本发明涉及蜂窝区无线电通信系统，尤其涉及在这种系统中的移动站的登记。 在蜂窝区无线电通信系统中，移动站从一个蜂窝区移动到另一个蜂窝区，从一个系统移动到另一个系统，在这样一个系统中，能确定移动站和当前位置以将呼叫传给它是关键问题。传统上通过对移动站进行登记来完成上述位置确定，在这种方法中，当移动站进入当前所处的特定移动通信交换中心（MSC）时，移动站登记其出现，而MSC把该登记信息送到该移动站的归属位置寄存器（HLR）。HLR时时刻刻在其数据库内保持移动站的当前位置，使移动站如果在网络中任一个系统内接收到呼叫，则访问该移动站的HLR会得到其当前位置，从而能完成对在该位置上的移动站的呼叫。
在蜂窝区无线电通信系统中，移动站通过MSC分配给该站的进行话音通信的话音信道和在移动站和基站之间进行数据通信的控制信道等两条无线链路，保持与系统中在地理上固定分布的无线电基站的通信。上述数据通信包括系统的登记请求、移动站的登记访问、系统的登记确认信息、信道分配信号和许多其它信息。系统内的各个基站在其控制信道周期性地发射称为“开销消息串”（OMT）的信息，该消息串包括为各系统建立的某些固定的值。这些值包括识别特定系统的系统标识号（SID）、识别系统中基站所在部分位置识别号（LOCAID）、登记标识号（REGID）（实质上为时钟信号）以及登记增量信号（REGINCR），登记增量（REGINCR）是一个表示移动站到下一个定期登记的时间地值，用来进行活动监测。REGID和REGINCR值之和等于下一登记（NXTREG）值，它是一个时间值，到该时间时，系统需要对移动站进行下一次登记。
移动站接收系统的数据，对于两者之间保持通信是非常重要的。移动站内有第一存储区和第二区，从系统接收到的每个参数被立即存储到第一区内，在第二区内半永久地存储的是一些表示移动站当前登记并与正在通信的系统的系数值。当开销消息串接收到特定的参数值时，把该值与对应的半永久地存储的值比较，以确定该移动站是否仍然工作在其认为正在运作的系统内。
另一种维持移动站和蜂窝区无线电话系统之间的通信的常用的基本原理是“再扫描”。由于移动站从系统接收到的控制数据的重要性，必须优化连接基站和移动站的通信链路的质量。因此，移动站频繁地再扫描所有它可用的控制信道，选择传输质量最高的信道与系统进行通信。当移动站进行再扫描，并从相同MSC或其分中心控制的分基站（即按相同值SID和LOCAID所示组成同一系统或分系统的基站）所播发的多条控制信道中进行选择时，MSC和移动站继续保持彼此之间的连接。然而，当移动站工作在由不同的MSC或同一个MSC区的两个分中心提供服务的两个服务区之间的边界区域时，开始出现问题。在这种情况下，移动站可能交替地连接到与不同的MSC或者MSC的不同分中心关联的控制信号道上，从而造成系统内的混乱。
例如，位于两个系统边界上的移动站可能被登记在一个系统内，因此其登记信息存储在该系统的HCR内，一旦与其相连的控制信道内的信号质量降低，它将再扫描，并连接到与不同的系统关联的控制信道上。当从新的系统接收到OMT信息时，移动站将检测新系统的参数值，然后尝试在该系统内进行再登记。为完成这一工作，移动站将启动重新扫描所有控制信道的过程。它可能在原来的系统中选择一条控制信道，把登记信息传送给原系统。然后更新其HLR内的登记信息，并且原来的系统确认该登记。此后，在接收到登记确认信息之后，该移动站可能再一次进行再扫描，并连接到新系统的一条控制信道上。在接收到登记确认信息时，移动站在尝试登记之前进行检测时已经在其半永久存储器中存储了新系统的系统参数值。由于移动站接收到的一切新呼叫将直接送到现在登记的旧系统，而实际上它与位于新系统内的基站进行通信，所以在通信系统中找不到该移动站。
本发明的系统避免了在两个或更多个邻近系统或者一个系统中邻近相邻子部分的边界附近区域内进行移动站登记的相关问题，并防止上述混乱。
在一个方面，本发明的系统包括各系统的系统参数信息的传输，其形式有传送给移动站，以确认其登记的消息以及对移动站进行话音信道分配的消息。这使移动站能把该信息与存储在其系统登记数据存储器内的信息比较，从而如果正在确认接用或者分配话音信道的系统与移动站认为自己被登记的系统不同，则可校正上述信息，避免错误的登记信息存储到移动站的HLR内。
在另一方面，本发明包括在蜂窝区无线电通信系统中的移动站登记系统和方法。通过基站的控制信道播发系统参数值，移动站通过控制信道接收该参数值。接收到的系统参数值存储在移动站的存储器中，表示所述移动站当前登记的系统参数值也存储在移动站存储器中。移动站把系统接收用信息播发给基站，并接收基站的系统确认信息。系统确认信息包括系统参数值。根据接收到的这些值，用系统确认信息内的系统参数值更新移动站存储器内的系统参数值。
在又一方面，系统确认信息包含登记确认信息。
为更重要地理解本发明及其进一步的目的和优点，现在请参阅下面结合附图所作的阐述，其中：
图1是蜂窝区无线电通信系统的示意图，它包括有移动站交换中心、多个基站和多个移动站;
图2是基站传送给移动站的开销消息串信息子集;
图3是存储在移动站存储器内的登记参数的图表;
图4是移动站在邻近两个相邻无线电话通信系统的区域内工作的方框图;
图5是根据本发明的原理登记信息交换顺序的流程图。
首先参见图1，图1示出了与本发明有关的传统的蜂窝区无线电通信系统。在图1中，可以把任意地理区域划分成多个连续的无线电覆盖区域（或称单蜂窝区）C1-C10。虽然图1所示的系统仅包括10蜂窝区，但应清楚地理解，实际上蜂窝区数量比此多。
与各蛾窝区C1-C10相关联并位于其内的是用B1-B10表示的多个基站中对应的一个基站。与现有技术一样，每个基站B1-B10包括发射机、接收机和基站控制器。在图1中，把基站B1-B10分别图示在各蜂窝区C1-C10的中央，并装备有定向天线。然而，在其它的蜂窝区无线电通信系统中，基站B1-B10可以位于蜂窝区边缘附近，或位于远离蜂窝区C1-C10的中央，它可以用全向或者定向无线电信号覆盖蜂窝区C1-C10。因此，图1所示的蜂窝区无线电通信系统仅作图示之用，并非是对本发明的系统所完成的蜂窝区无线电通信系统的其它可能的例子的限制。
继续参见图1，在蜂窝区C1-C10中可以发现多个移动站M1-M10。又，图1中仅图示了10个移动站，但应当理解，实践中移动站的实际数量是非常大的，总是大大超过基站的数量。而且，尽管在一些蜂窝区C1-C10可以没有移动M1-M10，但应当理解，在C1-C10中某一特定蜂窝区中是否存在移动站M1-M10是不定的，实际上这与各个移动站M1-M10的需要有关，这些站可以从蜂窝区中的一个位置漫游到另一个位置，或者从一个蜂窝区漫游到交界的或者相邻的蜂窝区，并且可以从一个MSC服务的一个蜂窝无线电通信系统漫游到不同MSC服务的另一个这样的系统。本发明涉及的问题尤其关系到在形成不同MSC或者一个MSC分中心所服务相邻系统连续边界蜂窝区的蜂窝区的工作的移动站。
各移动站M1-M10可以通过一个或多个基站B1-B10和移动站交换中心MSC发出或接收电话呼叫。移动通信交换中心MSC通过电缆等通信链路连接到各说明用的基站B1-B10和固定公用交换电话网（PSTN）（未图示），或者连接到可以包括综合业务数字网（ISDN）设施的相似的固定网。图1中没有完全示出移动通信交换中心MSC和基站B10-B10之间或者移动通信交换中心MSC和PSTN或ISDN之间相关的连接，但这些是该领域普通技术人员所熟知的。同样，还知道在蜂窝区无线通信系统网这可以包括一个以上的移动通信交换中心，并且通过电缆或者无线电链路把所增加的各移动通信交换中心占不同基站组以及其它的移动通信交换中心相连接。图1所示的各移动站的当前位置数据保存在可接入特定MSC的归属位置寄存器（HCR）的数据库内。存储的各移动站的数据包括移动站当前所在的MSC服务区域的标识码。MSC还存储与移动用户当前所在的服务区域的分区部分相关的数据。
C1-C10各区都配置有多条话音（或语言）信道和至少一条接入（或控制）信道，如正向控制信道（FOCC）。控制信道用于通过对移动站收、发信息来控制或监督这些站的工作。上述信息可以包括呼入信号、呼出信号、播叫信号、播叫响应信号、位置登记信号、话音信道分配和保持指令。控制信道、语音信道既可以按模拟方式或数字方式工作，也可以按这两种方式组合工作。
虽然在图1中没有具体画出，但传统上，由特定MSC服务的蜂窝区无线通信系统把蜂窝区编成组，以更有效地利用系统资源。例如，可以在系统内定义多个位置区域，各位置区域包括一个或多个独立的蜂窝区，用位置区域标识号（LOCAID）进行识别。这些位置区域即为上面提到的MSC服务区域的分区部分。
如在上面的背景部分所讨论那样，为了向工作在蜂窝区无线电通信网中的移动站提供终接呼叫服务，网络要在用户所接归属位置寄存器（HLR）内保持各用户位置数据的记录。存储在HCR内的数据一般包括已知的移动站最后一次所在的MSC的标识码。因此，网络所接收到对移动站的呼叫可以发送给存储在其所接HCR的当前位置数据所指的MSC。通常在移动站接用系统时，各移动用户的位置数据已经被更新，无论该接用是为了移动站的登记还是响应于移动站的试呼。在Sawyer等于1991年11月25日申请，美国专利申请号为07/797，548、名称为“移动电话系统中的呼叫路由选择”的申请中（该申请转让给本发明的受让人，援引在此，以作参考），提出为移动用户保持的位置数据应当仅按登记性接用更新。所提出的这种限制涉及与EIA/TIA-553和EIA/TIAZA-54的空中接口规范中规定的呼叫接续过程有关的问题。
MSC通过其固定的无线电基站在它们的控制信道上作为开销消息串的一部分把数据传送给移动站来控制移动站的登记过程。图2示出了这种数据，它包括系统标识号（SID）21、位置区域标识号（LOCAID）22，登记标识号（REGID）23和登记增量参数（REGIN-CR）24。SID21和LOCAID22用于规定特定的移动电话系统（SID）或用以提高系统内移动站的定位效率的分系统（LODAID）。SID规定的特定系统可以形成MSC服务区域的一部分，在一些情况下，超过一个以上的MSC服务区域将形成一个由特定SID定义和规定的系统。这时，LOCAID可用于与SID边界无关地识别MSD边界。REGID在系统中起时钟的作用，而REGINCR表示移动站登记过程的周期。系统指令移动站在检测新的系统或者其一部分时根据通过控制信道传输给它的数据进行登记。即，移动站必须在检测从其控制信道上接收到的形成开销消息串内的一部分的新SID或新LO-CAID时进行登记。还指令移动站根据它从控制信道上接收到的开销消息串的REGIDA23和REGINCR24部分内的参数周期性地进行登记。这些参数显示在图2所示的开销消息串图上。
当移动站决定它应当向系统登记时，就把从它正在接收的正向控制信道上接收到的开销消息串内的SID26、LOCAID27、REGID28的REGINCR29值暂时存储在其存储器25内。然后再扫描可用的控制信道，选择它可以用的最好的信道。该信道是根据移动站接收到的控制信道的检测信号强度最大来确定的。再扫描之后，如果所选择的控制信道正在被不同的基站广播，则移动站可以选择载有不同SID、LOCAID、REGID和REGINCR的控制信道。当移动站正工作在形成两个不同系统的一部分的两个相邻基站之间的边界上时，这种情况就可能发生。然后，移动站通过反向控制信道传送登记性接用，并由固定的天线电基站接收。于是，基站把信息传输给与其关联的MSC，MSC通知HLR当前的用户位置。MSC还指令基站把登记确认信号传送给移动站，表示它已经在系统内登记了。各移动站均具有一个半永久性存储器31，其中有指示移动站最近成功登记的蜂窝区系统的项目33-34以及蜂窝区系统决定何时安排移动站在该蜂窝区系统内进行登记用的相关值NXTREGA35。当从系统接收到登记确认信息时，移动站把LOCAID和或SID存储在其半永久存储器31内。在存储了新的SID的情况下，从预先接收到的REGID和REGINCR参数以及新的SID计算出下次登记（NEXREG）参数，并把它存储在半永久存储器31内。然后移动站再次再扫描控制信道，确保它工作在信号强度最高的可用控制信道上。
下移动站处于空闲状态时，它不断地监视在控制信道上接收到的开销消息串内的系统参数广播。当移动站决定应当发送登记性接用时，就扫描系统规定的控制信道组。如果移动站位于两个不同的MSC控制的两个系统的边界附近时，它可以经再扫描从邻近的MSC中选择控制信道。在这种情况下，登记信号被发送到不是移动站所希望发送的一个MSC上。然后，该MSC启动其HLR内的该移动用户的位置数据更新过程，并把登记确认信号发送给该移动站。移动站再扫描，再一次选择控制信道，然后进入空闲状态。如果在最后一次扫描之后移动站发生回到原先打算进行登记的MSC的控制信道的情况，则移动站将检测不到已经被发送给不同系统的登记性接用。这种混乱的结果是移动站在该系统中失踪，并且被连接到与其HLR认为它正在被服务的MSC不同的MSC上，并由该不同的MSC服务。因此，当打算为移动站服务的网络接收到呼入时，系统将在由登记信息给出的MSC的服务区域内搜索该移动站，因而无法定位。如果登记信息所指的MSC正确，而MSC的分中心不正确，则问题的严重性较轻。克服这种问题的现行手段包括在MSC的所有分中心进行播叫，然而，这种方式的效率非常低，并且将便MSCD分中心失去作用。
为防止移动站在系统中失踪，已经建议了一种方法，即以高数据速率播发所有相关的系统系数，并且指令所有移动站在再扫描过程之后和在向系统发送其登记性接用之前读取控制信道上的这些参数。EIA/TIA IS～54标准规格完全支持这种方案，唯一的缺点是这种数据传输需在用正向控制信道容量的很大一部分。由于该信道容量要支撑播叫移动站、登记确认、业务信道分配以及其它功能用的大量业务，因此必须尽可能经济地使用。本发明实现了相同的目的，但使用的正向控制信道容量非常少。
再参见图3，移动站内的存储器包含暂存区25和另一不同的存储区31，在正向控制信道上接收到的系统的数据被立即存储在暂存区25内，在移动站接收到系统的登记确认之后把暂存区25的数据传输到半永久存储区31内以半永地存储信息。
在本发明的系统中，系统传送给移动站的登记确认包括相关的系统参数（SID、LOCAID和移动站的NXTREG的更新值）。移动站接收该新数据，并相应地更新其内部数据。在这种方式中，移动站未必根据在该移动站最初空间的信道上接收到的SID、LOCAID和NXTREG来存储这些参数的值，而是根据实际已经接收并进行登记访问的信道来进行上述存储。该控制信道是一条属于已经更新了HLR内的用户位置数据的MSC的信道。因此，这消除了登记过程中目前存在的双重性，确保移动站工作在由两个相邻MSC服务的边界区域的情况下不失踪，能在系统中定位。
根据本发明的系统，系统数据包括在系统发送给移动站的登记确认信息内，移动站对系统数据进行处理确保其正确地登记。这些数据可以作为系统内的任选特性包括在该信息中，例如，包括在登记确认信息内的数据区可以表示包括在信息内的系统参数量。另外，系统数据又可以包括在所有登记确认信息内。也就是说，它可以被包括在为位于MSC边界附近的蜂窝区服务的控制信道发送的所有登记确认信息内。它还可以仅包括在发送给移动站的登记确认信息内，该移动站已经在MSC内部逻辑根据存储在其内的数据进行检测时第一次接用系统或者其分系统。
另外，在呼叫刚开始时，在初始话音信道或者发送给移动站的初始数字业务分配中可以加入相同的系统数据（SID、LOCAID和NX-TREG）。该特性在移动站发送与登记性接用不同的另一种接用对MSC进行第一次接用时尤其有用。可以根据登记确认、初始话音信道标志或初始业务信道标志把其它类型的系统数据发送给移动站。因此，有可能向移动站指示其可以接用的SID或LOCAID。用这种方法，系统可以保证室内蜂窝区系统的移动站不会无意接入室外蜂窝区系统。
下面参见图4，图4示出了由两个不同的MSC：MSC1、MSC2控制的服务区域121和122的示意图。在由MSC1服务的服务区域121内，画出了一个基站123正在其控制信道的开销消息串内播发一些控制参数。这些参数包括SID1、LOCAID1、REGID1和REGINCR1。同样，MSC2服务的服务区域122包括有基站124，它正通过其控制信道播发一些系统参数。这些参数包括SID2、LO-CAID2、REGID2和REGINCR2。所示的移动站125正工作在两个服务区域121和122之间的边界区域内，它把定期地从当前调谐的控制信道的开销消息串上接收到的一组系统数据存储在其存储器内。移动站125的位置数据存储在HLR126上，这些数据包括移动站当前登记的MSC的标识码。HLR126根据特定的环境通过以例如7号信令方式的规约或者X·25规约工作的信令链路接收MSC1和MSC2的数据。
如图4所示，移动站125收听它正在接收的、最后一次再扫描可用信道时测得信号强度最强的控制信道。无线电的传播特性使移动站126可以频繁地根据接收到信号质量从一个控制信道调谐到另一个控制信道。移动站126经常检测所接收控制信道的开销消息串播发的系统参数。如果下列条件有一存在，则移动站将进行登记。
（a）SID（MS）不等于SID（CC）;
（b）LOCAID（MS）不等于LOCAID（CC）;
（c）NETREG＜REGID（CC）。
即，由于移动站的暂时存储器总不断地存储移动站当前正在接收的控制信道的开销消息串的登记参数值。所以它把这些值与存储在其半永久存储器内的值比较，就可以根据位置参数和时间参数二者决定是否适合登记。
在移动站决定进行登记之后，但在它通过当前正在接收的反向控制信道发送其登记信息之前，移动站将再扫描，并选择控制信道。选择的控制信道可以是它刚刚正在接收的同一条控制信道，也可以根据它再扫描时不同的可用控制信道播发的信号质量复择不同的控制信道。移动站发送的登记信息通过它再扫描之后正在接收的新的控制信道发送出去。
通过新的控制信道发送登记信息之后，移动站在同一条新的控制信道上接收登记确认信息，并根据它在控制信道上最后接收到的值把LOCAID或者SID以及NXTREG值存储在其半永久存储器内。在许多情况下移动站正工作在两个系统的边界区域，这时移动站可以存储在播发其登记信息之前正在接收的原来的控制信道上向它播发的登记值。在通过新的控制信道接收了登记确认信息之后，移动站可以再扫描，并且如果原来的信道上的信号质量高于它发送登记信息以及接收登记确认信息的新的控制信道的信号质量，则返回到原来的控制信道。如果它返回的原来的控制信道属于MSC1，新的控制信道属于MSC2，则移动站认为它登记在MSC1内。然而，由MSC2已经接收到了移动站的登记信息，它认为此时正在为移动站服务。因此，MSC2通过信令链路通知HLR126，HLR就存储MSC2服务区域122发送给它的信息。然后，HLR通知MSC1，MSC1不再通过链路传送它们之间的数据为移动站服务。
这一系列情况的发生使系统中产生极大混乱，发送的呼叫有可能找不到移动站。
在移动站在MSC1服务的服务区域121内处于起始空闲状态，并设法发出一个呼叫的情况下，可能发出相似的情况。在移动站再扫描和选择基站124播发的控制信道的情况下，移动站通过新的信道（即连接基站124和MSC2的信道）发送发端呼叫信号，并根据初始话音信道标志（IVCD）或初始业务信道标志（ITCD），存储与MSC1和早期基站播发有关的SID、LOCAID和NXTREG值。
工作在蜂窝区无线电通信系统内的移动站定期发送系统接用信息，其中可以包括登记性接用信息以及呼叫接续信息。作为移动站起呼或者播叫响应的结果，后者可能存在。
如上所述，本发明系统的系统确认信息包括系统通过控制信道发送给移动站的登记确认信息、初始话音信道标志（IVCD）信息或者初始业务信道志（ITCD）信息、一个或多个SID、LOCAID的系统参数值和/或计算NXTREG值的值。然后移动站存储这些系统参数值，以准确指明该站当前登记的并且系统认为它正在其内工作的实际位置。这样在系统确认信息中增加诸如系统播发的登记确认信息、IVCD或ITCD等数据，将确保移动站立即校正存储在其存储器内的错误信息，保证它不在系统中失踪。
下面参见图5，其中示出了本发明的系统的工作步骤流程图。系统在131开始工作，在131，移动站接收它当前调谐的控制信道发送的信息内的登记确认信息、初始话音信道标志或者初始业务信道标志。在132，移动站确定在移动站接收到的信息中是否有附加数据。如果没有，系统进入133，继续正常的系统运作。然而，如果在132系统检测到移动站接收到的信息中包含附加数据，则进入134，分析和确定所含附加数据的类型。如果附加数据为SID参数（如在134中所确定），系统就进入135，在移动站的半永久存储器内存储新的半固定SID值。如果，系统在134确定附加数据中含有LOCAID值，则进入136，在移动站的半永久存储器内存储新的半固定LOCAID值。另外，在134，如果系统确定包含在移动站接收到的信息中的附加数据内的值含有REGID值，则系统进入137，确定附加数据中是否还有REGINCR值。如果有，则系统进入138，计算新的半固定NXTREG值，并把它存储在移动站的半永久存储器内。然而，如果在137，系统确定在移动站接收到的信息的附加数据内不包括REGINR值，则进入139，使用先前存储在移动站内的REGINCR值，然后进入141，计算新的半固定NXTREG值，并把它存储在移动站的半永久存储器内。该运作程序根据登记确认信息内的系统参数值的内容进行，系统通过控制信道向移动站播发的初始话音信道标志信息或者初始业务信道标志信息保证存储在移动站的存储器内的数据与存储在系统内的数据一致，并消除了由于移动站在相邻于两个不同的系统或者其一部分的边界区域内工作所固定的所谓的扫描问题而产生移动站在系统内失踪的可能性。
如从上面描述可以看到的那样，本发明能使移动站不断地了解它已经登记的系统，而该移动站可以再扫描并且接收与它事先登记的系统不同的系统的登记信息。这可以最好地使用系统内移动站定位用的系统资源，避免由于无意识地再扫描邻接系统而造成系统损失。
相信上面的描述会使本发明的运作和结构变得明了。尽管已经图示和描述了本发明的方法和装置的特征，但不脱离本发明的精神和范围可以对它作出明显的改变和改进，本发明的范围由下列的权利要求书限定。