用于无线通信系统的可配置选择与获取的方法和设备 相关申请案
本专利申请案要求2002年2月4日提交的第60/354,424号美国临时专利申请案的优先权。
【技术领域】
本发明一般涉及无线通信，并且尤其涉及一种用于无线通信系统的可配置选择和获取的方法和设备。
背景技术
移动装置在它的地理区域内经常可以接入一个以上的无线通信系统。移动装置可利用的无线服务的质量在不同系统之间可能存在差异，这取决于每个系统所使用的装备、移动装置的特征、移动装置和本地基站之间的距离、诸如建筑物和山丘的物理障碍物以及每个系统的通信业务量。本地无线通信系统还可以支持不同的多址无线通信协议，例如：码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、高级移动电话业务(AMPS)、全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)或者高数据速率(HDR)技术(例如1xEV技术)。另外，对移动装置的使用者收取的费用可能不同，这取决于一天中的时刻、与无线通信系统连接的持续时间以及移动装置是否作为无线通信系统的用户被列出。
在运作中，常规移动装置选择并尝试获取并登录至少一个可用无线通信系统。为了协助选择理想系统，移动装置通常存储一些系统数据，所述系统数据识别那些与该移动装置兼容的无线通信系统。在一种方法中，系统数据是一个优选漫游列表(PRL)，该优选漫游列表包括一个系统表和一个获取表，系统表为每个无线通信系统存储系统标识符(SID)和网络标识符(NID)，而获取表为系统表中列出地系统存储包括频带、频率和模式在内的获取参数。
在系统表内，无线通信系统常常按地理区域分组，并在每个区域中按照从最理想到最不理想系统进行排序。在一个特定地理区域中的最理想系统通常是用户系统，但是也可以是向移动装置提供低成本和高质量服务的有利组合的一个漫游系统。漫游系统通常以一个比预订服务高很多的费用来向非用户移动装置提供无线服务，并且当移动装置进入移动装置的预订服务覆盖范围之外的一个地理区域时、当预订服务中断或者不可利用时或者当可利用的预订服务处在一个不可接受的低质量水平上时漫游系统可能是理想的。系统表通常由移动装置的无线服务提供者通过已更新系统数据的周期性下载来维护。通过控制系统表的内容，移动装置的无线服务提供者可以在列出的系统之间建立一个优先级顺序，该优先级顺序将系统选择过程指引向它自己的系统和它的伙伴系统。
常规移动装置还包括定义系统选择和获取程序的系统选择逻辑。系统选择和获取程序指示如何以及何时从系统表中选择系统，哪些系统应该给予优先权，哪些系统应该被避免，应该为每个系统维护的数据的类型以及影响系统选择顺序的其他标准。在一个普通系统选择和获取程序中，移动装置首先单步调试最近被移动装置使用的系统列表，尝试获取并登录每个系统直到一次系统获取和登录尝试成功为止。如果耗尽这些系统也没有一次成功的系统获取，则移动装置尝试获取并登录系统表中列出的系统之一，从当前地理区域中最理想的系统开始并且继续运作直到当前地理区域中最不理想的系统为止。如果这些获取尝试失败，则移动装置在本地系统的彻底搜索中扫描可利用的频率。
和可以被无线服务提供者轻易修改的系统表不同，控制何时以及如何从系统表中选择系统的系统选择和获取逻辑难以修改。常规移动装置的系统选择和获取逻辑被硬编码到系统确定单元电路中。如果无线服务提供者或移动装置生产商不满意先前存在的系统确定单元中的系统选择和获取逻辑，则可以创建一个专有系统确定单元。用唯一程序逻辑配置一个系统确定单元需要生成一个相应的软件映射，其必须加以测试并被载入新的系统确定单元中。此过程昂贵、难以管理且消耗时间。另外，即使最初为移动装置选择了理想的系统选择和获取逻辑，无线服务提供者以后也可能希望更新所述系统选择和获取逻辑。改变系统选择和获取逻辑将需要用一个封装了理想程序的新系统确定单元来替代当前系统确定单元，结果实际上很少执行通常受成本限制的、对使用者不便的这样一个过程。
为了适应不同移动装置生产商、无线服务提供者和市场的特定要求，在本领域中需要有效的且成本有效的方法和设备，其允许生产商和无线服务提供者配置并修改移动装置中的系统选择和获取逻辑。
【发明内容】
在本发明的优选实施例中，移动站包括：用于促进与无线通信系统进行无线通信的客户电路；和执行系统选择和获取程序的可配置系统选择单元。可配置系统选择单元包括：适于执行工作脚本的一个脚本引擎和存储至少一个脚本的非易失性存储器，其中所述脚本定义系统选择和获取程序。通过修改非易失性存储器的内容，可以改变系统选择和获取程序。
在一个优选实施例中，客户电路对包括促进与无线通信系统进行无线通信在内的移动站运作进行控制，而且可配置系统选择单元控制系统选择和获取尝试。可以通过使用诸如本领域中已知的一个或多个处理器、存储器和特定应用集成电路(ASIC)之类的常规电路元件来实施客户电路。
可配置系统选择单元包括一个前端、一个系统数据库和一个系统选择中心。前端提供可配置系统选择单元和客户电路之间的一个接口。系统数据库存储有对系统选择和获取尝试期间所使用的已知无线通信系统进行描述的数据。系统选择中心包括用于存储系统选择和获取逻辑的一个脚本表和一个适于处理工作脚本的脚本引擎。
在一个优选实施例中，系统数据库包括：一个优选漫游列表(PRL)，一个最近使用的系统列表，一个可利用的系统列表，一个表示当前服务系统地理区域的系统列表，一个比当前服务系统更优选的系统列表，一个被包括在最新近服务重定向消息中的系统列表，一个当前在再获取调度表上的系统列表，以及存储与可配置系统选择单元已经尝试获取的每一系统有关的历史信息的系统信息表。
优选地，前端适于接收来自客户电路的系统选择功能呼叫并将相应的系统选择事件发送给系统选择中心。当接收到系统选择功能呼叫时，前端确定该功能呼叫的类型。系统选择功能呼叫可以包括通常由本领域已知的系统确定单元所接收的那些功能呼叫，并且优选地包括：使用者功能、CDMA功能、AMPS功能、HDR功能、GSM功能、WCDMA功能和其它各种系统选择功能。如果接收到的系统选择功能呼叫具有一个能够被处理的类型，则前端在功能呼叫中搜索所接收数据，并且如果搜索到，则更新系统数据库。接下来，将系统选择功能呼叫映射成一个相应的系统选择事件。前端将系统选择事件发送到系统选择中心，系统选择中心处理该事件。前端还适于接收来自系统选择中心的一个系统选择动作并将一个相应的系统选择动作发送到客户电路用于执行。
当系统选择中心接收到来自前端的一个事件时，系统选择中心在脚本表中搜索已接收的事件。在一个优选实施例中，脚本表包括多个条件和相应脚本。如果一个条件估计为真，那么相应脚本变成工作脚本，该工作脚本由脚本引擎执行。如果没有条件估计为真，那么当前工作脚本保持生效。每一脚本结构的功能性被硬编码到脚本引擎中。脚本引擎按照工作脚本来访问并更新系统数据库，然后返回一个系统选择动作给前端，用于由客户电路执行。
将脚本表优选地存储在一个非易失性存储器中。其中所存储的条件和脚本定义移动站所使用的系统选择和获取程序。通过改变所存储的数据，可以修改脚本表并从而修改系统选择和获取程序。在一个优选实施例中，对脚本表的更新从诸如移动站的无线服务提供者之类的一个外部信源通过空中传送协议下载到移动站。本发明涵盖了：在替换实施例中，可以由任何实体来维护脚本表，并且可以使用移动站所支持的任何数据传送方法(例如使用服务编程工具通过串行或USB端口的数据传送)来更新脚本表。
通过考察优选实施例的如下详细说明，将向本领域技术人员提供对于无线通信系统的可配置选择和获取的方法和设备的更全面了解以及对它的其它优点和目标的认识。将对附加的图表进行参考，首先将简要地描述附图。
【附图说明】
从以下结合附图所陈述的详细描述中，本发明的特征、目标和优点将变得更加显而易见，附图中，相同的参考符号相应地标识各处，其中：
图1展示了根据本发明优选实施例的一个移动站的操作环境；
图2展示了根据本发明优选实施例的移动站；
图3是根据本发明优选实施例的一个系统数据库；
图4a是根据本发明优选实施例的一个系统表；
图4b是根据本发明优选实施例的一个获取表；
图5展示了可配置系统选择单元中前端的优选运作；
图6展示了在可配置系统选择单元中一个系统选择中心的优选运作；和
图7提供了脚本表项目的实例。
【具体实施方式】
现在将参考图1描述本发明的优选实施例。移动站2在至少一个基站6服务的一个地理区域4中运作。每个基站6都连接到网络8，网络8是支持至少一个多址无线通信协议的较大无线通信系统的一部分，所述多址无线通信协议例如有码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、高级移动电话业务(AMPS)、全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)或高数据速率(HDR)技术(例如1xEV技术)。移动站2可以是适合于与至少一个基站6进行无线通信的任何无线装置(固定的或者移动的)，例如蜂窝式电话、寻呼机、个人数字助理(PDA)、车辆导航系统或便携式计算机。
移动站2包括用于控制移动站2的运作(包括促进与基站6进行无线通信)的客户电路10和用于控制系统选择和获取的可配置系统选择单元12。参见图2，现在将描述客户电路10和可配置系统选择单元12的一个优选实施例。客户电路10包括耦合到天线52的通信收发信机50、控制处理器54、信号处理器56、搜索器58和存储器60。通信收发信机50通过天线52促进信号的接收和发送。控制处理器54按照存储在存储器60中的程序逻辑来控制移动站2的运作，并且适于与在此所描述的可配置系统选择单元12通信。优选地，信号处理器56适于处理数字和模拟信号。搜索器58适于识别由收发信机50通过天线52接收的诸如导频信号、同步信道和寻呼信道之类的有效信号。
客户电路10的组件是本领域内所熟知的，并且可以通过使用诸如一个或多个处理器、存储器和特定应用集成电路(ASIC)之类的常规电路元件在很多硬件配置中加以实施。例如，在转让给本发明受让人的标题为″DIVERSITYRECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM″(CDMA蜂窝电话系统中的分集式接收机)的第5,109,390号美国专利中描述了用于CDMA获取的硬件的设计和实施，并且所述文献以引用的方式并入本文中。应该了解：图2中所展示的客户电路10只是说明性的，而且替代的配置和附加的特征均涵盖于本发明的范围和精神内。例如，本发明涵盖了：客户电路10和移动站2可以适合于语音通信、高速数据通信、视频通信、诸如电子邮件和环球网接入之类的互联网应用、位置定位(例如由受让人开发的gpsOneTM)、个人导航、语音识别、集成的可拆卸存储装置以及与本地外设和设备的短程无线连接。在一个优选实施例中，客户电路10包括受让人开发的将数字和模拟功能与基于GPS的位置定位加以集成的移动站调制解调器芯片组，。
在一个优选实施例中，可配置系统选择单元12包括前端100、系统数据库102以及系统选择中心104。前端100在可配置系统选择单元12和客户电路10之间提供一个接口，并且适于用系统选择功能呼叫中所接收的信息来更新系统数据库102，并将接收到的系统选择功能呼叫映射成为能够被系统选择中心104处理的系统选择事件。系统数据库102存储有对于系统选择和获取期间所使用的已知无线通信系统进行描述的数据。优选地，存储的数据既包括可编程的消息(例如PRL)又包括由移动站2在运作期间收集的累积消息(例如MRU)。系统选择中心104适于处理从前端100接收到的系统选择事件，并指示前端100由客户电路执行下一系统选择动作(例如，继续，获取一个系统，或者请求一个测量报告)。系统选择中心104包括用于存储系统选择和获取逻辑脚本的至少一个脚本表106和用于执行所存储的脚本的一个脚本引擎108。
现在将参考图3描述系统数据库102的优选实施例。系统数据库102包括存储多个表的易失性和非易失性随机存取存储器，所述多个表包括优选漫游列表(PRL)110在内。参见图4a和4b，优选地，PRL 110包括系统表120和获取表122。正如所展示的，系统表120中的每个记录包括系统标识符(SID)120a，网络标识符(NID)120b，系统是否优选(P/N)的指示120c，系统所覆盖的地理区域(区域)的标识符120d，合意性信息120e和对于获取表122中的一个记录的指针(AT指针)120f。通过唯一的SID 120a、NID 120b配对来识别系统表120中所列出的每个无线通信系统，并且通过P/N 120c将其指定为可以被移动站2在漫游期间使用的一个优选系统，或者将其指定为不应该被移动装置2在漫游期间使用的一个否认系统。在替换实施例中，可以使用诸如唯一频带、模式和频率、互联网协议版本6(IPV6)地址或公共陆地移动网(PLMN)标识符之类的其他系统标识符来识别系统表120中列出的无线通信系统。优选地，无线通信系统按地理区域120d来分组并且在每个区域中通过利用合意性信息120e按照从最理想的系统到最不理想的系统的排序方式被存储在系统表120中。
获取表122包括用于获取系统表120中列出的无线通信系统所需要的参数列表。正如所展示的，优选地，在获取表122中的每个记录包括模式122a、频带122b和频率122c。优选地，由诸如移动站的无线服务提供者之类的一个外部信源通过无线连接来下载或通过移动站2支持的另一种数据传送方法来周期性地更新系统表100和获取表102。应该了解：可以根据本发明来使用PRL110、系统表120和获取表122的备选配置以及备选的标识和获取参数。
再次参考图3，优选的系统数据库102还包括：一个最近使用的系统列表(MRU)112、一个可利用的系统列表114、一个表示当前服务系统地理区域的系统列表116、一个比当前服务系统更优选的系统列表118、一个包含于最新近服务重定向消息中的系统列表120和一个当前在重新获取调度表上的系统列表122。
系统数据库102还包括一个系统信息表124，该系统信息表存储与可配置系统选择单元12已经尝试获取的每一系统有关的历史信息。优选地，所存储的信息包括系统标识符、PRL标记、漫游状态、针对该系统所接收的最后一个系统选择事件的标识符、接收最后一个系统选择事件的时刻、最后一次所接收功率或者导频强度的测量值以及指示应该何时再次访问系统以进行再获取尝试或者应该何时避免对系统进行任何获取尝试的调度表。在一个优选实施例中，每个系统被定义为模式、频带和CDMA信道/AMPS系统的唯一集合。在替换实施例中，可以使用其他系统标识符，其包括：唯一SID、NID配对，互联网协议版本6(IPV6)地址或者一个公共陆地移动网(PLMN)标识符。当可配置系统选择单元12收集有关系统的信息时，运作期间的系统信息表124即经常性地得以更新。
现在将参考图5描述前端100的优选运作。前端100适于接收来自客户电路10的系统选择功能呼叫130并将相应的系统选择事件132发送给系统选择中心104。当接收到系统选择功能呼叫130时，前端100确定该功能呼叫的类型。系统选择功能呼叫可以包括本领域已知的相同的通常由系统确定单元所接收的功能呼叫。在一个优选实施例中，系统选择功能呼叫包括使用者功能134a、CDMA功能134b、AMPS功能134c、HDR功能134d和其它各种系统选择功能134e。所接收的使用者功能134a来源于使用者动作，所述使用者操作例如有：对移动站2供电的命令、进入离线CDMA模式、进入离线AMPS模式、退出省电运作模式、改变系统选择偏好以及关闭移动站2的电源。
CDMA功能134b特定用于CDMA运作模式，并且包括CDMA获取和运作功能。CDMA获取功能可以包括一个CDMA获取在导频信道获取或同步信道获取子状态期间失败的指示，CDMA获取由于协议失配而失败的指示以及成功接收CDMA同步信道消息并且协议检核相容的指示。CDMA运作功能可以包括这样一个指示，即：登录已被拒绝，已获得的系统丢失，接收对CDMA的重定向，接收对AMPS的重定向，客户10已经接受/拒绝重定向，测量的导频功率低于某一临界值，接入尝试已被终止(例如由于拒绝接入、系统丢失、最大接入探针等等)和其它CDMA功能。在优选实施例中，只有当客户电路10运作于CDMA模式时CDMA功能134b才会得到处理。
AMPS功能134c特定用于AMPS运作模式，并且包括AMPS获取功能和AMPS运作功能，例如AMPS重新扫描和AMPS基站过载。在一个优选实施例中，只有当客户电路10运作于AMPS模式时AMPS功能134c才会得到处理。
HDR功能134d特定用于HDR运作模式，并且包括诸如HDR重定向和HDR会话关闭差错之类的功能。在优选实施例中，只有当客户电路10运作于HDR模式时HDR功能134d才会得到处理。
其它各种功能134e包括诸如系统选择定时程序终止和移动站进入节能运作模式的一个指示之类的其他功能。
应该了解：上面列出的功能呼叫只是说明性的，而且客户电路10和前端100所支持的实际功能呼叫的集合134应取决于移动站2的具体实施。
如果接收到的系统选择功能呼叫130具有一个能够被处理的类型，则前端100在功能呼叫130中搜索所接收数据，并且如果搜索到，则用已更新的数据136来更新系统数据库102。接下来，将系统选择功能呼叫130映射成可以由系统选择中心104处理的一个相应的事件132。前端100将系统选择事件132发送到系统选择中心104，系统选择中心104处理该事件132。前端100还适于接收来自系统选择中心104的系统选择动作140，并将相应的系统选择动作142发送给客户电路10。系统选择动作142可以包括对客户电路10的这些指令：继续当前运作模式、获取CDMA系统、获取AMPS系统、获取HDR系统、向搜索器58请求专用模式信道强度测量、向搜索器58请求背景模式信道强度测量、进入省电运作模式、接受基站所建议的模式、频带和CDMA信道/AMPS系统、释放一个呼叫以及由客户电路10执行的其它动作。
现在将参考图6描述系统选择中心104的优选运作。当系统选择中心104接收到来自前端100的事件132时，系统选择中心104在脚本表106中搜索所接收的事件132。在一个优选实施例中，脚本表106包括多个条件150和相应脚本152。搜索脚本表106(例如，自上而下)直到一个条件150估计为真。例如，如果某一个使用者事件被接收(例如，事件是用户供电)，则该条件可以识别要被执行的一个脚本。如果一个条件估计为真，那么相应脚本152变成工作脚本154，它由脚本引擎108执行。如果没有条件150估计为真，那么当前工作脚本154保持有效。在替换实施例中，将系统选择脚本编组成为多个脚本表，每个脚本表存储与不同类型事件相关的脚本。当一个事件被接收时，系统选择中心104确定事件的类型并在适当的脚本表中搜索所接收的事件。脚本表类型可以包括CDMA获取、CDMA运作、AMPS获取、AMPS运作、HDR获取、HDR运作以及其它各种表。其它所涵盖的脚本表类型包括将脚本与内部系统选择中心104事件关联起来的内部事件脚本和将脚本与激活其它脚本关联起来的呼叫脚本。在工作脚本154需要时，脚本引擎108访问并且更新系统数据库102，并将一个系统选择动作140回送至前端100。
优选地，将脚本表106存储在一个非易失性存储器中。存储在其中的条件150和脚本152定义移动站2所使用的系统选择和获取程序。通过改变存储数据，可以修改脚本表106并从而修改系统选择和获取程序。可以使用移动装置2所支持的任何数据传送方法来更新脚本表106。在一个优选实施例中，按照与向移动站2提供PRL更新相同的方式，从诸如移动装置的无线服务提供者之类的一个外部信源将脚本表106更新下载到移动站2(例如，通过空中利用数据丛发消息或者其它空中传送方法)。在一个替换实施例中，将脚本(或者脚本子集)表示为经过硬编码的表，用其它软件将该表编译并载入移动站中。
脚本152可以使用脚本引擎108理解的任何格式、脚本语言和语法。每个脚本152包括至少一个脚本命令，将该脚本命令的功能被优选地硬编码到脚本引擎108中。可以创建脚本152来控制系统选择和获取过程的任何方面，包括：系统获取尝试的顺序、所要执行的获取类型、获取尝试的模式、接收功率/导频强度的测量值、再获取系统以及避免系统的调度。在一个优选实施例中，使用C宏来实现脚本命令，并且脚本命令可以包括根据排序类别来排序系统列表的一个命令(例如，最强的接收功率测量值或者CDMA系统排在其它系统之前)，在所识别列表中为所有系统获取信道强度测量值的一个命令，单步调试所识别的系统列表和尝试获取符合某一标准(例如，Rx-功率测量值大于临界值)的所列系统的命令和指令客户电路进入省电模式的一个命令。
图7中展示了两个脚本实例。项目170包括检测到供电序列时执行的一个脚本。首先，清除可利用的系统列表，然后尝试获取MRU系统，接着是经优选的PRL系统最后从可利用的系统列表中获取一个容许可利用的系统。这些获取尝试重复600秒或者直到一个系统获取尝试成功为止。项目172包括当丢失一个CDMA系统时所执行的一个脚本。首先，尝试再次获取丢失的CDMA系统，如果尝试的获取失败，则重新调度未来的再获取尝试。然后尝试从GEO列表中获取一个系统，接着是MRU列表、PRL列表，并且最后从可利用的系统列表中获取一个容许可利用的系统。这些获取尝试重复600秒或者直到一个系统获取尝试成功为止。
至此已经描述了用于无线通信系统可配置选择和获取的方法和设备的优选实施例，对本领域技术人员来说很显然已经达到所述系统内的某些优点。还应该了解：在本发明的范围和精神内可以做出它的各种修改、调适以及替换实施例。
本发明的范围由如下权利要求来定义。