理解的是，当在相应的BSS中发生掉话时，上层MSC不参与呼叫的重新连接，但是，当其它的MSC发出重新连接呼叫的请求时，上层MSC则参与呼叫的重新连接。
当信号已建立并且当前使用的用于呼叫服务(呼叫)的前向业务信道断开时，MS在图9所示的步骤900，判断呼叫是否已掉失。如美国专利申请No.09/294,046中所述的，如果在当前业务信道上，在预定时间(1到10秒)没有接收到帧，那么MS就认为呼叫已经掉落。预定时间最好为几百毫秒。
在检测了当前业务信道的掉话情况后，MS在图9所示的步骤902采用其内部搜索器，检测可用的BTS无线电资源，从而找出为MS的当前位置搜索能够提供最好的连接信号的新信道。
然后，MS在图9所示的步骤904，通过检测到的新信道，向BSS发送重新连接请求信号始发消息(重新连接请求)，包括在初始呼叫建立时存储在MS中的N_ID、Cell_ID和Call_ID(MSC和BSS)。
在图10所示的步骤1000，BSS判断是否已从MS接收到始发消息(重新连接请求)。在接收到始发消息(重新连接请求)后，BSS和MSC在图10所示的步骤1002，根据始发消息(重新连接请求)中关于N_ID、Cell_ID和Call_ID(MSC和BSS)的信息，重新连接终止的呼叫。也就是说，BSS和MSC为终止的呼叫重新建立通信链路。如果接收关于呼叫重新连接信号的系统(MSC和BSS)与建立初始呼叫的系统不同，那么将采用越区切换来重新连接呼叫，然后释放先前的通信链路。在同一BSS的情况下，只释放MS-BTS无线电链路或先前的MS-BSC无线电链路。另一方面，如果另一MSC请求重新连接呼叫，那么还要释放BSS-MSC无线电链路。
在图9所示的步骤906，从重新连接通信链路的BSS接收到有关重新连接的信号后，MS在图9所示的步骤908还执行通信链路重新连接过程。相反，如果在图9所示的步骤906，MS没有从BSS接收到有关重新连接的信号，MS在图9所示的步骤910执行传统的呼叫释放过程。
图12和13分别是表示按照本发明的实施例，现有技术中用于呼叫处理的状态转换图。如图9所示，根据在呼叫期间在预定时间内的释放呼叫请求或掉话，如5秒，在现有技术中，直接进入呼叫释放(呼叫断开)状态。如图13所示，与现有技术相比，在呼叫服务时在第一时间(如几百毫秒)掉话后，本发明进入备用状态以等待呼叫重新连接请求，并根据重新连接呼叫的请求，将备用状态转换为对话状态。但是，如果掉话在备用状态持续了第二预定时间(最好为30到60秒)，将进入释放状态。如果在对话或备用状态中请求释放呼叫，那么直接进入释放状态。
根据上述本发明，当在呼叫服务期间发生掉话和发生呼叫断开时，就通知MS发生了掉话，并且呼叫不遵循系统的单向决定进行断开，而是按照MS的响应进入重新连接/备用/释放状态。此外，当发生掉话时，MS可以搜索可用的信道并向系统请求进行呼叫的重新连接。因此，通过限制不必要的掉话，能够提高对用户的服务质量。
尽管本发明是参照其特定的优选实施例来描述的，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明特定精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种修改。

Claims (13)

1.一种重新连接终止的通信链路的方法，所述通信链路是当在移动台(MS)用户和通过移动通信系统与所述移动台用户通信的用户进行通信的服务期间，由服务中的中断终止的，所述移动通信系统有多个一对一连接的移动交换中心(MSC)，每个MSC与多个基站(BS)相连，所述方法包括下列步骤：
当在MS用户和其它用户之间进行服务期间，从多个BS中的一个提供服务的BS和连接到提供服务的BS的MSC接收有关通信链路的信息，所述接收到的通信链路信息由MS存储；和
当服务中断持续至少第一预定时间周期时，从MS发送存储的通信链路信息；
其中，通信链路信息包括关于连接到当前提供服务的BS的当前MSC和当前提供服务的BS的小区的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，第一预定时间周期为几百毫秒。
3.如权利要求1所述的方法，其中，当为初始化建立服务时，通信链路信息至少包括关于连接到提供服务的BS的MSC以及提供服务的BS的小区的信息。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述发送步骤包括：
当反向信道上的服务中断持续至少第一预定时间周期时，MS从提供服务的BS接收搜索请求；和
在BS接收到所述搜索请求时，从MS发送所存储的通信链路信息。
5.如权利要求4所述的方法，其中，向MS发送至少一次搜索请求。
6.如权利要求4所述的方法，其中，搜索请求在每预定时间间隔向MS发送预定的次数。
7.如权利要求6所述的方法，其中，预定时间间隔为1到2秒。
8.如权利要求4所述的方法，其中，在从当前提供服务的BS接收到搜索请求预定的次数后，MS发送存储的通信链路信息。
9.如权利要求4所述的方法，其中，从提供服务的BS到MS的命令消息用作所述搜索请求。
10.如权利要求4所述的方法，其中，如果所述MS在预定时间内没有接收到搜索请求信号，则所述MS释放服务。
11.如权利要求4所述的方法，其中，如果提供服务的BS发送了搜索请求后，在预定的时间周期内，当前提供呼叫服务的BS没有从所述MS接收到通信链路信息，则提供服务的BS释放服务。
12.如权利要求11所述的方法，其中，预定时间周期的范围为5到60秒。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述发送步骤包括：
当前向链路上的服务中断持续至少第一预定时间周期时，MS检测可用的BS无线电资源；和
通过在BS无线电资源检测中检测到的新信道，从MS发送所存储的通信链路信息。
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