CN1150795C - 在蜂窝无线电系统中利用与位置相关的业务的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信系统，包括用于向移动站提供通信链路的基站，以及至少一个局部业务区，其特征在于，它还包括业务服务器装置，该装置保持与移动站在局部业务区中的位置相关的信息，并且生成对于应用服务器的请求消息，所述请求消息包含要求所述应用服务器改变提供给移动站的业务选择的请求，并且在所述业务服务器中生成，作为对于由所述移动站生成、且由所述业务服务器从所述移动站接收倒的消息的响应；以及根据该移动站已经到达所述局部业务区的指示，用于改变由该通信系统发起的、提供给给定移动站的业务选择的装置，其中所述的指示是由该移动站所产生的信息。

Description

在蜂窝无线电系统中利用与 位置相关的业务的方法及系统
技术领域
本发明一般涉及向移动站供给及发送由网络所提供的业务。尤其是，本发明涉及利用与移动站的位置相关的信息，以用于提供业务的目的。
背景技术
现代通信网络向移动站所有者提供各种可编程的业务。数字电话网就是这样一种网络。已知由其所提供的业务包括可编程的呼叫转移以及语音邮件系统，它们通常在交换中心实现。业已知道这样的网络，即在该网络中，某些业务是由向该通信网络运营商付费以使用他们的网络的外部业务提供商所提供，并且由所述业务提供商所提供的业务位于交换中心之外的其他物理位置上。本申请使用一个蜂窝无线电系统来作为通信网络的实例。
在已知网络中，当用户设置一个到提供业务的装置或设备的呼叫时，业务的提供不依赖于该用户所位于的网络部分。然而，根据当前的建议，可以向网络中的移动站规定不同的位置。那么，当移动站登录到一个小区时，它所接收的业务可以根据它的位置而不同。然而，如果可以根据用户的物理位置，向用户提供由网络发起的不同业务，而无须移动站实际建立一个到网络的连接，这在各种情况下时是非常有利的。这些业务被称为网络发起业务，并且它们包括所谓的推进业务，即连接到网络的装置向移动站发送数据，而无须移动站请求所述信息。不能利用现有技术方案实现的本地设置的推进业务的实例是，当午饭快到时，向公司办公室内所有雇员的移动站发送公司餐厅的每日菜谱。
参考文献CA2,195,487公开了所谓用户区的定界，它包括一个或多个小区和/或小区扇区。当蜂窝电话位于用户区内时，存储用户区简表并且修改用于蜂窝电话的业务简表是移动电话交换局(更常用的是称之为MSC或者移动电话交换中心)的责任。
参考文献EP0783235描述了一种用于识别无线终端的近似位置的方法。作为这种位置识别的应用，该文献提到了向无线终端的用户提供与位置相关的天气预报的可能性。这是另一个与位置相关的业务简表应用的已知实例。参考文献FR2711033公开了专用于寻找移动站近似位置的定位服务器的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种根据用户的位置，以各种方式使用户得到由可利用网络所提供的业务的方法及系统。
本发明的目的是这样实现的，通过在移动站的存储器中存储信息，移动站根据该信息识别出它位于给定的局部业务区，并且通过编程该移动站，以便根据这种识别，移动站向提供业务的装置发送适当的信息。
本发明涉及一种通信系统，该通信系统包括向移动站提供通信链路的基站以及至少一个局部业务区。它的特征在于，它还包括一个业务服务器装置，该装置保持与移动站在局部业务区中的位置相关的信息，并且生成对于应用服务器的请求消息，所述请求消息包含要求所述应用服务器改变提供给移动站的业务选择的请求，并且在所述业务服务器中生成，作为对于由所述移动站生成、且由所述业务服务器从所述移动站接收倒的消息的响应；以及一个根据该移动站已经到达所述局部业务区的指示，改变由该通信系统发起的、提供给给定移动站的业务选择的装置，其中所述的指示是由该移动站所产生的信息。
本发明也涉及一种蜂窝移动站，该蜂窝移动站包括控制装置以及存储装置。它的特征在于，该存储装置被用于存储识别局部业务区所需要的信息，所述移动站被设置成根据对局部业务区的识别，发送其到达该局部业务区的通知，所述通知用于请求改变提供给所述移动站的业务选择。
本发明还涉及一种在通信系统中改变提供给移动站的业务选择的方法，该通信系统包括用于向移动站提供通信链路的基站。该方法的特征在于，它包括步骤：
从移动站接收一个指示移动站已经检测到其处于局部业务区的消息；
产生关于移动站到达局部业务区的信息；
改变由通信系统发起的、提供给所述移动站的业务选择。
根据本发明，局部业务区(LSA)被限定给移动站，该区域可以是纯粹的地理区或者可以具有某些其他准则。除了地理定界，例如局部业务区还可以用按时间顺序的术语来限定。“地理定界”一般意味着与位置或者区域相关的限定：一个局部业务区可以包括一个基站小区，多个小区，位置区(LA)，公用陆地移动通信网(PLMN)，一个由坐标、某种小区识别符所限定的区域，或者基站向移动站发送某些其他识别符的区域。也可以使用这些选择方案的组合。
关于移动站如何可以识别它处于给定的局部业务区的信息存储在移动站的存储器中。由于业务通常处于与预定合同相关的方式，用户在该预定合同中被给定了某种用户特有的权利，以使用该通信网络，最好将与识别局部业务区相关的信息存储于用户的SIM(用户识别模块)卡中，或者专门用于识别与所用装置无关的用户的对应存储装置中。根据肯定的识别，用户的移动站发送一个寻址到负责在网络中提供局部业务区的装置的消息。利用该消息，移动站告知该用户处于特定的局部业务区中。根据该消息，网络可以仅向用户提供该局部业务区所需要的那些业务。当移动站移动到其他地方时，它发送一个类似的消息告知它正在离开该局部业务区。当符合某种条件时，网络也可以自动地推断出该移动站已经离开该区域。例如这种情况包括：
该移动站并不响应在该局部业务区发送的下一个寻呼消息或者另一个消息；
该移动站不确认寻址到它的数据分组；
该移动站在某个时间周期中并不更新其到达该局部业务区的消息；
该移动站在某个时间周期中并不发送另一个必须被周期性地发送的消息，诸如周期性位置更新(PLU)消息。
移动站寻址其位置消息的装置可以由网络运营商或者业务提供商所维护。该消息可以是一个与普通呼叫，或者数据呼叫结合发送的SMS(短消息业务)，非结构化的补充业务数据(USSD)消息，DTMF编码(双音多频)消息。例如，根据该消息，移动站寻址其位置消息的装置可以发送一个关于该区域的信息到移动站，或者开始这种信息的定期或者周期性发送，直到移动站离开该局部业务区才停止。而且，提供业务的装置可以激活或者失活另一个局部业务，向在工作时需要该信息的其他装置发送关于移动站位置的信息，或者执行某些其他功能。一种可选方案是该移动站被分配了特定局部业务简表，该简表可以包括各种因素，从呼叫计费到数据呼叫的数据速率，或者到呼叫建立及维护的优先级。业务简表的应用是处于根据移动站在给定的局部业务区中位置的情况。
附图说明
下面通过参照以实例方式出现的优选实施例并结合附图，来更加详细地描述本发明。
图1示出了根据本发明的通信系统；
图2描述了在根据图1的通信系统中消息的交换；
图3示出了根据本发明的第二通信系统；
图4示出了根据本发明的移动站；
图5示出了一个根据本发明方法的实施例。
具体实施方式
图1示出了一个蜂窝无线电系统100，该系统以已知方式包括基地收发信站(BTS)101，基站控制器(BSC)102以及移动交换中心(MSC)103。移动站(MS)104经过无线电连接到至少一个基地收发信站101，以便该系统将移动站将位于的位置区(LA)105看作属于特定基地收发信站的覆盖区或者小区。一个位置区可以包括一个或多个小区。为了保持移动站的位置数据并且路由呼叫的目的，该系统包括通常位于移动交换中心的原籍位置存储器(HLR)106以及访问者位置存储器(VLR)107。在根据图1的系统中，业务服务器(SS)108以及应用服务器(AS)109也通过有线链路连接到该蜂窝无线电网络。从蜂窝无线电网络到服务器108和109的连接可以是直接的，在这种情况下服务器位于蜂窝无线电系统的线路部分上，或者经过公共交换电话网(PSTN)110来路由。当服务器108及109由负责蜂窝无线电系统工作的同一运营商维护时，将被主要使用直接连接。
根据本发明，工作的先决条件在于，用某种方法产生一段信息来指示移动站位于某一指定的局部业务区111中。如上所述，局部服务器可以与给定位置区相同，但是不能阻止定义完全不同的局部业务区。在图1中，局部业务区111包括两个不同基站控制器下的基地收发信站。然而根据第一实施例，一个业务区通常包括一个特定蜂窝区或者多个特定蜂窝区。如果基地收发信站的覆盖区可以借助于定向天线而分成多个小区，或者比围绕基地收发信站的中央小区小的区间，以便该系统可以在这些小区或者区间之间实现逻辑上的区分，这些较小的区域也可以用于定义局部业务区。关于移动站在业务区中位置的信息可以在移动站中产生，它被认为是较佳实施例，或者在该系统的固定部分中产生。后一方案的局限在于，由于已知蜂窝无线电系统仅利用位置区的精度来保持移动站的位置数据，定义比一个位置区小的局部位置区将要求改变该系统的工作。
接着假定关于移动站在局部业务区中位置的信息在移动站自身中产生。为此存在着多种已知的方法，这些方法通常以这一事实为基础，即已知蜂窝无线电系统中的每个基地收发信站发送可以在整个区域中接收到的通用控制信息，例如该信息包括基地收发信站的明确识别符以及基地收发信站的某些其他信息特性。一种检测基站专用识别符的方法已经被事先存储于移动站中。在最简单的情况下，移动站的存储器存储了实现特定局部业务区的小区的基地收发信站的识别符列表。通过将接收的识别符与存储器中的列表相比较，移动站可以发现是否处于某一局部业务区中。根据一个替换实施例，只有某一掩模(mask)被存储于移动站的存储器中，以便移动站利用该掩模从将被检查的基站特有的识别符中选出某些字符。如果被检查的字符形成或者遵循某一模式，则基站小区属于一个局部业务区。该实施例的一种优点在于，如果该局部业务区的通信容量通过在该区域中建立一个新基站而增加，则不必向已经被分配了局部业务区的每个基站分别发送新基站的识别符。只要新基站识别符中的被掩模字符与该局部业务区中其他基站的字符相同或者对应就可以了。
根据本发明的第二实施例，局部业务区与基站小区无关，但是具有特定的地理坐标。例如在该实施例中，移动站可以用这种方式检测出处于给定的业务区，即每个基站发送通用控制信息以及关于该基站在地理坐标系统中位置的信息。接收到坐标之后，移动站可以检查由这些坐标所指示的点是否位于被分配给该移动站的局部业务区中。在更通用的方法中，移动站可以接收到来自所有基站的坐标，移动站可以从这些坐标中接收到通用控制信息，并且假定它自己的位置处于接收坐标的平均值上。通过将它已经计算出的位置与存储的局部业务区的地理定界相比较，移动站检测出是否处于局部业务区。移动站还可以进一步包括GPS(全球定位系统)接收机或者与基站完全无关的某些其他装置，以确定该移动站在地理坐标系统中的位置。这使得定义一个与蜂窝无线电系统小区完全无关的局部业务区成为可能。
根据本发明的第三实施例，瞬时大小也可以包含于局部业务区的定界中。如果一个蜂窝无线电系统包括小区A，B，C，D和E，可以定义给定的局部业务区一直包括小区A和B，在下午的12点与13点之间包括小区C，在星期三，星期五以及星期六的下午6点到第二天早上3点包括小区D和E。很自然，瞬时大小也可以与上述独立于小区的地理定界相组合。
图2假定根据移动站从基站上接收到的基站专用识别符，在移动站中产生关于移动站在给定业务区中位置的信息。图2以简化的方式描述了根据本发明的优选实施例，在移动站104，基地收发信站101，业务服务器108，应用服务器109之间交换与操作相关的消息。消息由箭头描述，并且它们的时间先后顺序是从上到下。消息201是由基站发送到移动站的已知通用控制信息消息，它包括一个基站专用识别付。例如，通用信息消息包括在GSM系统的广播控制信道(BCCH)上由基站发送的信息。方框202指的是在移动站中与识别符列表的比较，或者某些其他活动，在此基础上，移动站检测出它已经到达某一局部业务区。根据该检测，移动站向业务服务器发送一个消息203，在该消息中，包括移动站的识别符特性，存储于移动站的SIM卡中的IMSI(国际移动用户标识符)代码或者MS-ISDN(移动用户-综合业务数字网)号码。
本发明并不限制消息203的形式。一种有利的方案是使用SMS消息，以便移动站从存储器中读出业务服务器的电话号码，并且将SMS消息发送到该号码。第二种方案是使用在许多数字蜂窝无线电系统中专用的自由形式的数据消息。在GSM中它被称为USSD消息。移动站也可以由它自己建立一个到业务服务器的呼叫连接，并且发送DTMF编码的消息或者数据呼叫。
根据图2实施例中的业务服务器的作用在于，保持关于移动站处于哪个局部业务区以及哪些业务应该被相应地提供给它们的信息。实际业务是由应用服务器提供。接收到消息203之后，业务服务器从其存储器中读出哪些业务应该提供给该局部业务区中的移动站，并且向合适的应用服务器发送一个业务请求204。关于哪些业务是由哪些应用服务器提供的信息也被存储于业务服务器的存储器中，以便它可以向正确的应用服务器发送业务请求204。本发明并不限制业务请求204的形式。根据现有技术，业已知道有多种方法用于实现两个连接到通信网络的服务器之间的通信。
根据业务请求204，应用服务器向移动站提供仅由图2中箭头所指示的业务。该业务不必是一个简单的消息，并且其开始不必仅涉及发送给移动站的信息。一个移动站可以具有一个向其位于的局部业务区定义的总业务简表，该简表包括：
呼叫计费或者优先顺序；
与调制方法有关的限制，基站与移动站之间通信中的数据速率和/或连接质量；
将输入的电子邮件消息路由到移动站，而不是用户的台式工作站；或者
激活或者失活自动呼叫转移和/或语音邮件业务。
移动站也可以在给定的局部业务区中具有权利或者义务，以周期性地接收消息，例如相对于天气、交通、股票汇价的消息。因而，应用服务器可以在由箭头205表示的级上以多种方式建立与蜂窝无线电系统的各种装置的连接，或者与蜂窝无线电系统通信。另一方面，业务服务器也可以具有存储在其存储器中的指令，以从一个以上的应用服务器中请求业务，在这种情况下，将会有被发送给多个应用服务器的多个消息204。
图2还假定根据控制小区的重新选择，移动站离开该局部业务区，在这种情况下，它向业务服务器发送一个关于其离开该业务区的通知206。根据这一离开消息，业务服务器向应用服务器发送一个请求207，以终止该业务。通常当离开属于该局部业务区的小区时，移动站经过一个旧的基站发送消息206，而不管新的小区是否属于同一局部业务区。在一个替换实施例中，移动站通常在小区重新选择之后检验是否仍处于同一局部业务区中，如果不再处于，它经过新的基站发送一个关于它离开的通知到业务服务器。根据第二替换实施例，移动站根本不发送离开消息，但是移动站从局部业务区中的离开是由系统的固定部分检测到，例如当移动站将在该局部业务区中不再响应发送给它的寻呼消息或者另一个消息，或者将不再发送规定的周期位置更新消息或某些其他必备的周期通知，或者当业务服务器定期或者周期性地向局部服务器中的所有移动站发送一个必须被该移动站确认的短数据消息时；确认消息的失败指示该移动站不再处于该局部业务区。
上面已经公开了移动站在给定的局部业务区中接收某种业务。然而，可以被定义的业务的特征在于，移动站将不会被提供一种将在其他地方接收的业务。利用用于不同区域的不同工作指令，可以给移动站分配多个业务区。移动站通知其到达局部业务区的业务服务器在某些局部业务区中通常可以相同或者不同。只有移动站是否指示其到达局部业务区以及如果这样的话，它如何很快地到达这一事实可能取决于业务区。用于可能被给于一个机会，关于是否给出到达局部业务区的通知。甚至移动站可以通知用户他现在已经到达局部业务区，并且要求允许发送到达的通知。连同允许的请求，用户可以被给于一个发送到达通知的结果的简短说明。另一方面，某些局部业务区可以由网络运营商定义，以便到达的通知是强制性的，从而每当到达该局部业务区时，移动站必须发送一个到达的通知，而与用户指令移动站作什么无关。
上面已经公开了业务服务器与应用服务器是分开的装置。然而，这些功能可以被集成到一个设备中，从而如上所述的服务器之间的通信被减少为一个服务器内部的通信。其中一个或者二者可以利用业已属于蜂窝无线电系统的已知装置来实现。服务器可以被有利地集成到移动交换中心或者基站控制器中。
图3示出了根据本发明的通信系统300，其中局部蜂窝业务(LCS)在带有高业务密度的区域中工作于公共陆地移动网(PLMN)301.保持业务的移动交换中心被称为LCS交换中心(LCS-SC)303。LCS-SC和现有技术的移动交换中心一样工作。它提供LCS的内部通信，并且建立、保持以及终止LCS中以及其他地方的终端设备的连接。与LCS-SC相连接的是访问者位置寄存器304，以及仅被称为一个服务器的组合业务及应用服务器305。在本发明的该实施例中，局部业务区306覆盖了所有在LCS-SC之下工作的移动站(为了简化起见，未示出基站控制器)。和上面不同，给定移动站已经到达局部业务区的观察是在网络的固定部分中得出的，具体地说是在访问者位置寄存器304中得出的。假定图3所示的蜂窝无线电系统工作于机场。航空公司可以向访问者位置寄存器提供它们客户的移动电话号码或者识别符，例如，由于这些客户频繁乘飞机，他们被给于了某些好处。当访问者位置寄存器304检测到与这种识别符相关的移动站已经到达蜂窝子系统的区域时，它向服务器305发送一个适当的信息。除了访问者位置寄存器之外，其他固定网络装置也可以参与该消息的发送。根据该信息，服务器305开始向移动站发送仅用于给航空公司的特权用户的通知。该通知被有利地以SMS消息形式发送。
在已知的数字电话系统中，SMS消息的发送经过SMS业务中心执行，并且不是直接从一个装置到另一个装置。然而，为了简化起见，SMS业务中心并没有被包含于上面的描述中，但是它们的使用被认为是本领域技术人员所熟知的。上述的其他消息也可以经过各种已知的中间设备在装置之间发送。
图4简要地示出了根据本发明移动站的控制装置以及某些存储器部分。控制装置401优选地为一个以已知的方式位于移动站中微处理器，以便除了将被直接提供给用户的数据之外，由移动站接收的数据从接收机链RX传递到控制装置，相应地，由控制装置产生的输出数据与直接源于用户的数据(比如数字化语音)一起传递给移动站的发射机链TX。在根据图4的移动站中，控制装置可以访问固定存储器402以及例如为智能卡的可拆卸存储装置403。控制装置401也接收来自键盘的输入，并且将信息显示在显示器405上。由控制装置401执行的程序存储于固定存储器402中。该程序的一部分是寻求在可拆卸存储装置403中程序扩展的指令。对于根据本发明的操作来说，可拆卸存储装置包括一个程序406，移动站借助于该程序以及关于至少一个局部业务区(LSA1，LSA2)的信息407，408，能够利用局部服务区。图4假定局部业务区的识别是以移动站比较接收的基地收发信站识别符(BTS ID)与存储于存储器中的局部业务区列表为基础的。对于每个局部业务区来说，可拆卸存储装置403也包括一个业务服务器识别符(SS ID)。
图5示出了在移动站、业务服务器以及应用服务器中，根据本发明优选实施例的方法的原理图。根据框501，移动站检测到一个小区重新选择。在框502，它检查是否发生任何相对于局部业务区的变化，即它是否到达局部业务区(如果直到目前它还没有到达)，或者它是否正在离开局部业务区(如果直到目前它还处于局部业务区)。根据框503，变化触发了到业务服务器的消息发送，在框504，业务服务器的操作从接收到该消息时开始。根据框505，业务服务器检查移动站是否在将被服务的移动站的列表上。如果移动站正在到达一个局部业务区，在框505中，它被识别为一个将被服务的移动站。另一方面，如果该移动站正在离开一个局部业务区，在框505，它被识别为一个业务将被终止的移动站。根据框506，一个相应的消息被发送到应用服务器，在框507，应用服务器接收该消息，并且在框508，确定该消息是否要求业务的开始或者终止。接着对于移动站的业务可以开始509或者终止510，无论哪种情况都可能。
上述本发明的实施例自然只是实例，并且不是用于限制本发明。例如，可以有利地施加本发明的通信系统包括第二代数字移动电话系统，诸如GSM及其扩展，PDC(个人数字蜂窝)，D-AMPS(数字高级移动电话系统)以及诸如UMTS(通用移动电信系统)和IMT-2000(2000MHz上的国际移动电信)的第三代数字蜂窝无线电系统。

Claims (12)

1、一种通信系统，包括
用于向移动站提供通信链路的基站，以及
至少一个局部业务区，
其特征在于，它还包括
业务服务器装置，该装置保持与移动站在局部业务区中的位置相关的信息，并且生成对于应用服务器的请求消息，所述请求消息包含要求所述应用服务器改变提供给移动站的业务选择的请求，并且在所述业务服务器中生成，作为对于由所述移动站生成、且由所述业务服务器从所述移动站接收到的消息的响应；以及
根据该移动站已经到达所述局部业务区的指示，用于改变由该通信系统发起的、提供给给定移动站的业务选择的装置，其中所述的指示是由该移动站所产生的信息。
2、根据权利要求1的通信系统，其特征在于，它还包括一个应用服务器，其根据由业务服务器所产生的请求，向移动站提供不同的业务，以用于改变业务选择。
3、根据权利要求2的通信系统，其特征在于，所述业务服务器与所述应用服务器相同。
4、根据权利要求1的通信系统，其特征在于，根据移动站到达局部业务区时发送的通知，改变提供给移动站的局部业务选择。
5、一种蜂窝移动站，包括一个控制装置以及存储装置，
其特征在于，
所述存储装置被用于存储识别局部业务区所需要的信息，
所述移动站被设置成根据对于所述局部业务区的识别，发送其到达所述局部业务区的通知，
其中所述通知用于请求改变提供给所述移动站的业务选择。
6、根据权利要求5的移动站，其特征在于，所述存储装置位于可拆卸存储装置中。
7、一种在通信系统中改变提供给移动站的业务选择的方法，该通信系统包括用于向移动站提供通信链路的基站，
其特征在于，所述方法包括步骤：
从移动站接收一个指示所述移动站已经检测到其处于局部业务区的消息；
产生关于移动站到达局部业务区的信息；
改变由通信系统发起的、提供给所述移动站的业务选择。
8、根据权利要求7的方法，其特征在于，根据关于移动站到达局部业务区的信息，向该移动站提供预定的附加业务。
9、根据权利要求8的方法，其特征在于，所述附加业务包括向移动站发送通知。
10、根据权利要求7的方法，其特征在于，根据关于移动站到达局部业务区的信息，减少由通信系统发起的、提供给该移动站的业务数量。
11、根据权利要求7的方法，其特征在于，它还包括步骤：
指示移动站到达局部业务区的消息被通信到业务服务器；
检验哪种业务应该被提供给该局部业务区中的移动站；
对于将被提供的业务的请求被通信到提供业务的应用服务器；
由应用服务器(109)产生的业务(205)被提供给移动站。
12、根据权利要求11的方法，其特征在于，它还包括步骤：
对于将被提供的业务的请求被通信到提供业务的至少两个应用服务器；
由每个应用服务器产生的业务被提供给移动站，其中向该应用服务器做出对于将被提供业务的请求。
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