JP4259616B2 - 移動交換局と基地局との間に情報付き警報信号を提供する方法および装置 - Google Patents
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Description
発明の背景
Ｉ．発明の分野
本発明は、スペクトル拡散通信システムに関するものである。より詳細には、本発明は、ＣＤＭＡ通信システムの新規で、改良されたメッセージング方法および装置に関するものである。
II．関連技術の説明
符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）変調技術の使用は、多数のシステムユーザがいる通信を容易にするいくつかの技術の中の１つである。時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）のような他の技術および振幅コンパンデッドシングルサイドバンド（ＡＣＳＳＢ）のような振幅変調（ＡＭ）方式は公知であるが、ＣＤＭＡはこれらの他の技術よりも明らかな長所がある。多重アクセス通信方式においてＣＤＭＡ技術の使用は、本発明の譲受人に譲渡され、参照してここに組み込まれる名称が「衛星中継器あるいは地上中継器を使用するスペクトル拡散多重アクセス通信方式（SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESSTRIAL REPEATERS」である米国特許第４，９０１，３０７号に開示されている。
ＣＤＭＡセルラシステムでは、各々がトランシーバを有する多数の移動電話システムユーザは、セルとも呼ばれる衛星中継器あるいは地上中継器を通して通信する。各セルは基地局と呼ばれる物理的設備を含んでいる。セルは、限られた地理的領域をカバーし、移動交換局を介して通信ネットワークにおよび通信網からセルラ電話を通じて伝達される呼を経路選択する。セルラ電話ユーザが新しいセルの地理的領域に移動する場合、このユーザの呼の経路選択は、最終的には“ハンドオフ”と呼ばれる処理によって新しいセルによって行うことができる。
セルラ電話、あるいはより詳細には、移動局は、基地局によって受信される信号を放送する。この信号は、それから移動交換局に中継される。この移動交換局は、この信号を順に公衆電話交換ネットワークおよび電話回線あるいは他の移動局に経路選択する。同様に、信号は、公衆電話交換ネットワークから基地局および移動交換局を介して移動局に送信できる。移動局と基地局との間の情報の通信に割り当てられた通信チャンネルはトラフィックチャンネルと呼ばれる。
移動局と基地局との間のインタフェースはエアインタフェースと呼ばれる。アメリカ電気通信工業会（ＴＩＡ）は、参照してここに組み込まれている名称が「デュアルモード広帯域スペクトル拡散セルラシステム用ＩＳ-９５-Ａ移動局-基地局互換性規格（IS-95-A Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Celluar System）」（以下、ＩＳ-９５-Ａ）のエアインタフェースのＣＤＭＡ呼処理のための規格を提供した。基地局と移動交換局との間のインタフェースはＡインタフェースと呼ばれる。ＴＩＡは、参照してここにも組み込まれている“公衆８００ＭのためのＩＳ-６３４移動交換局-基地局インタフェース”に提供されている規格によるＡインタフェースの呼処理を考慮に入れている。ＩＳ-９５-ＡおよびＩＳ-６３４の両方は、ＣＤＭＡセルラ電話呼の動作のためのそのそれぞれのインタフェースで送られるメッセージおよび信号を規定する。
ＣＤＭＡ環境の呼の流れは、エアインタフェースおよびＡインタフェースの両方の処理を必要とする。呼の成功的な進行は、適切なメッセージおよび信号が適切な時間にエアインタフェースおよびＡインタフェースの両方で送られることを必要とする。ＩＳ-６３４規格はＡインタフェースの呼処理を考慮に入れるように開発されている。Ａインタフェースの必要な動作のいくつかを現在サポートしないＩＳ-６３４には、多数の問題および欠点がある。これらの問題および欠点のいくつかは、後述されるように本発明によって認識され、解決される。
発明の概要
本発明は、セルラ電話システムの、Ａインタフェースとしても知られている、移動交換局と基地局との間のインタフェースで新しいメッセージを供給する新規で、改良された方法および装置である。本発明は、ＩＳ-６３４規格によって現在規定されているようなＡインタフェースが信頼できる呼処理に必要な動作のいくつかをサポートしないことを認識している。新しいメッセージの導入はＡインタフェースの必要な機能性のためのサポートをもたらす。
本発明は、座待ちおよびハードハンドオフの手順を確実に処理するためにＡインタフェースに対する改良が必要であると認識している。さらに、グレア（glare）状態を解決するより優れた技術が必要である。情報メッセージ付き警報がこれらの手順の動作を改良するためにＡインタフェースで導入される。
呼待ち機能を使用すると、移動局は、第２の相手に接続されている間、保留されている公衆電話交換ネットワークの第１の相手がいてもよい。第２の相手が終話する場合、現手順により、解放／クリアメッセージ（あるいは相等メッセージ）は、移動局に送られ、移動局にそのトラフィックチャンネルを解放させる。したがって、新しいトラフィックチャンネルは移動局を第１の相手と再接続するように再確定されねばならない。本発明は、困難な点が移動局を第１の相手に再接続する処理で生じ得るという点で現手順が信頼できないと認識する。
さらに、現手順はトラフィックチャンネルの解放および新しいチャンネルの再割り当てを必要とするので、エアインタフェース資源は非効率に使用される。これらの欠点を解決するために、情報メッセージ付き警報は、Ａインタフェースで基地局に送られ、Ａインタフェースの情報メッセージ付き警報の送信をトリガする。情報メッセージ付き警報の受信と同時に、移動局は、接続メッセージを基地局を介して移動交換局に送信するように促される。次に、移動交換局は、新しいトラフィックチャンネルを再確立する必要なしに第１の相手を移動局に再接続する。
移動局が一方の基地局のカバレージエリアから他方の基地局のカバレージエリアに移動する場合、セルラシステムではハードハンドオフが生じる。移動局終了呼中、移動局がハンドオフを始めるために、移動局は、基地局によって送信される情報メッセージ付き警報を最初に受信しなければならない。現手順の下では、情報メッセージ付き警報が発生され、そのカバレージエリアに移動局が現在ある基地局によってのみ送信される。本発明は、現手順によってハードハンドオフ手順が信頼できないかもしれないと認識する。移動局が第１の基地局のカバレージエリアから第２の基地局のカバレージエリアへ移動する場合、移動局は、第１の基地局から情報メッセージ付き警報を受信することなく、切り離された呼を生じる。したがって、本発明は、移動交換局によって発生され、送信される情報メッセージ付き警報を提供する。移動局が第１の基地局のカバレージエリアから第２の基地局のカバレージエリアへ移動する間に、移動交換局は、情報メッセージ付き警報を第２の基地局に送信する。第２の基地局は、次に情報メッセージ付き警報を移動局に送信する。情報メッセージ付き警報を受信すると、ハンドオフは、呼を切り離さないで今すぐ進行できる。
移動加入者は、呼を発信しようと試みることができるが、他の相手は同じ移動加入者を呼び出そうと試み、グレア状態を生じる。エアインタフェース規格、すなわちＩＳ-９５-Ａは、移動局に、移動局が受信している呼を発信し、それに応答する呼をアボートするオプションをもたらす。しかしながら、本発明は、グレア状態が生じる場合、基地局は適切なメッセージを移動局に送信するように構成されていないために移動局は効果的に呼を受信できないと認識する。移動加入者が呼に応答するために、移動局は情報メッセージ付き警報を受信する必要がある。しかしながら、この規格は、現在この状況を取り扱っていない。結果として、呼は切り離されてもよい。本発明は、グレア状態の解決は移動交換局で試みられるべきであると認識する。呼を発信する移動局を示すメッセージを受信し、その次、呼を受信する同じ移動局を示すメッセージを受信する際に、移動交換局は、移動局が呼の受信を続行していると認識すべきである。次に、移動交換局は、情報メッセージ付き警報を基地局に送信し、情報メッセージ付き警報を移動局に送信するように基地局をトリガする。情報メッセージ付き警報は移動局によって受信されるので、グレア状態は、呼が切り離されないで解決される。
本発明の長所および利点は、図面を参照して考察されると、好ましい実施態様の下記の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴、目的および長所は、同じ参照文字に周到に対応し識別する図面とともに行われる場合に下記に記載されている詳細な説明からより明らかになるだろう。
図１は、本発明による典型的なＣＤＭＡセルラ電話システムの概略概要を示すブロック図であり、
図２は、現ＩＳ-６３４規格による典型的な呼待ちシナリオを示すブロック図であり、
図３は、本発明による呼待ちシナリオを示すブロック図であり、
図４は、図３の処理要素によって実行されるような呼待ちに必要される処理ステップの典型的な実施態様を示すフローチャートであり、
図５は、セルラ電話システムの典型的なハードハンドオフシナリオを示すブロック図であり、
図６は、移動局終了呼において移動局の状態を示す状態図であり、
図７は、本発明によるハードハンドオフシナリオの典型的な実施態様を示すブロック図であり、
図８は、図３の処理要素によって実行されるようなハードハンドオフに必要とされる処理ステップの示すフローチャートであり、
図９は、グレア状態の解決で必要とされる処理要素の典型的な実施態様を示すブロック図であり、
図１０は、グレア状態の発生および解決を示す流れ図である。
好ましい実施態様の詳細な説明
本発明が具体化される典型的なＣＤＭＡセルラ移動電話システムが図１に示されている。ＣＤＭＡセルラ電話システムは、一般に９で示され、インタフェースおよび基地局にシステム制御を提供する処理回路を含む移動電話交換局（ＭＴＳＯ）とも呼ばれる移動交換局（ＭＳＣ）１０を含んでいる。ＭＳＣ１０は、適切な移動局へ送信するために公衆電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）１１から適切な基地局に電話呼を経路選択する。ＭＳＣ１０は、１つあるいはそれ以上の基地局を介して移動局からＰＳＴＮ１１への呼の経路選択も制御する。
さらに、ＭＳＣ１０は、適切な基地局を介して移動局間に呼を向けることができる。ＭＳＣ１０は、専用電話回線、光ファイバリンクのようないろいろな従来の手段、あるいは無線周波数通信によって基地局に結合されてもよい。
本発明はＣＤＭＡセルラ通信システムの背景内でここに記載されているけれども、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）のような他の種類の通信システムに同様に適用可能であると理解すべきである。さらに、他のスペクトル拡散システム同様に、ＴＤＭＡおよびＦＤＭＡを利用するシステムスも、本発明を利用できる。
図１において、各々がセルラ電話を含む、２つの典型的な移動局（ＭＳ）１６および１８とともに、２つの典型的な基地局（ＢＳ）１２および１４が示されている。矢印２０ａおよび２０ｂは、ＢＳ１２とＭＳ１８との間の可能な通信リンクを規定する順方向符号チャンネルおよび逆方向符号チャンネルを示している。同様に、ＢＳ１４は、矢印２４ａおよび２４ｂによって示されるようなＭＳ１８との、および矢印２６ａおよび２６ｂによって示されるようなＭＳ１６との、２方向通信リンクを確立できる。
前述されるように、ＢＳ１２および１６とＭＳ１６および１８との間のインタフェースは、エアインタフェースと呼ばれ、典型的な実施態様では、エアインタフェースの呼び出し処理はＩＳ-９５-Ａによって決定される。さらに前述されるように、ＭＳ１０とＢＳ１２および１４との間のインタフェースは、Ａインタフェースと呼ばれ、Ａインタフェースの呼び出し処理はＩＳ-６３４によって決定される。本発明は、ＩＳ-６３４によって現在規定されるようなＡインタフェースは、信頼できる呼び出し処理に必要な機能性の一部のためのサポートを欠いている、と認識している。さらに、本発明は、Ａインタフェースの新しいメッセージの導入はＡインタフェースの欠点のいくつかを解決している、と認識している。
欠点がＡインタフェースで認識される典型的な手順は、呼び出し待ち合わせ手順である。呼び出し待ち合わせは、ＣＤＭＡセルラ加入者に利用可能な１つの機能である。呼び出し待ち合わせ機能によって、セルラ加入者は、電話網の２人の相手間でトグルできる。呼び出し待ち合わせは、本発明の譲受人に譲渡され、参照してここに組み込まれる、１９９５年９月２９日に出願された、名称が「移動局間の初期の検出（Early Detection of Mobile to Mobile）」の同時係属米国特許出願第０８／５３５，９９８号に開示されている技術により、ＣＤＭＡ電話システムに提供されてもよい。
典型的な呼び出し待ち合わせシナリオは図２に示されている。図２では、相手１ ２８および相手２ ３０はＰＳＴＮの２人の相手である。呼び出しは、ＭＳ３２と相手１ ２８との間に確立されている。トラフィックチャンネルは、エアインタフェース上のＭＳ３２とＢＳ３４との間で設定されている。さらに、ＢＳ３４は、前述のようないろいろな従来の手段のいずれかによってＡインタフェース上のＭＳＣ３６に接続されている。
ＭＳ３２が相手１ ２８と通信している間に相手２ ３０がＭＳ３２を呼び出す場合は、ＭＳＣ36は信号データをＢＳ３４に送り、別の相手がＭＳ３２にコンタクト使用としていることを示す。トラフィックデータと信号データとを結合する手段は、本発明の譲受人に譲渡され、参照してここに組み込まれる、名称が「伝送用データのフォーマッティングの方法及び装置(METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION)」の米国特許第５，５１１，０７３号に詳細に説明されている。ＭＳ３２に別の呼び出しがあることを知らせるために、警報信号が、、情報メッセージ付きフラッシュまたは同一バンドのトーンでＭＳ３２にＢＳ３４によってリレイされる。そのあと、ＭＳ３２はそのＭＳキーパッドの特定のキーを押して、コールウエイティング特性を引き出すことができる。これによって、情報メッセージ付きフラッシュを発生させ、情報メッセージ付きフラッシュはエアインターフェース上でＭＳＣ３６に送られ、それが順にエアインターフェース上で情報メッセージ付きフラッシュをＭＳＣ３６にリレイする。次に、ＭＳＣ３６は、パーティ１を保留している間に、パーティ２ ３０をＭＳ３２に接続する。その後、ＭＳ３２はキーパッドのキーを押してパーティ１ ２８とパーティ２ ３０を交互に切り替えて、情報メッセージ付きフラッシュを発生させる。ＭＳ３６は情報メッセージ付きフラッシュを受信するごとに、それは、ＭＳ３２を前に保留されたパーティに接続し、前に回線上にあったパーティを保留する。
さらに第２図を参照し、パーティ１ ２８が待たされた状態であり、ＭＳ３２がパーティ２ ３０に接続されていると仮定する。パーティ２ ３０が電話をきると、現在の手順によって、パーティ２にサービスしているネットワークは解放メッセージを発生する。この解放メッセージはＭＳＣ３６に伝播し、それはエアインターフェース上で解放メッセージをＢＳ３４に送る。ＢＳ３４は順に、解放メッセージをＭＳ３２にエアインターフェース上で送り、ＭＳ３２にトラフィック・チャンネルを解放させる。次に、ＭＳＣ５６は、パーティ１ ２８がＭＳ３２に接触しようとしていることを、ＢＳ３４に信号で送る。これでＢＳ３４は呼び出しが入っていることを示すために、ページング・メッセージをＭＳ３２に送る。応答して、ＭＳ３２は、ＢＳ３４に送信されるページング応答メッセージを発生する。そこで、ＢＳ３４はＭＳＣ３６にページング応答メッセージを送信する。ページング応答メッセージを受信すると、ＭＳＣ３６はＭＳ３２に新しいトラフィック・チャンネルを割り当て、ＭＳ３２はパーティ１ ２８に再び接続される。
この発明は、この手順にいくつかの欠点があることを認める。第一に、それは、トラフィック・チャンネルの解放、ＭＳ３２のｒｅｐａｇｅ、新しいトラフィック・チャンネルの割り当てを必要とするので、それは、エア・インターフェースを効率よく使用していない。さらに、新しいトラフィック・チャンネルを取得する必要があるので、ＭＳ３２とパーティ１ ２８間の接続を再び確立することが困難である。ＭＳ３２が解放されてＢＳ３４から離れると、ＭＳＣ３６からのページングはＭＳ３２によって受信されることができない。少なくとも、これはパーティ１ ２８がＭＳ３２との再接続を待たなければならない時間を長くする。ＭＳ３２とパーティ１ ２８のと間の接続が再確立されることができずに、結果として呼び出しをやめる、という可能性もある。パーティ２ ３０を、コールウエイティング特性を使用しているＭＳ３２から解放するための手順を処理するために、もっと良い手順が必要である。
この欠点を解決するために、この発明はエア・インターフェースの新しいメッセージを紹介する。この発明の望ましい実施態様を第３図に示す。この望ましい実施態様はエア・インターフェースに新しいメッセージ、情報メッセージ付き警報を提供する。現在、ＩＳ−９５−Ａのもとでエア・インターフェースに情報メッセージ付き警報を利用できる。ＩＳ−９５−Ａによると、情報メッセージ付き警報は基地局によって移動局に送られ、移動機のベルを鳴らし、移動機を会話状態から返答待ち状態に移行させ、もって、移動機使用者が介在することを期待する。エア・インターフェースに情報メッセージ付き警報を提供することで、移動機交換センターは呼び出し待ち手順を良好に制御することができる。
第３図に示すように、パーティ１ ２８は、待たされた状態であり、ＭＳ３２がパーティ２ ３０と通信中であると仮定する。そして、パーティ２ ３０が電話を切ると、上記のように、パーティ２３０にサービスしているネットワークは、解放メッセージを生成する。この望ましい実施態様では、解放メッセージがネットワークから到来すると、ＭＳＣ３はそれを取り込み、ＭＳＣ３６のメッセージ発生器３８は、情報メッセージ付き警報信号を発生する。この信号は、エア・インターフェース上でＢＳ３４へ送られる。ＢＳ３４のメッセージ受信器４０は、情報メッセージ付き警報を受信し、一方、ＢＳ３４は、情報メッセージ付き警報をエア・インターフェース上でＭＳ３２に送る。ＭＳ３２は情報メッセージ付き警報を受信すると、移動機に警報信号を発生し、加入者が答えるのを待つ。加入者がＭＳ３２のキーパッドのキーを押して答えると、ＭＳ３２は接続メッセージを発生して、ＢＳ３４に送り、ＭＳＣ３６に転送する。接続メッセージを受信すると、ＭＳＣ３６はパーティ１ ２８をＭＳ３２に接続する。
望ましい実施態様では、ネットワークからＭＳ３２に送られる解放メッセージ（またはクリア・メッセージ）を許可しないことで、ＭＳ３２は、パーティ２ ３０が電話を切った時に、トラフィック・チャンネルが解放されない。これにより、新しいトラフィック・チャンネルの割り当てのために更なるエア・インターフェース・リソースを使う必要がない。さらに、この望ましい実施態様は、パーティ１ ２８がまだＭＳ３２との再接続を待っていることを示すために、トラフィック・チャンネルの解放後、ＭＳ３２がページされる必要はない。したがって、ＭＳ３２がＢＳ３４のカバレッジから離れて、ページングを受信しない危険性が除かれる。
上記の実施態様に記述している呼び出し待ちに含まれる段階を第４図に簡単に示す。第４図は、第３図を参照している処理に含まれる段階の一部を示すフローチャートである。
エア・インターフェースで欠点が認められるもう１つの手順は、ハンドオフ手順である。セルラ通信システムでは、ハンドオフは、移動局がある基地局のカバレッジから別の基地局のカバレッジへ移動する時に行わなけねばならない。セルラ・システムにおける地理的範囲は、セルに分割される。各セルは、対応する基地局によってサービスされる。ハード・ハンドオフ環境では、移動機が１つのセルから別のセルに移動すると、新しい基地局との通信を確立する前に、元の基地局との通信を終了する。ソフト・ハンドオフ環境では、元の基地局との通信を終了する前に、新しい基地局との通信を確立する。参照としてここに組み込み、この発明の譲り受け人に譲渡された米国特許第５，２６７，２６１号はソフト・ハンドオフを提供する方法およびシステムを開示している。
通話を終了する移動機のハード・ハンドオフ手順は、第５図と第６図を参照して理解できる。第５図に示したように、ＭＳ４２がＢＳ１ ４４のカバレッジからＢＳ２ ４６のカバレッジに移動すると、ＭＳ４２とＢＳ２ ４６との間の接続を確立する必要がある一方、ＭＳ４２は、ＢＳ１ ４４から切断される必要がある。第５図では、ＢＳ１ ４４とＢＳ２ ４６との両方が、ＭＳＣ４８に接続されているように示されている。けれども、移動局が１つの移動機交換センターの制御から別の交換センターの制御に移動する場合、ハード・ハンドオフも生じうることが理解されるべきである。実際に、異なる移動局コントローラが、例えばＴＤＭＡまたはＦＤＭＡのように、異なる変調技術をサポートしている場合がある。
第６図では、通話を終了している移動機の移動局の状態を簡単に示す。その状態は本明細書で要約され、前述の文書ＩＳ−９５−Ａの６−１６０ページと６−１６１ページにより詳細にに記述されている。
ハード・ハンドオフ手順の進行は移動局の状態に依存する。第６図に参照するように、通話を終了した移動局において、移動機は、移動局と基地局間でトラフィック・チャンネルが確立している場合、ブロック５０で示すように、トラフィック・チャンネル初期化状態にある。基地局から基地局認識指令を受信すると、移動機は、ブロック５２で示すように、指令待ち状態に移行する。そして、基地局から情報メッセージ付き警報を受信すると、ブック５４に示すように、移動局は、返答待ち状態に移行する。移動局の加入者が、移動局のキーパッドの特定のキーを押すことによって答えると、移動機は、ブロック５６で表されている会話状態に移行する。移動機は、通話が終了すると、ブロック５８に示すように、解放状態に移行する。
現行の手順では、移動局は、ハード・ハンドオフの間、返答待ち状態５４または会話状態５６にあるべきである。移動機が他の何れかの状態にあると、呼は、ハード・ハンドオフの間、途絶えることになる。このように、移動局はハンドオフを行う前に、エア・インターフェース上で、基地局によって送信された情報メッセージ付き警報を受信しなければならない。そうしないと、ハンドオフ手順は、信頼できないものになるであろう。第５図を再び参照し、ＭＳ４２はＢＳ１ ４４のカバレッジにあると仮定する。次に、ＭＳ４２が、指令待ち状態５２にある間に、ＢＳ１ ４４のカバレッジからＢＳ２ ４６のカバレッジに移動すると、ＭＳ４２が、ＢＳ１ ４４が送る情報メッセージ付き警報を受信しないことがある。情報メッセージ付き警報を受信しなければ、ＭＳ４２はＢＳ２ ４６のカバレッジにおいて、返答待ち状態５４に移行できない。それにより、ハンドオフが進行している間、呼は切り離される。このように、この発明は、移動局終了呼のハード・ハンドオフを取り扱うより良好な方法が必要であることを認識している。
前述したように、エア・インターフェース上に情報メッセージ付き警報を提供することは、呼び出し待ち手順の欠点を克服する。この発明は、エア・インターフェース上に情報メッセージ付き警報を提供することが、移動局終了呼のハード・ハンドオフ手順の欠点をも克服することを認識している。さらに、この発明が、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、またはＦＤＭＡを含むさまざまな通信環境のハード・ハンドオフ手順にも当てはまることが理解されるべきである。
ハード・ハンドオフ手順において、エア・インターフェース上で情報メッセージ付き警報を使用する望ましい実施態様を、第６図を参照して、第７図に示す。情報メッセージ付き警報はＭＳＣ４８のメッセージ発生器５０によって生成され、ＢＳ２ ４６のメッセージ受信器５２に送られる。情報メッセージ付き警報は、ＭＳ４２が指令待ち状態にある間に、ＢＳ１ ４４のカバレッジからＢＳ２ ４６のカバレッジに移動する時に、エア・インターフェース上に送られる。ＢＳ２ ４６がＭＳＣ４８から情報メッセージ付き警報を受信した後、ＢＳ２ ４６はエア・インターフェース上で情報メッセージ付き警報をＭＳ４２に送る。情報メッセージ付き警報を受信すると、ＭＳ４２は、ＢＳ２ ４６のカバレッジにいる間に返答待ち状態に移行することができ、呼が途切れずにハンドオフができる。このように、エア・インターフェース上に情報メッセージ付き警報を提供することで、ＭＳＣ４８はハード・ハンドオフ手順をより良く制御する。ＭＳＣ４８はＢＳ２ ４６に情報メッセージ付き警報を送ることができるので、ＢＳ２ ４６に対して、情報メッセージ付き警報をＭＳ４２へ送らせ、ＭＳ４２は、返答待ち状態５４に移行するために、ＢＳ１ ４４からの情報メッセージ付き警報の受信に依存する必要がない。これにより、ハンドオフは、呼が途切れることなくなされる。上記の実施態様に記述しているように、ハード・ハンドオフに含まれる処理段階の一部を示すフローチャートが、第８図に示される。
Ａ−インターフェース上に欠点が認められる別の手順はグレア(glare)状態の取り扱いにある。グレア状態は、別のパーティが移動機加入者を呼ぼうとしている間に、移動機加入者が呼を初期化使用とする時に発生する。移動機加入者により開始される通話は、移動局発信呼と呼ばれ、移動機加入者に行われる呼び出しは移動局終了呼と呼ばれる。
グレア状態は第１図に戻ると、もっと良く理解できる。移動局発信呼において、ＭＳ１６による呼が開始されると、発信メッセージは、ＭＳ１６のような移動局からＢＳ１２のような基地局に送られる。発信メッセージの終了後、ＭＳ１６と、呼ばれているパーティ（ＰＳＴＮ１１のパーティＡ）の間の接続が確立する前に、別のパーティ（ＰＳＴＮ１１のパーティＢ）が移動機加入者に接触しようとし、ＭＳＣ１０がＭＳ１６にページングする場合があり、その結果グレア状態になる。エア・インターフェース標準、ＩＳ−９５−ＡはＭＳ１６にパーティＡへの通話を中断し、パーティＢからの呼び出しに応答することを許している。そこで、ＭＳ１６は第６図に示したように、通話を終了する移動局用の状態遷移列を続ける。
第６図を参照して、移動局終了の筋道の中で、移動機はブロック５２で表される指令状態待ちから、ブロック５４で表される返答状態待ちに移行する情報メッセージ付き警報の受信を予定している。情報メッセージ付き警報が受信されないと、移動機は時間切れとなり、呼を解放する。
ＩＳ−９５−ＡおよびＩＳ−６３４による現行の手順は、グレア状態を適切に解消しないことがこの発明により認識される。現在、基地局はグレア状態が発生した時に、情報メッセージ付き警報を移動局に送信するように構成されていない。この問題を第９図を参照してさらに詳しく記述する。第９図を参照すると、ＭＳ６０が呼を発生する時に、発信メッセージは、ＭＳ６０からＢＳ６２に送信される。発信メッセージに応答して、ＢＳ６２は基地局認識指令をＭＳ６０に送信する。その間に、ＭＳＣ６４が同じＭＳ６０に入って来る通話を受信し、通話を起こす動作に気づかず、ページング要求メッセージをＢＳ６２に送り、移動機の終呼設定を開始する。ＢＳ６２は順にＭＳアドレスを含むページング・メッセージを送り、ページング・メッセージは、ＭＳ６０により受信される。
移動機が発信しようとすることで、ＢＳ６２はサービス・リクエスト・メッセージを構築し、そのメッセージをＭＳＣ６４に送る。けれども、ページング・メッセージを受信した後で、ＭＳ６０は、発信呼設定を中断し、ＢＳ６２により受信されるページング応答メッセージを送信することにより応答する。しかし、ＭＳＣ６４はサービス・リクエスト・メッセージをＢＳ６２から受信したので、ＭＳＣ６４はこれに応答して割り当て要求メッセージをＢＳ６２に送り、移動局が発声した呼のためのエア・インターフェースリソースの割り当てを要求する。割り当て要求メッセージを受信すると、ＢＳ６２は移動局が発生した呼がその進行中にあり、情報メッセージ付き警報をＭＳ６０に送信しないと仮定する。この結果、ＭＳ６０は情報メッセージ付き警報を待つ時間切れになり、移動局が発生した呼が欠落する。
グレア状態をもっと良く解決するために、この発明はＡ・インターフェース上に別の情報メッセージ付き警報を使用することを提供する。第１に、ＢＳ６２がＭＳ６０からページング応答メッセージを受信した後で、ＢＳ６２は次に、ページング応答メッセージをＭＳＣ６４に送る。従って望ましい実施形態では、この発明は、ＭＳＣ６４がサービス・リクエスト・メッセージを受信し、次にページング応答メッセージを受信すると、Ａ・インターフェース上に送信される情報メッセージ付き警報を提供するう。さらに第９図を参照すると、情報メッセージ付き警報がＭＳＣ６４内でメッセージ発生器６６により発生され、情報メッセージ付き警報はメッセージ受信器６８によりＢＳ６２に受信されることが分かる。ＢＳ６２がＭＳＣ６４から情報メッセージ付き警報を受信した後に、ＢＳ６２は、エアー・インターフェースを介して情報メッセージ付き警報をＭＳ６０に送る。情報メッセージ付き警報を受信すると、ＭＳ６０は返答状態待ちに移行することができ、グレア状態は呼が欠落せずにに解消される。
第１０図を参照すると、第９図を参照して述べたように、グレア状態の解消に含まれる処理段階の一部を示すフローチャートが示される。情報メッセージ付き警報はグレア状態を解消するためにＡ・インターフェース上に設けられる。
この発明は、呼待ち、ハード・ハンドオフ、グレア状態の解消手続のために、現在ＩＳ−６３４で定義しているようにＡ・インターフェース上の呼処理中にある欠点があることを認識している。Ａ・インターフェース上に情報メッセージ付き警報を備えることにより、この発明は、これらの欠点を克服する。情報メッセージ付き警報はＩＳ−９５−Ａにもとづくエア・インターフェース上ですでに利用可能であり、移動局を指令状態待ちから返答状態待ちに遷移させる。情報メッセージ付き警報がＡ・インターフェース上に備えられれ、エア・インターフェース上に情報メッセージ付き警報の送信をトリガし、呼び出し待ちおよびハンドオフ手順の問題を解決し、並びにグレア状態を解決する。
好適実施形態の上述の記述は、技術に熟達した任意の人がこの発明を製作し、または使用することを可能にする。これらの実施形態に対するさまざまな修正は、技術に熟練した人には容易に明白に理解され、本明細書で定義している包括的原理は発明力を伴なわずに他の実施形態に適用されてもよい。従って、この発明は本明細書で示される実施形態に限定されることを意図したものではなく、本明細書に開示される原理および新規な特徴に一致するもっとも広い範囲が許容されるべきである。
Ｉ．発明の分野
本発明は、スペクトル拡散通信システムに関するものである。より詳細には、本発明は、ＣＤＭＡ通信システムの新規で、改良されたメッセージング方法および装置に関するものである。
II．関連技術の説明
符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）変調技術の使用は、多数のシステムユーザがいる通信を容易にするいくつかの技術の中の１つである。時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）のような他の技術および振幅コンパンデッドシングルサイドバンド（ＡＣＳＳＢ）のような振幅変調（ＡＭ）方式は公知であるが、ＣＤＭＡはこれらの他の技術よりも明らかな長所がある。多重アクセス通信方式においてＣＤＭＡ技術の使用は、本発明の譲受人に譲渡され、参照してここに組み込まれる名称が「衛星中継器あるいは地上中継器を使用するスペクトル拡散多重アクセス通信方式（SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESSTRIAL REPEATERS」である米国特許第４，９０１，３０７号に開示されている。
ＣＤＭＡセルラシステムでは、各々がトランシーバを有する多数の移動電話システムユーザは、セルとも呼ばれる衛星中継器あるいは地上中継器を通して通信する。各セルは基地局と呼ばれる物理的設備を含んでいる。セルは、限られた地理的領域をカバーし、移動交換局を介して通信ネットワークにおよび通信網からセルラ電話を通じて伝達される呼を経路選択する。セルラ電話ユーザが新しいセルの地理的領域に移動する場合、このユーザの呼の経路選択は、最終的には“ハンドオフ”と呼ばれる処理によって新しいセルによって行うことができる。
セルラ電話、あるいはより詳細には、移動局は、基地局によって受信される信号を放送する。この信号は、それから移動交換局に中継される。この移動交換局は、この信号を順に公衆電話交換ネットワークおよび電話回線あるいは他の移動局に経路選択する。同様に、信号は、公衆電話交換ネットワークから基地局および移動交換局を介して移動局に送信できる。移動局と基地局との間の情報の通信に割り当てられた通信チャンネルはトラフィックチャンネルと呼ばれる。
移動局と基地局との間のインタフェースはエアインタフェースと呼ばれる。アメリカ電気通信工業会（ＴＩＡ）は、参照してここに組み込まれている名称が「デュアルモード広帯域スペクトル拡散セルラシステム用ＩＳ-９５-Ａ移動局-基地局互換性規格（IS-95-A Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Celluar System）」（以下、ＩＳ-９５-Ａ）のエアインタフェースのＣＤＭＡ呼処理のための規格を提供した。基地局と移動交換局との間のインタフェースはＡインタフェースと呼ばれる。ＴＩＡは、参照してここにも組み込まれている“公衆８００ＭのためのＩＳ-６３４移動交換局-基地局インタフェース”に提供されている規格によるＡインタフェースの呼処理を考慮に入れている。ＩＳ-９５-ＡおよびＩＳ-６３４の両方は、ＣＤＭＡセルラ電話呼の動作のためのそのそれぞれのインタフェースで送られるメッセージおよび信号を規定する。
ＣＤＭＡ環境の呼の流れは、エアインタフェースおよびＡインタフェースの両方の処理を必要とする。呼の成功的な進行は、適切なメッセージおよび信号が適切な時間にエアインタフェースおよびＡインタフェースの両方で送られることを必要とする。ＩＳ-６３４規格はＡインタフェースの呼処理を考慮に入れるように開発されている。Ａインタフェースの必要な動作のいくつかを現在サポートしないＩＳ-６３４には、多数の問題および欠点がある。これらの問題および欠点のいくつかは、後述されるように本発明によって認識され、解決される。
発明の概要
本発明は、セルラ電話システムの、Ａインタフェースとしても知られている、移動交換局と基地局との間のインタフェースで新しいメッセージを供給する新規で、改良された方法および装置である。本発明は、ＩＳ-６３４規格によって現在規定されているようなＡインタフェースが信頼できる呼処理に必要な動作のいくつかをサポートしないことを認識している。新しいメッセージの導入はＡインタフェースの必要な機能性のためのサポートをもたらす。
本発明は、座待ちおよびハードハンドオフの手順を確実に処理するためにＡインタフェースに対する改良が必要であると認識している。さらに、グレア（glare）状態を解決するより優れた技術が必要である。情報メッセージ付き警報がこれらの手順の動作を改良するためにＡインタフェースで導入される。
呼待ち機能を使用すると、移動局は、第２の相手に接続されている間、保留されている公衆電話交換ネットワークの第１の相手がいてもよい。第２の相手が終話する場合、現手順により、解放／クリアメッセージ（あるいは相等メッセージ）は、移動局に送られ、移動局にそのトラフィックチャンネルを解放させる。したがって、新しいトラフィックチャンネルは移動局を第１の相手と再接続するように再確定されねばならない。本発明は、困難な点が移動局を第１の相手に再接続する処理で生じ得るという点で現手順が信頼できないと認識する。
さらに、現手順はトラフィックチャンネルの解放および新しいチャンネルの再割り当てを必要とするので、エアインタフェース資源は非効率に使用される。これらの欠点を解決するために、情報メッセージ付き警報は、Ａインタフェースで基地局に送られ、Ａインタフェースの情報メッセージ付き警報の送信をトリガする。情報メッセージ付き警報の受信と同時に、移動局は、接続メッセージを基地局を介して移動交換局に送信するように促される。次に、移動交換局は、新しいトラフィックチャンネルを再確立する必要なしに第１の相手を移動局に再接続する。
移動局が一方の基地局のカバレージエリアから他方の基地局のカバレージエリアに移動する場合、セルラシステムではハードハンドオフが生じる。移動局終了呼中、移動局がハンドオフを始めるために、移動局は、基地局によって送信される情報メッセージ付き警報を最初に受信しなければならない。現手順の下では、情報メッセージ付き警報が発生され、そのカバレージエリアに移動局が現在ある基地局によってのみ送信される。本発明は、現手順によってハードハンドオフ手順が信頼できないかもしれないと認識する。移動局が第１の基地局のカバレージエリアから第２の基地局のカバレージエリアへ移動する場合、移動局は、第１の基地局から情報メッセージ付き警報を受信することなく、切り離された呼を生じる。したがって、本発明は、移動交換局によって発生され、送信される情報メッセージ付き警報を提供する。移動局が第１の基地局のカバレージエリアから第２の基地局のカバレージエリアへ移動する間に、移動交換局は、情報メッセージ付き警報を第２の基地局に送信する。第２の基地局は、次に情報メッセージ付き警報を移動局に送信する。情報メッセージ付き警報を受信すると、ハンドオフは、呼を切り離さないで今すぐ進行できる。
移動加入者は、呼を発信しようと試みることができるが、他の相手は同じ移動加入者を呼び出そうと試み、グレア状態を生じる。エアインタフェース規格、すなわちＩＳ-９５-Ａは、移動局に、移動局が受信している呼を発信し、それに応答する呼をアボートするオプションをもたらす。しかしながら、本発明は、グレア状態が生じる場合、基地局は適切なメッセージを移動局に送信するように構成されていないために移動局は効果的に呼を受信できないと認識する。移動加入者が呼に応答するために、移動局は情報メッセージ付き警報を受信する必要がある。しかしながら、この規格は、現在この状況を取り扱っていない。結果として、呼は切り離されてもよい。本発明は、グレア状態の解決は移動交換局で試みられるべきであると認識する。呼を発信する移動局を示すメッセージを受信し、その次、呼を受信する同じ移動局を示すメッセージを受信する際に、移動交換局は、移動局が呼の受信を続行していると認識すべきである。次に、移動交換局は、情報メッセージ付き警報を基地局に送信し、情報メッセージ付き警報を移動局に送信するように基地局をトリガする。情報メッセージ付き警報は移動局によって受信されるので、グレア状態は、呼が切り離されないで解決される。
本発明の長所および利点は、図面を参照して考察されると、好ましい実施態様の下記の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴、目的および長所は、同じ参照文字に周到に対応し識別する図面とともに行われる場合に下記に記載されている詳細な説明からより明らかになるだろう。
図１は、本発明による典型的なＣＤＭＡセルラ電話システムの概略概要を示すブロック図であり、
図２は、現ＩＳ-６３４規格による典型的な呼待ちシナリオを示すブロック図であり、
図３は、本発明による呼待ちシナリオを示すブロック図であり、
図４は、図３の処理要素によって実行されるような呼待ちに必要される処理ステップの典型的な実施態様を示すフローチャートであり、
図５は、セルラ電話システムの典型的なハードハンドオフシナリオを示すブロック図であり、
図６は、移動局終了呼において移動局の状態を示す状態図であり、
図７は、本発明によるハードハンドオフシナリオの典型的な実施態様を示すブロック図であり、
図８は、図３の処理要素によって実行されるようなハードハンドオフに必要とされる処理ステップの示すフローチャートであり、
図９は、グレア状態の解決で必要とされる処理要素の典型的な実施態様を示すブロック図であり、
図１０は、グレア状態の発生および解決を示す流れ図である。
好ましい実施態様の詳細な説明
本発明が具体化される典型的なＣＤＭＡセルラ移動電話システムが図１に示されている。ＣＤＭＡセルラ電話システムは、一般に９で示され、インタフェースおよび基地局にシステム制御を提供する処理回路を含む移動電話交換局（ＭＴＳＯ）とも呼ばれる移動交換局（ＭＳＣ）１０を含んでいる。ＭＳＣ１０は、適切な移動局へ送信するために公衆電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）１１から適切な基地局に電話呼を経路選択する。ＭＳＣ１０は、１つあるいはそれ以上の基地局を介して移動局からＰＳＴＮ１１への呼の経路選択も制御する。
さらに、ＭＳＣ１０は、適切な基地局を介して移動局間に呼を向けることができる。ＭＳＣ１０は、専用電話回線、光ファイバリンクのようないろいろな従来の手段、あるいは無線周波数通信によって基地局に結合されてもよい。
本発明はＣＤＭＡセルラ通信システムの背景内でここに記載されているけれども、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）のような他の種類の通信システムに同様に適用可能であると理解すべきである。さらに、他のスペクトル拡散システム同様に、ＴＤＭＡおよびＦＤＭＡを利用するシステムスも、本発明を利用できる。
図１において、各々がセルラ電話を含む、２つの典型的な移動局（ＭＳ）１６および１８とともに、２つの典型的な基地局（ＢＳ）１２および１４が示されている。矢印２０ａおよび２０ｂは、ＢＳ１２とＭＳ１８との間の可能な通信リンクを規定する順方向符号チャンネルおよび逆方向符号チャンネルを示している。同様に、ＢＳ１４は、矢印２４ａおよび２４ｂによって示されるようなＭＳ１８との、および矢印２６ａおよび２６ｂによって示されるようなＭＳ１６との、２方向通信リンクを確立できる。
前述されるように、ＢＳ１２および１６とＭＳ１６および１８との間のインタフェースは、エアインタフェースと呼ばれ、典型的な実施態様では、エアインタフェースの呼び出し処理はＩＳ-９５-Ａによって決定される。さらに前述されるように、ＭＳ１０とＢＳ１２および１４との間のインタフェースは、Ａインタフェースと呼ばれ、Ａインタフェースの呼び出し処理はＩＳ-６３４によって決定される。本発明は、ＩＳ-６３４によって現在規定されるようなＡインタフェースは、信頼できる呼び出し処理に必要な機能性の一部のためのサポートを欠いている、と認識している。さらに、本発明は、Ａインタフェースの新しいメッセージの導入はＡインタフェースの欠点のいくつかを解決している、と認識している。
欠点がＡインタフェースで認識される典型的な手順は、呼び出し待ち合わせ手順である。呼び出し待ち合わせは、ＣＤＭＡセルラ加入者に利用可能な１つの機能である。呼び出し待ち合わせ機能によって、セルラ加入者は、電話網の２人の相手間でトグルできる。呼び出し待ち合わせは、本発明の譲受人に譲渡され、参照してここに組み込まれる、１９９５年９月２９日に出願された、名称が「移動局間の初期の検出（Early Detection of Mobile to Mobile）」の同時係属米国特許出願第０８／５３５，９９８号に開示されている技術により、ＣＤＭＡ電話システムに提供されてもよい。
典型的な呼び出し待ち合わせシナリオは図２に示されている。図２では、相手１ ２８および相手２ ３０はＰＳＴＮの２人の相手である。呼び出しは、ＭＳ３２と相手１ ２８との間に確立されている。トラフィックチャンネルは、エアインタフェース上のＭＳ３２とＢＳ３４との間で設定されている。さらに、ＢＳ３４は、前述のようないろいろな従来の手段のいずれかによってＡインタフェース上のＭＳＣ３６に接続されている。
ＭＳ３２が相手１ ２８と通信している間に相手２ ３０がＭＳ３２を呼び出す場合は、ＭＳＣ36は信号データをＢＳ３４に送り、別の相手がＭＳ３２にコンタクト使用としていることを示す。トラフィックデータと信号データとを結合する手段は、本発明の譲受人に譲渡され、参照してここに組み込まれる、名称が「伝送用データのフォーマッティングの方法及び装置(METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION)」の米国特許第５，５１１，０７３号に詳細に説明されている。ＭＳ３２に別の呼び出しがあることを知らせるために、警報信号が、、情報メッセージ付きフラッシュまたは同一バンドのトーンでＭＳ３２にＢＳ３４によってリレイされる。そのあと、ＭＳ３２はそのＭＳキーパッドの特定のキーを押して、コールウエイティング特性を引き出すことができる。これによって、情報メッセージ付きフラッシュを発生させ、情報メッセージ付きフラッシュはエアインターフェース上でＭＳＣ３６に送られ、それが順にエアインターフェース上で情報メッセージ付きフラッシュをＭＳＣ３６にリレイする。次に、ＭＳＣ３６は、パーティ１を保留している間に、パーティ２ ３０をＭＳ３２に接続する。その後、ＭＳ３２はキーパッドのキーを押してパーティ１ ２８とパーティ２ ３０を交互に切り替えて、情報メッセージ付きフラッシュを発生させる。ＭＳ３６は情報メッセージ付きフラッシュを受信するごとに、それは、ＭＳ３２を前に保留されたパーティに接続し、前に回線上にあったパーティを保留する。
さらに第２図を参照し、パーティ１ ２８が待たされた状態であり、ＭＳ３２がパーティ２ ３０に接続されていると仮定する。パーティ２ ３０が電話をきると、現在の手順によって、パーティ２にサービスしているネットワークは解放メッセージを発生する。この解放メッセージはＭＳＣ３６に伝播し、それはエアインターフェース上で解放メッセージをＢＳ３４に送る。ＢＳ３４は順に、解放メッセージをＭＳ３２にエアインターフェース上で送り、ＭＳ３２にトラフィック・チャンネルを解放させる。次に、ＭＳＣ５６は、パーティ１ ２８がＭＳ３２に接触しようとしていることを、ＢＳ３４に信号で送る。これでＢＳ３４は呼び出しが入っていることを示すために、ページング・メッセージをＭＳ３２に送る。応答して、ＭＳ３２は、ＢＳ３４に送信されるページング応答メッセージを発生する。そこで、ＢＳ３４はＭＳＣ３６にページング応答メッセージを送信する。ページング応答メッセージを受信すると、ＭＳＣ３６はＭＳ３２に新しいトラフィック・チャンネルを割り当て、ＭＳ３２はパーティ１ ２８に再び接続される。
この発明は、この手順にいくつかの欠点があることを認める。第一に、それは、トラフィック・チャンネルの解放、ＭＳ３２のｒｅｐａｇｅ、新しいトラフィック・チャンネルの割り当てを必要とするので、それは、エア・インターフェースを効率よく使用していない。さらに、新しいトラフィック・チャンネルを取得する必要があるので、ＭＳ３２とパーティ１ ２８間の接続を再び確立することが困難である。ＭＳ３２が解放されてＢＳ３４から離れると、ＭＳＣ３６からのページングはＭＳ３２によって受信されることができない。少なくとも、これはパーティ１ ２８がＭＳ３２との再接続を待たなければならない時間を長くする。ＭＳ３２とパーティ１ ２８のと間の接続が再確立されることができずに、結果として呼び出しをやめる、という可能性もある。パーティ２ ３０を、コールウエイティング特性を使用しているＭＳ３２から解放するための手順を処理するために、もっと良い手順が必要である。
この欠点を解決するために、この発明はエア・インターフェースの新しいメッセージを紹介する。この発明の望ましい実施態様を第３図に示す。この望ましい実施態様はエア・インターフェースに新しいメッセージ、情報メッセージ付き警報を提供する。現在、ＩＳ−９５−Ａのもとでエア・インターフェースに情報メッセージ付き警報を利用できる。ＩＳ−９５−Ａによると、情報メッセージ付き警報は基地局によって移動局に送られ、移動機のベルを鳴らし、移動機を会話状態から返答待ち状態に移行させ、もって、移動機使用者が介在することを期待する。エア・インターフェースに情報メッセージ付き警報を提供することで、移動機交換センターは呼び出し待ち手順を良好に制御することができる。
第３図に示すように、パーティ１ ２８は、待たされた状態であり、ＭＳ３２がパーティ２ ３０と通信中であると仮定する。そして、パーティ２ ３０が電話を切ると、上記のように、パーティ２３０にサービスしているネットワークは、解放メッセージを生成する。この望ましい実施態様では、解放メッセージがネットワークから到来すると、ＭＳＣ３はそれを取り込み、ＭＳＣ３６のメッセージ発生器３８は、情報メッセージ付き警報信号を発生する。この信号は、エア・インターフェース上でＢＳ３４へ送られる。ＢＳ３４のメッセージ受信器４０は、情報メッセージ付き警報を受信し、一方、ＢＳ３４は、情報メッセージ付き警報をエア・インターフェース上でＭＳ３２に送る。ＭＳ３２は情報メッセージ付き警報を受信すると、移動機に警報信号を発生し、加入者が答えるのを待つ。加入者がＭＳ３２のキーパッドのキーを押して答えると、ＭＳ３２は接続メッセージを発生して、ＢＳ３４に送り、ＭＳＣ３６に転送する。接続メッセージを受信すると、ＭＳＣ３６はパーティ１ ２８をＭＳ３２に接続する。
望ましい実施態様では、ネットワークからＭＳ３２に送られる解放メッセージ（またはクリア・メッセージ）を許可しないことで、ＭＳ３２は、パーティ２ ３０が電話を切った時に、トラフィック・チャンネルが解放されない。これにより、新しいトラフィック・チャンネルの割り当てのために更なるエア・インターフェース・リソースを使う必要がない。さらに、この望ましい実施態様は、パーティ１ ２８がまだＭＳ３２との再接続を待っていることを示すために、トラフィック・チャンネルの解放後、ＭＳ３２がページされる必要はない。したがって、ＭＳ３２がＢＳ３４のカバレッジから離れて、ページングを受信しない危険性が除かれる。
上記の実施態様に記述している呼び出し待ちに含まれる段階を第４図に簡単に示す。第４図は、第３図を参照している処理に含まれる段階の一部を示すフローチャートである。
エア・インターフェースで欠点が認められるもう１つの手順は、ハンドオフ手順である。セルラ通信システムでは、ハンドオフは、移動局がある基地局のカバレッジから別の基地局のカバレッジへ移動する時に行わなけねばならない。セルラ・システムにおける地理的範囲は、セルに分割される。各セルは、対応する基地局によってサービスされる。ハード・ハンドオフ環境では、移動機が１つのセルから別のセルに移動すると、新しい基地局との通信を確立する前に、元の基地局との通信を終了する。ソフト・ハンドオフ環境では、元の基地局との通信を終了する前に、新しい基地局との通信を確立する。参照としてここに組み込み、この発明の譲り受け人に譲渡された米国特許第５，２６７，２６１号はソフト・ハンドオフを提供する方法およびシステムを開示している。
通話を終了する移動機のハード・ハンドオフ手順は、第５図と第６図を参照して理解できる。第５図に示したように、ＭＳ４２がＢＳ１ ４４のカバレッジからＢＳ２ ４６のカバレッジに移動すると、ＭＳ４２とＢＳ２ ４６との間の接続を確立する必要がある一方、ＭＳ４２は、ＢＳ１ ４４から切断される必要がある。第５図では、ＢＳ１ ４４とＢＳ２ ４６との両方が、ＭＳＣ４８に接続されているように示されている。けれども、移動局が１つの移動機交換センターの制御から別の交換センターの制御に移動する場合、ハード・ハンドオフも生じうることが理解されるべきである。実際に、異なる移動局コントローラが、例えばＴＤＭＡまたはＦＤＭＡのように、異なる変調技術をサポートしている場合がある。
第６図では、通話を終了している移動機の移動局の状態を簡単に示す。その状態は本明細書で要約され、前述の文書ＩＳ−９５−Ａの６−１６０ページと６−１６１ページにより詳細にに記述されている。
ハード・ハンドオフ手順の進行は移動局の状態に依存する。第６図に参照するように、通話を終了した移動局において、移動機は、移動局と基地局間でトラフィック・チャンネルが確立している場合、ブロック５０で示すように、トラフィック・チャンネル初期化状態にある。基地局から基地局認識指令を受信すると、移動機は、ブロック５２で示すように、指令待ち状態に移行する。そして、基地局から情報メッセージ付き警報を受信すると、ブック５４に示すように、移動局は、返答待ち状態に移行する。移動局の加入者が、移動局のキーパッドの特定のキーを押すことによって答えると、移動機は、ブロック５６で表されている会話状態に移行する。移動機は、通話が終了すると、ブロック５８に示すように、解放状態に移行する。
現行の手順では、移動局は、ハード・ハンドオフの間、返答待ち状態５４または会話状態５６にあるべきである。移動機が他の何れかの状態にあると、呼は、ハード・ハンドオフの間、途絶えることになる。このように、移動局はハンドオフを行う前に、エア・インターフェース上で、基地局によって送信された情報メッセージ付き警報を受信しなければならない。そうしないと、ハンドオフ手順は、信頼できないものになるであろう。第５図を再び参照し、ＭＳ４２はＢＳ１ ４４のカバレッジにあると仮定する。次に、ＭＳ４２が、指令待ち状態５２にある間に、ＢＳ１ ４４のカバレッジからＢＳ２ ４６のカバレッジに移動すると、ＭＳ４２が、ＢＳ１ ４４が送る情報メッセージ付き警報を受信しないことがある。情報メッセージ付き警報を受信しなければ、ＭＳ４２はＢＳ２ ４６のカバレッジにおいて、返答待ち状態５４に移行できない。それにより、ハンドオフが進行している間、呼は切り離される。このように、この発明は、移動局終了呼のハード・ハンドオフを取り扱うより良好な方法が必要であることを認識している。
前述したように、エア・インターフェース上に情報メッセージ付き警報を提供することは、呼び出し待ち手順の欠点を克服する。この発明は、エア・インターフェース上に情報メッセージ付き警報を提供することが、移動局終了呼のハード・ハンドオフ手順の欠点をも克服することを認識している。さらに、この発明が、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、またはＦＤＭＡを含むさまざまな通信環境のハード・ハンドオフ手順にも当てはまることが理解されるべきである。
ハード・ハンドオフ手順において、エア・インターフェース上で情報メッセージ付き警報を使用する望ましい実施態様を、第６図を参照して、第７図に示す。情報メッセージ付き警報はＭＳＣ４８のメッセージ発生器５０によって生成され、ＢＳ２ ４６のメッセージ受信器５２に送られる。情報メッセージ付き警報は、ＭＳ４２が指令待ち状態にある間に、ＢＳ１ ４４のカバレッジからＢＳ２ ４６のカバレッジに移動する時に、エア・インターフェース上に送られる。ＢＳ２ ４６がＭＳＣ４８から情報メッセージ付き警報を受信した後、ＢＳ２ ４６はエア・インターフェース上で情報メッセージ付き警報をＭＳ４２に送る。情報メッセージ付き警報を受信すると、ＭＳ４２は、ＢＳ２ ４６のカバレッジにいる間に返答待ち状態に移行することができ、呼が途切れずにハンドオフができる。このように、エア・インターフェース上に情報メッセージ付き警報を提供することで、ＭＳＣ４８はハード・ハンドオフ手順をより良く制御する。ＭＳＣ４８はＢＳ２ ４６に情報メッセージ付き警報を送ることができるので、ＢＳ２ ４６に対して、情報メッセージ付き警報をＭＳ４２へ送らせ、ＭＳ４２は、返答待ち状態５４に移行するために、ＢＳ１ ４４からの情報メッセージ付き警報の受信に依存する必要がない。これにより、ハンドオフは、呼が途切れることなくなされる。上記の実施態様に記述しているように、ハード・ハンドオフに含まれる処理段階の一部を示すフローチャートが、第８図に示される。
Ａ−インターフェース上に欠点が認められる別の手順はグレア(glare)状態の取り扱いにある。グレア状態は、別のパーティが移動機加入者を呼ぼうとしている間に、移動機加入者が呼を初期化使用とする時に発生する。移動機加入者により開始される通話は、移動局発信呼と呼ばれ、移動機加入者に行われる呼び出しは移動局終了呼と呼ばれる。
グレア状態は第１図に戻ると、もっと良く理解できる。移動局発信呼において、ＭＳ１６による呼が開始されると、発信メッセージは、ＭＳ１６のような移動局からＢＳ１２のような基地局に送られる。発信メッセージの終了後、ＭＳ１６と、呼ばれているパーティ（ＰＳＴＮ１１のパーティＡ）の間の接続が確立する前に、別のパーティ（ＰＳＴＮ１１のパーティＢ）が移動機加入者に接触しようとし、ＭＳＣ１０がＭＳ１６にページングする場合があり、その結果グレア状態になる。エア・インターフェース標準、ＩＳ−９５−ＡはＭＳ１６にパーティＡへの通話を中断し、パーティＢからの呼び出しに応答することを許している。そこで、ＭＳ１６は第６図に示したように、通話を終了する移動局用の状態遷移列を続ける。
第６図を参照して、移動局終了の筋道の中で、移動機はブロック５２で表される指令状態待ちから、ブロック５４で表される返答状態待ちに移行する情報メッセージ付き警報の受信を予定している。情報メッセージ付き警報が受信されないと、移動機は時間切れとなり、呼を解放する。
ＩＳ−９５−ＡおよびＩＳ−６３４による現行の手順は、グレア状態を適切に解消しないことがこの発明により認識される。現在、基地局はグレア状態が発生した時に、情報メッセージ付き警報を移動局に送信するように構成されていない。この問題を第９図を参照してさらに詳しく記述する。第９図を参照すると、ＭＳ６０が呼を発生する時に、発信メッセージは、ＭＳ６０からＢＳ６２に送信される。発信メッセージに応答して、ＢＳ６２は基地局認識指令をＭＳ６０に送信する。その間に、ＭＳＣ６４が同じＭＳ６０に入って来る通話を受信し、通話を起こす動作に気づかず、ページング要求メッセージをＢＳ６２に送り、移動機の終呼設定を開始する。ＢＳ６２は順にＭＳアドレスを含むページング・メッセージを送り、ページング・メッセージは、ＭＳ６０により受信される。
移動機が発信しようとすることで、ＢＳ６２はサービス・リクエスト・メッセージを構築し、そのメッセージをＭＳＣ６４に送る。けれども、ページング・メッセージを受信した後で、ＭＳ６０は、発信呼設定を中断し、ＢＳ６２により受信されるページング応答メッセージを送信することにより応答する。しかし、ＭＳＣ６４はサービス・リクエスト・メッセージをＢＳ６２から受信したので、ＭＳＣ６４はこれに応答して割り当て要求メッセージをＢＳ６２に送り、移動局が発声した呼のためのエア・インターフェースリソースの割り当てを要求する。割り当て要求メッセージを受信すると、ＢＳ６２は移動局が発生した呼がその進行中にあり、情報メッセージ付き警報をＭＳ６０に送信しないと仮定する。この結果、ＭＳ６０は情報メッセージ付き警報を待つ時間切れになり、移動局が発生した呼が欠落する。
グレア状態をもっと良く解決するために、この発明はＡ・インターフェース上に別の情報メッセージ付き警報を使用することを提供する。第１に、ＢＳ６２がＭＳ６０からページング応答メッセージを受信した後で、ＢＳ６２は次に、ページング応答メッセージをＭＳＣ６４に送る。従って望ましい実施形態では、この発明は、ＭＳＣ６４がサービス・リクエスト・メッセージを受信し、次にページング応答メッセージを受信すると、Ａ・インターフェース上に送信される情報メッセージ付き警報を提供するう。さらに第９図を参照すると、情報メッセージ付き警報がＭＳＣ６４内でメッセージ発生器６６により発生され、情報メッセージ付き警報はメッセージ受信器６８によりＢＳ６２に受信されることが分かる。ＢＳ６２がＭＳＣ６４から情報メッセージ付き警報を受信した後に、ＢＳ６２は、エアー・インターフェースを介して情報メッセージ付き警報をＭＳ６０に送る。情報メッセージ付き警報を受信すると、ＭＳ６０は返答状態待ちに移行することができ、グレア状態は呼が欠落せずにに解消される。
第１０図を参照すると、第９図を参照して述べたように、グレア状態の解消に含まれる処理段階の一部を示すフローチャートが示される。情報メッセージ付き警報はグレア状態を解消するためにＡ・インターフェース上に設けられる。
この発明は、呼待ち、ハード・ハンドオフ、グレア状態の解消手続のために、現在ＩＳ−６３４で定義しているようにＡ・インターフェース上の呼処理中にある欠点があることを認識している。Ａ・インターフェース上に情報メッセージ付き警報を備えることにより、この発明は、これらの欠点を克服する。情報メッセージ付き警報はＩＳ−９５−Ａにもとづくエア・インターフェース上ですでに利用可能であり、移動局を指令状態待ちから返答状態待ちに遷移させる。情報メッセージ付き警報がＡ・インターフェース上に備えられれ、エア・インターフェース上に情報メッセージ付き警報の送信をトリガし、呼び出し待ちおよびハンドオフ手順の問題を解決し、並びにグレア状態を解決する。
好適実施形態の上述の記述は、技術に熟達した任意の人がこの発明を製作し、または使用することを可能にする。これらの実施形態に対するさまざまな修正は、技術に熟練した人には容易に明白に理解され、本明細書で定義している包括的原理は発明力を伴なわずに他の実施形態に適用されてもよい。従って、この発明は本明細書で示される実施形態に限定されることを意図したものではなく、本明細書に開示される原理および新規な特徴に一致するもっとも広い範囲が許容されるべきである。
Claims (32)
- 電気通信メッセージ通信システムであって、
基地局をトリガし、その次のメッセージ信号を移動局に送信するために前記基地局に送信するためのメッセージ信号を発生し、前記メッセージ信号は前記移動交換局による解放メッセージの受信に応答して発生され、前記解放メッセージは前記移動局との接続を終了させるべき相手にサービスするネットワークによって発生されており、前記相手は呼待ち手順において前記移動局と通信する二人の相手の中の一人である、移動交換局内のメッセージ発生器と、
前記メッセージ信号を受信する、前記基地局内のメッセージ受信機と、
を備えており、及び
前記メッセージ信号は前記移動交換局による解放メッセージの受信に応じて発生され、前記解放メッセージは前記移動局とのその接続を終了させるべき相手にサービスするネットワークによって発生されており、前記相手は呼待ち手順で前記移動局と通信する２人の相手の中の１人である、
電気通信メッセージ通信システム。 - 前記メッセージ信号が情報付き警報信号であり、かつ前記その次のメッセージ信号も警報である、請求項１に記載のメッセージ通信システム。
- 前記電気通信システムがＣＤＭＡシステムである、請求項２に記載のメッセージ通信システム。
- セルラ通信システムであって、
移動局と、
エアインタフェースを介して前記移動局と通信しており、前記第１の基地局が第１のセルラカバレージエリアを規定する第１の基地局と、
Ａインタフェースを介して前記第１の基地局と通信する移動交換局と、
前記移動交換局にあり、前記Ａインタフェース上で前記第１の基地局に送信するためのメッセージ信号を発生するメッセージ発生器と、
前記第１の基地局にあり、前記メッセージ信号を受信するメッセージ受信機と、ここにおいて、前記メッセージ信号の受信の際に、前記第１の基地局がその次のメッセージ信号を前記エアインタフェース上で前記移動局に送信する、
第１のネットワークにおける第１の相手と、及び
第２のネットワークにおける第２の相手と、前記第１と第２の相手は呼待ち手順において前記移動局と通信する、
ここにおいて、前記第２のネットワークは前記移動局との前記第２の相手の通信終了を表示する解放メッセージを発生し、前記解放メッセージは前記移動交換局に送信されて、前記移動交換局で前記メッセージ発生器に前記メッセージ信号を発生させる、
前記メッセージ信号は前記移動交換局による解放メッセージの受信に応じて発生され、前記解放メッセージは前記移動局とのその接続を終了させるべき相手にサービスするネットワークによって発生されており、前記相手は呼待ち手順で前記移動局と通言する２人の相手の中の１人である、
を具備しているセルラ通信システム。 - 前記メッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号である、請求項４に記載のセルラ通信システムである。
- 第１のネットワークの第１の相手と、
第２のネットワークの第２の相手とをさらに備え、前記第１および第２の相手が、呼待ち手順で前記移動局と通信していて、
ここにおいて、前記第２のネットワークが、前記第２の相手と前記移動局との通信の終了を示す解放メッセージを発生し、前記解放メッセージが、前記移動交換局に送信され、前記移動交換局に前記メッセージ信号を発生させる、請求項４に記載のセルラ通信システム。 - 移動交換局と基地局との間でメッセージ通信する方法であって、
メッセージ信号を前記移動交換局で発生することと、
前記メッセージ信号をＡインタフェース上で前記基地局に送信することと、ここにおいて、前記メッセージ信号の受信の際に、前記基地局がその次のメッセージ信号をエアインタフェース上で移動局に送信する、
前記移動交換局と前記基地局とを介して第１の相手と前記移動局との間に通信を確立することと、
前記第１相手を待たせる間に、前記移動交換局と前記基地局とを介して第２の相手と前記移動局との間に通信を確立することと、及び
前記第２の相手が前記移動局との通信を終了することを表示するために、前記第２の相手にサービスするネットワークで解放メッセージを発生すること、前記解放メッセージは前記移動交換局に送信される
のステップを具備し、
ここにおいて、前記メッセージ信号は、前記移動交換局により前記解放メッセージの受信に応じて発生される、
前記メッセージ信号は前記移動交換局による解放メッセージの受信に応じて発生され、前記解放メッセージは前記移動局とのその接続を終了させるべき相手にサービスするネットワークによって発生されており、前記相手は呼待ち手順で前記移動局と通信する２人の相手の中の１人である、
移動交換局と基地局との間でメッセージ通信する方法。 - 下記のステップをさらに具備する、請求項７に記載の方法：
前記移動交換局および前記基地局を介して第１の相手と前記移動局との間の通信を確立する、
前記第１の相手を待たせる間に前記移動交換局および前記基地局を介して第２の相手と前記移動局との間の通信を確立する、
相手２が前記移動局との通信を終了していることを示すように前記相手２にサービスするネットワークで解放メッセージを発生する、前記解放メッセージが前記移動交換局に送信される、
ここにおいて、前記メッセージ信号が前記移動交換局により前記解放メッセージの受信に応じて発生される。 - 下記のステップをさらに具備する、請求項７に記載の方法：
前記その次のメッセージ信号の受信に応じて前記移動局で接続メッセージを発生する、
前記基地局を介して前記接続メッセージを前記移動交換局に送信する、ここにおいて、前記移動交換局が前記第１の相手と前記移動局との間の通信を再確立する。 - 前記メッセージ信号は情報メッセージ付き警報信号である、請求項９に記載の方法。
- 前記メッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号である、請求項７に記載の方法。
- 前記基地局がＣＤＭＡ基地局である、請求項１１に記載の方法。
- 前記前の基地局がＴＤＭＡ基地局である、請求項１２に記載の方法。
- 前記メッセージ信号は前記移動交換局によるグレア状態の検出時に発生される、請求項１に記載のシステム。
- 前記移動交換局が移動局呼発信を示すメッセージおよび移動局の呼終了を示すメッセージを矢継ぎ早に受信すると、前記グレア状態が検出される、請求項１４に記載のシステム。
- 移動局呼発信を示す前記メッセージがサービスリクエストメッセージであり、かつ移動局呼終了を示す前記メッセージがページングレスポンスメッセージである、請求項１５に記載のシステム。
- 前記メッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号であり、かつその次メッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号である、請求項１６に記載のシステム。
- 前記メッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号であり、かつ前記その次のメッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号である、請求項１６に記載のシステム。
- 前記メッセージ発生器は、前記移動交換局がグレア状態を検出すると、前記メッセージ信号を発生する、請求項４に記載のシステム。
- 前記メッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号であり、かつその次のメッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号である、請求項１９に記載のシステム。
- 前記移動交換局が移動局呼発信を示すメッセージおよび移動局の呼終了を示すメッセージを矢継ぎ早に受信すると、前記グレア状態が検出される、請求項１９に記載のシステム。
- 移動局呼発信を示す前記メッセージがサービスリクエストメッセージであり、かつ移動局呼終了を示す前記メッセージがページングレスポンスメッセージである、請求項２１に記載のシステム。
- 前記メッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号であり、かつ前記その次のメッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号である、請求項２２に記載のシステム。
- 移動交換局と基地局との間でメッセージ通信する方法であって、
グレア状態の発生を検出する、
前記検出ステップの明白な結果に基づいて前記移動交換局でメッセージ信号を発生する、
前記メッセージ信号の受信の際に、前記メッセージ信号をＡインタフェース上で前記基地局に送信する、及び
前記基地局が前記移動局との通信を終了していることを示すように前記移動局にサービスするネットワークで解放メッセージを発生する、前記解放メッセージは前記移動交換局に送信される、ここにおいて、前記メッセージ信号は前記移動交換局により前記解放メッセージの受信に応答して発生される、
ステップをさらに具備する、
前記メッセージ信号は前記移動交換局による解放メッセージの受信に応じて発生され、前記解放メッセージは前記移動局とのその接続を終了させるべき相手にサービスするネットワークによって発生されており、前記相手は呼待ち手順で前記移動局と通信する２人の相手の中の１人である、
前記メッセージ通信する方法。 - 前記検出ステップが、
移動局呼発信を示すメッセージが前記移動交換局で受信されるがどうかを決定する、
移動局呼終了を示すメッセージが前記移動交換局で受信されるかどうかを決定するステップをさらに具備する、請求項２４に記載の方法。 - 移動局呼発信を示す前記メッセージがサービスリクエストメッセージであり、かつ移動局呼終了を示す前記メッセージがページングレスポンスメッセージである、請求項２５に記載の方法。
- 前記メッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号であり、かつ前記その次のメッセージ信号が情報メッセージ付き警報信号である、請求項２６に記載の方法。
- 前記解放メッセージの発生の直前に前記二人の相手の内の一人のみが前記移動局と有効に通信している、請求項１に記載のメッセージ通信システム。
- 前記一人の相手は前記移動局と有効に通信している、請求項１４に記載のシステム。
- 前記解放メッセージの発生の直前に前記第二の相手のみが前記移動局と有効に通信している、請求項４に記載のセルラ通信システム。
- 移動局と、
Ａインターフェイスを経て前記移動局と通信している第一の基地局と、ここで、前記第一の基地局は第一のセルラカバレージエリアを規定している、
Ａインターフェイスを経て前記第一の基地局と通信している移動交換局と、
前記Ａインターフェイス上で前記第一の基地局に送信するためのメッセージ信号を発生するための、前記移動交換局におけるメッセージ発生器と、
前記メッセージ信号を受信するための前記第一の基地局におけるメッセージ受信機と、ここで、前記メッセージ信号の受信時に、前記第一の基地局はその次のメッセージ信号を前記Ａインターフェイス上で前記移動局に送信する、
及び第二のセルラカバレージエリアを規定する第二の基地局と、
を具備し、
ここにおいて、前記移動局が前記第二のセルラカバレージエリアから前記第一のセルラカバレージエリアに移動する間に、及び前記移動局の呼処理状態が指令待ち状態である間に、前記メッセージ信号が発生されそして前記第一の基地局に送られる、
ここにおいて、前記移動局は前記第一と第二の基地局とハード・ハンドオフにある、及び、
ここにおいて、カバレージエリア前記移動局による前記その次のメッセージの受信時に、前記移動局は、前記第一のセルラカバレージエリアにいる間に、応答待ち状態に移行する
前記メッセージ信号は前記移動交換局による解放メッセージの受信に応じて発生され、前記解放メッセージは前記移動局とのその接続を終了させるべき相手にサービスするネットワークによって発生されており、前記相手は呼待ち手順で前記移動局と通信する２人の相手の中の１人である、
セルラ通信システム。 - 移動交換局と基地局との間でのメッセージ通信方法であって、
前記移動交換局でメッセージ信号を発生する、
前記メッセージ信号を前記基地局にＡインターフェイス上で送信する、ここで、前記メッセージ信号の受信時に、前記基地局はその次のメッセージ信号をＡインターフェイス上で移動局に送信する、
前の基地局と前記移動局との間で通信を確立する、
前記移動局が指令待ち状態であるように、前記前の基地局と前記移動局との間の呼を処理する、及び
前記移動局による前記その次のメッセージ信号の受信の後、前記移動局が前記基地局のカバレージエリア内にいる間に、前記移動局を応答待ち状態に移行するステップを具備し、
ここにおいて、前記移動局が前記指令待ち状態である間、前記移動局が前記前の基地局から前記基地局へ移動する間に、前記メッセージ信号は前記移動交換局により発生され、そして前記基地局に送られ、及び
ここにおいて、前記移動局は前記前の基地局と前記基地局とハード・ハンドオフにある、
前記メッセージ信号は前記移動交換局による解放メッセージの受信に応じて発生され、前記解放メッセージは前記移動局とのその接続を終了させるべき相手にサービスするネットワークによって発生されており、前記相手は呼待ち手順で前記移動局と通信する２人の相手の中の１人である、
前記メッセージ通信方法。
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