CN1277527A - 用于连续搜索原籍公用陆地移动网的方法 - Google Patents

用于连续搜索原籍公用陆地移动网的方法 Download PDF

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Abstract

在蜂窝无线电话系统的移动站(MS)中,一种当该MS登记在非－HPLMN上时用于搜索MS的原籍公用陆地移动网(HPLMN)的方法。在MS已经在其接收就绪状态时以三十秒时间间隔执行该方法。该方法执行接收信号电平的策略性测量以便确定HPLMN是否可能已经再次变成可用。如果HPLMN已经变成可用的可能性高,则进一步在可能可用的信道上进行数据收集。一旦识别出信道,则MS开始登记程序以便在HPLMN上登记。

Description

用于连续搜索原籍公用陆地移动网的方法
本发明通常涉及通信系统领域，特别是涉及在无线电话系统中搜索原籍公用陆地移动网(HPLMN)的方法。尽管本发明应用范围很广，但是这里结合GSM蜂窝电话来描述本发明。
利用指定MS的HPLMN的用户标识模块(SIM)卡来操作GSM蜂窝电话或移动站(MS)。从用户和蜂窝业务提供商(CSP)的角度来看，都希望MS在HPLMN中工作。当MS在HPLMN中工作时，用户不会招致诸如漫游费的额外费用。当MS在HPLMN中工作时，CSP获得更多的收入。
当MS不在HPLMN中工作的期间，GSM ETSI规范提供了一种用于MS周期性搜索HPLMN的机理。该机理利用HPLMN搜索定时器。超时值由CSP配置并存在SIM卡中。超时值设置为每次六分钟并指定该MS对HPLMN应每隔多久搜索一次。图7是一个说明搜索HPLMN的已知方法的流程图。在该方法的开始，MS在一非HPLMN登记(camping)。在方框702处，该MS在其最低能耗状态。在方框704处，将该HPLMN搜索定时器设置为在六分钟期满。在判断方框706处，该方法确定定时器是否已经期满。如果没有，则该方法继续检查直到定时器已经期满。当定时器期满后，执行HPLMN的完全搜索(方框708)。完全搜索包括在由MS支持的每个频率上测量RF载波电平，寻找合适电平的载波，读取关于该合适载波的广播信息以及确定该载波是否在该HPLMN中的步骤。接下来，该方法确定是否找到该HPLMN。如果没有找到，则该MS返回到其最低能耗状态。如果找到，则通过首先搜索在该HPLMN的最强的可用信道和随后的通过在该HPLMN上登记该MS来开始在该HPLMN的登记程序。
上述方法的局限性是该HPLMN搜索定时器的超时值会过长。在某些情况下，在HPLMN变为可用后不久就找到它所需的时间要多于6分钟。例如，如果用户移动到该MS的HPLMN覆盖区域之外并快速地返回到该HPLMN覆盖区域，则该用户在该MS将试图寻找该HPLMN之前必须等待直到该HPLMN搜索定时器期满。上述方法的另一个局限性是一旦启动HPLMN搜索，其将继续多达两分钟来完成。冗长的完成时间可归因于搜索，该搜索包括进行该MS能够访问的每个信道上的接收信号电平的测量，与合适的信道同步以及读取那些信道上的广播数据直到找到该HPLMN的一个信道。
寻找HPLMN的另一个方法允许用户通过操作一系列的菜单并随后启动HPLMN的搜索来手动搜索HPLMN。正象先前所述的方法一样，这个方法也具有冗长的完成时间。另外，在启动该搜索之前用户需要知道什么时候HPLMN变成可用。如果在HPLMN可用之前就启动搜索，则该搜索将会失败并且不必要地消耗该MS的电流。
先前所讨论的搜索HPLMN的方法的局限性可以通过执行一种连续地搜索HPLMN的方法来克服。但是，这样的行为将引起MS的电池寿命明显地降低。连续搜索的处理花费额外的处理器循环并使MS的内部元件进入其接收就绪(较高电流消耗)状态。
因此，搜索HPLMN的方法存在一种在消耗MS的能量的连续搜索和过慢的长时间间隔搜索之间达成折衷的需要。
图1是一个能够完成本发明的方法的最佳实施例的蜂窝电话的透视图。
图2是图1的MS的方框图。
图3是本发明的HPLMN搜索方法的最佳实施例的流程图。
图4是图3的判断方框318的最佳实施例的流程图。
图5是图3的方框322的最佳实施例的流程图。
图6是在HPLMN和非-HPLMN之间移动的MS的图示表示。
图7是搜索MS的HPLMN的已知方法的流程图。
本发明提供一种在长时间间隔搜索的现有技术上的改进。本发明的HPLMN搜索方法利用当MS的内部元件已经在其接收就绪(较高电流消耗)状态时的特定时间，并执行策略性的接收信号电平测量以便确定该HPLMN是否可能再次变成可用。如果该HPLMN已经变成可用的可能性高，则将进一步在可能的可用信道上收集数据以确定该HPLMN事实上已经变成可用。然后该MS可以开始在该HPLMN的登记程序。
在移动站，用于搜索原籍公用陆地移动网的方法的最佳实施例包括步骤：读取关于一服务网孔的第一广播数据；测量第一广播分配表上的多个信道的接收功率电平以产生多个接收功率电平测量值；对多个信道的每一个，确定该接收功率电平测量值是否合适，直到找到该原籍公用陆地移动网；如果该接收功率电平测量值合适，则确定该接收功率电平测量值是否足够强以便与信道同步；如果该接收功率电平测量值足够强以便与信道同步，则从该信道读取第二广播数据，其中第二广播数据包括公用陆地移动网和第二广播分配表；确定标识在第二广播数据中的公用陆地移动网是否与原籍公用陆地移动网相匹配；并在该公用陆地移动网与原籍公用陆地移动网相匹配时，使用第二广播分配表在该原籍公用陆地移动网开始登记。
本发明的其它的优点和新特征将在随后的描述中阐明，其中将表示并描述本发明的最佳实施例。现在将对按照本发明配置的实施例进行详细说明。
图1显示了一个能够利用本发明的方法的MS。该MS100具有两部分，壳体102和盖104。图1表示MS100的用户能够经耳机106接听及对麦克风108说话的盖104打开位置。壳体102包括一个具有以传统电话布局编号的一到零，#，和*的多个按钮的键盘110。该键盘110还可以具有诸如电源、功能、发送、和与电话号码重叫有关的其它按钮的附加按钮。该壳体102还具有能够实现MS100和蜂窝无线电话系统的基站(未示出)之间无线通信的天线202(图2)。
参见图2，表示图1的MS100的方框图。MS100包括天线202，收发机204、微处理器206、电源IC208、麦克风212、扬声器214、振动报警机构216、键盘110和显示屏220。天线202接收来自收发机204的信号和将信号发射到收发机204。将这些信号发送到微处理器206处理。微处理器206还处理来自键盘110的输入和到显示屏220的输出。优选地，微处理器206是可从多种渠道获得的32位的通用微处理器。使用现有技术中已知的通常可获得的元件能够实现图2中表示的其余电路。应该选择元件以便能够控制其在其高功率和低功率备用模式之间交替。
通过微处理器206执行本发明的方法并在图3中说明。在该方法的开始，将MS登记在HPLMN上。在判断方框304处，MS的微处理器206检查以确定其是否已丢失在HPLMN的服务。如果没有丢失，则该微处理器继续检查。如果丢失，则该微处理器206保存该HPLMN的广播分配(BA)表，网络颜色码(NCC)和BA表上的信道的功率电平(方框306)。接着，该微处理器206登记到非-HPLMN上(方框308)并将MS100设置在其最低功率状态或是空闲模式(方框310)。当在空闲模式时，每三十秒需要MS100来读取服务网孔(MS100当前登记的信道)上的广播数据(或BCCH数据)。数字蜂窝电信系统的6.6.1章节(无线子系统链路控制-GSM5.08规范)规定了该需求。广播数据包含多个帧且包括有关特定频率(信道)的数据。该数据可以包括，例如，再选择信息，位置区域信息(包含PLMN和位置区域)，寻呼信息，BA表，频率校正突发(FCB)，同步信道(SCH)和包含NCC的基站识别码(BSIC)。
再选择信息包含网孔再选择参数。该参数控制允许MS执行再选择操作的速度。当MS从PLMN中的第一网孔改变登记状态到同一个PLMN中的第二网孔时发生再选择操作。寻呼信息包含用于指令MS何时去接听指向它自身的寻呼的参数。特定信道的BA表包括该信道和周围网孔的信道。FCB是特定音调广播以使该MS能够获得有关一个给定网孔的大致的定时和精确的频率信息。SCH用于精细的定时调整，帧定时和简化信道标识，即，BSIC。
回来参见图3，在方框312处，微处理器206将定时器设置为在三十秒期满。在判断方框314，微处理器206确定定时器是否已期满。如果定时器已期满，则微处理器206读取关于服务网孔的广播数据(方框316)。优选地，当微处理器206读取关于服务网孔的广播数据时，其同时还测量多个信道Ci(这里i＝1到n)的功率电平，该多个信道Ci包含在方框306中保存的BA表中。在方框317中，微处理器206将“i”初始化为1。在判断方框318中，微处理器206确定信道Ci(BA表中的第一信道)的功率电平是否适当。优选地，如图4所示，该确定包括检查Ci的功率电平是否高于噪声最低限度(判断方框410)，且如果是这样，检查Ci的功率电平是否明显地高于该信道的最近测量值(判断方框412)。在最佳实施例中，噪声最低限度是-110dBm而如果比之高出5dB则接收电平明显地高于被保存的测量值。参见图3，如果信道Ci的功率电平适当，则微处理器206确定接收信号是否足够强以与信道Ci同步(方框322)。如果接收信号足够强以与信道Ci同步，则微处理器206进行到方框324。
图5说明了先前所述的判断方框322的最佳实施例。在方框510中，微处理器206搜索FCB。如果找到FCB(判断方框512)，则在方框514中，微处理器206搜索SCH。如果找到SCH(判断方框516)，则微处理器206最好确定信道的NCC是否与在方框306中保存的HPLMN的NCC匹配(判断方框518)。如果不匹配，则微处理器206进行到方框328(图3)。如果匹配，则微处理器206进行到方框324(图3)并读取来自信道Ci的广播数据(包括PLMN和BA表)。在判断方框326中，微处理器206确定刚刚读取的PLMN是否与HPLMN匹配。如果匹配，则微处理器206使用来自信道Ci的BA表在HPLMN上开始登记。
在上述的程序期间，如果判断方框318，322，326，410，412，512，516或518的任何一个的结果是“否”，则处理器206保存信道Ci的测量功率电平和用于将来比较的信道标识(方框328)。接着，在方框329中，微处理器206递增“i”并确定是否还有任何剩余信道(其功率测量已在步骤316中进行)(判断方框331)。如果有，则微处理器206从步骤318开始对剩余的n个信道的每一个继续处理直到找到HPLMN。如果没有，则微处理器206将MS100返回到其最低功率状态。
图6显示了对于给定的MS的HPLMN(H)和非-HPLMN(NH)覆盖区域。在给出的例子中，HPLMN覆盖区域包括网孔10，20和30。非-HPLMN覆盖区域包括网孔61，62和63。在MS100逗留在网孔10，20和30其中之一中时，MS100能够使用HPLMN进行和接收呼叫。当MS100离开HPLMN覆盖区域并登记到非-HPLMN上时，可以使用本发明的方法来确定何时HPLMN已再次变成可用以便能够开始登记程序。
在如图6所示的例子中，MS从HPLMN的网孔10中的点A出发。当将该MS移动到非-HPLMN的网孔61中的点B时，该MS将检测到其已经丢失HPLMN的服务(图3，判断方框304)，将保存该HPLMN的BA表、NCC和在BA表上的信道的功率电平(方框306)，并登记到非-HPLMN上(方框308)。在将该MS登记到非-HPLMN上之后，微处理器206将MS 100返回到其最低功率状态(方框310)。微处理器206接着将设置三十秒定时器(方框312)以开始读取服务网孔上的广播数据和寻找HPLMN的处理。当定时器期满，微处理器206将读取服务网孔上的广播数据(方框316)。在现在这个例子中，服务网孔是网孔61。优选地，在读取网孔61上的广播数据时，同时，微处理器206将通过对多个信道Ci进行的功率电平测量来搜索HPLMN，该多个信道Ci包含在保存于方框306中的BA表中。在给出的例子中，在方框306中保存的BA表是包含信道10和周围信道20和30的信道10的表。在方框317中，微处理器206将“i”初始化为1。接着，微处理器206确定信道C1(信道10)的功率电平是否合适。优选地，如果信道C1的功率电平高于噪声最低限度且如果C1具有明显高于最近测量值(在方框306中保存的测量值)的功率电平测量值，则微处理器206进一步确定接收信号是否足够强以与信道C1同步(判断方框322)。但是，因为该MS100已经从HPLMN中的网孔10移动到非-HPLMN中的网孔61，所以关于信道10的功率测量值不可能高于该信道功率电平的最近测量值。因此，微处理器206将保存信道C1的功率电平和用于将来比较的信道ID(方框328)并递增“i”(方框329)。接着，微处理器206将确定存在剩余的信道C2(信道20)和C3(信道30)并将重复从方框318开始的处理。因为MS100仍在非-HPLMN的网孔61中，所以关于C2和C3的功率测量值不可能明显地高于这些信道的最近测量值。微处理器206将保存信道C2和C3的功率电平和用于将来比较的信道标识(方框328)。接下来，在方框310中，MS100将返回其最低功率状态(因为对于信道10在BA表中没有剩余的信道)并等待三十秒定时器期满以便重复从判断方框316开始的处理。
在给出的例子，MS100从网孔61移动到点C并执行到非-HPLMN的网孔62的再选择。(正如先前所述，当MS100从一个信道移动到同一个PLMN内的另一个信道时发生再选择。)现在，将MS100登记到非-HPLMN的信道62上但仍在HPLMN覆盖区域之内。当三十秒定时器期满时，微处理器206读取服务网孔(现在是网孔62)上的广播数据，同时进行多个信道Ci上的功率电平测量，该多个信道Ci包含在保存于方框306中的BA表中(方框316)。接着，微处理器206将“i”初始化为1(方框317)。在方框318中，微处理器206确定关于信道C1(信道10)的功率电平测量值是否合适。因为MS100已经移动到HPLMN中的网孔30(而不是10)，所以关于信道10的功率电平测量值不可能适合(即，功率测量值不可能明显地高于上面在方框328中保存的测量值)。因此，微处理器将保存信道C1的测量功率电平和用于将来比较的信道标识(方框328)。接着，微处理器206将递增“i”(方框329)，确定是否存在剩余信道需要分析(判断方框331)并为信道C2重复从方框318开始的处理。同样，关于信道20的功率电平测量值不可能适合(即，功率测量值不可能明显地高于上面在方框328中保存的测量值)。因此，微处理器将保存信道C2的测量功率电平和用于将来比较的信道标识(方框328)。接着，微处理器将递增“i”(方框329)，确定是否存在剩余信道需要分析(判断方框331)并为信道C3重复从方框318开始的处理。
在方框318中，微处理器206确定功率电平是否适合。因为MS100已经移动到HPLMN中的网孔30，所以C3的功率电平可能明显地高于上面在方框328中保存的测量值。因此，微处理器206确定该接收信号是否足够强以与信道同步(判断方框322)。在给出的例子中，对接收信号是否足够强以与信道同步的确定最好包括搜索信道30的FCB和SCH。如果接收信号足够强以与信道同步，则微处理器206读取来自信道C3的广播数据，其中至少包括PLMN和信道C3的BA表(方框324)。如果接收信号不足够强以与信道同步，则微处理器206保存信道C3的功率电平测量值和用于将来比较的信道标识并将MS100返回到其最低功率状态。在读取PLMN和广播数据的BA表部分之后，微处理器206确定刚刚读取的PLMN是否与HPLMN匹配(判断方框326)。如果匹配，则微处理器206使用来自信道30的BA表来在HPLMN上开始登记程序(方框330)。
本发明的方法与用于搜索MS的HPLMN的已知方法相比有以下优点。首先，本发明的方法在MS100执行所需的对服务网孔上的广播数据解码的尝试的同时搜索HPLMN。第二，该方法进行关于强信道的策略性信号电平测量而不是对MS100可能访问的每个信道的测量。因此，本发明的方法减少了电消耗并有效地利用MS的资源。第三，因为该方法以三十秒时间间隔而不是六分钟时间间隔来搜索HPLMN，当HPLMN变成可用时可以更快地找到该HPLMN。
本领域的技术人员应当知道在不背离本发明的范围和精神的情况下，在本发明的设备及其结构中可以进行各种修改和变化。

Claims (10)

1.一种用于在移动站中搜索原籍公用陆地移动网的方法，包括步骤：
读取一服务网孔上的第一广播数据；
测量在第一广播分配表上的多个信道的接收功率电平以产生多个接收功率电平测量值；
对于多个信道的每一个，进行以下操作直到找到该原籍公用陆地移动网，
确定接收功率电平测量值是否合适；
如果接收功率电平测量值合适则确定接收功率电平测量值是否足够强以与信道同步；
如果接收功率电平测量值足够强以与信道同步，则读取来自该信道的第二广播数据，其中第二广播数据包括公用陆地移动网和第二广播分配表；
确定在第二广播数据中标识的公用陆地移动网是否与原籍公用陆地移动网匹配；和
当公用陆地移动网与原籍公用陆地移动网匹配时，使用第二广播分配表在该原籍公用陆地移动网上开始登记。
2.根据权利要求1的方法，其中确定信道的接收功率电平测量值是否合适的步骤包括步骤：
确定接收功率电平测量值是否高于噪声最低限度；和
当接收功率电平测量值高于噪声最低限度时确定接收功率电平测量值是否明显地高于信道的最近功率电平测量值。
3.根据权利要求1的方法，其中确定接收功率电平测量值是否足够强以与信道同步的步骤包括步骤：
搜索频率校正突发；和
如果找到频率校正突发则搜索同步信道。
4.根据权利要求3的方法，其中第二广播数据还包括NCC。
5.根据权利要求4的方法，进一步包括确定信道的NCC是否与HPLMN的NCC匹配的步骤。
6.根据权利要求1的方法，进一步包括当信道的接收功率电平测量值不合适时读取第一广播数据的步骤。
7.根据权利要求1的方法，进一步包括当接收功率电平测量值不足够强以与信道同步时保存接收功率电平测量值和信道标识的步骤。
8.根据权利要求1的方法，进一步包括当公用陆地移动网与原籍公用陆地移动网不匹配时保存接收功率电平测量值和信道标识的步骤。
9.根据权利要求2的方法，进一步包括当接收功率电平测量值不高于噪声最低限度时保存接收功率电平测量值和信道标识的步骤。
10.根据权利要求2的方法，进一步包括当接收功率电平测量值不是明显地高于信道的最近功率电平测量值时保存接收功率电平测量值和信道标识的步骤。
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