CN100415003C - 用于无线电话搜寻较高优先级网络的方法 - Google Patents

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Abstract

一种方法，用于无线电话搜寻高优先级、归属或者归属等效公用陆地移动网(PLMN)，包括第一步：使无线电话预占(300)受访PLMN的一个小区。下一步包括唯一地确定(302)该小区。下一步包括搜寻(304)比受访PLMN优先级高的PLMN。下一步包括为唯一确定的小区保存(306)找到的不属于较高优先级PLMN的那些频率的历史。在预占于该小区时随后进行的对较高优先级PLMN频率的任何搜寻包括：搜索(308)除了无线电话所预占的唯一确定的小区的历史中列出的那些频率以外的可用频率。

Description

用于无线电话搜寻较高优先级网络的方法
技术领域
本发明一般涉及无线电话通信系统，并且更具体涉及一种用于无线电话搜索可选的无线电话接入通信系统的方法。
背景技术
随着各种不同类型的通信系统用于无线电话，提供这各种通信系统之间可共用的便携式移动无线电话站就变得很有用。第一步，已经研发出了双模电话，它可以在两种无线电话系统之间工作。例如，让全球移动通信系统(GSM)和宽带码分多址(WCDMA)通信系统在运行于通用无线电信系统(UMTS)环境中的同一个移动终端设备上一起工作，其中移动无线电话需要搜索这两种可替换无线接入技术(RAT)和各自所有可能的工作频率。特别地，UMTS无线电话在寻找其归属公用陆地移动网(PLMN)时需要搜索这些无线接入技术和频率，以确定其归属PLMN(HPLMN)的可用性。具体地，3GPP规范允许移动站实现(后台)对除了它当前获得的服务所在的PLMN以外的PLMN的搜索。
目前，GSM和UMTS蜂窝无线电话需要对其归属PLMN或者较高优先级的PLMN进行周期性搜寻，只要该无线电话预占(camp on)于受访PLMN(VPLMN)以及它们的归属国内。当在其归属国以外时，移动站需要搜寻较高优先级的PLMN，而不是其归属PLMN。该搜寻需要以用户识别卡模块SIM)或通用SIM卡上规定的速率周期性地进行，该速率为6分钟的倍数(最快的速率是每6分钟一次)。进行该搜寻要消耗电池功率，因为无线电话必须测量它所支持的所有频段的所有频率上的功率，然后同步到具有可观能量的各频率上并读取该小区的PLMN识别信息。注意，对于支持GSM和WCDMA无线接入技术(RAT)的UMTS无线电话，3GPP规范目前要求这种无线电话在两种RAT中都执行搜寻(即电话必须在它可实现的所有无线接入技术中搜索HPLMN)。即使HPLMN网只有一个RAT的小区，这也是成立的。因此，要求搜寻所有可能的RAT和所有可能的频率浪费了大量电池功率，并且是没有必要的。
此外，当预占于一个特定的受访PLMN(VPLMN)小区并搜寻HPLMN或较高优先级的PLMN时，移动站可以立刻一次又一次地看到相同频率上的能量(并同步到相同的频率和读取相同频率的PLMN识别信息)，每次移动单元都进行再一次搜寻。即使在先前的搜寻中已经发现这些频率不是归属PLMN或较高优先级的PLMN，这也会发生。
因此，需要一种方法，允许移动单元仅在先前在相同地理区域内执行的搜索中尚未被排除(即被确定不属于HPLMN或较高优先级的PLMN)的那些无线接入技术和频率中搜寻归属PLMN和较高优先级的PLMN。以很少的附加成本或无附加成本地提供这种性能改进也将很受益。
发明内容
根据本发明第一方面，提供一种用于无线电话搜寻较高优先级的公用陆地移动网的方法，包括：使无线电话预占(300)于受访公用陆地移动网的小区并且在该受访公用陆地移动网上登记；唯一地确定(302)该小区；在该受访公用陆地移动网上登记并且预占于唯一确定的小区的同时，搜寻(304)比该受访公用陆地移动网的优先级更高的公用陆地移动网；和保存(306)在上述搜寻步骤中找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的那些频率的历史，该历史与唯一确定的小区相关联。
根据本发明第二方面，提供一种用于无线电话搜寻较高优先级的公用陆地移动网的方法，包括：使无线电话预占(300)于受访公用陆地移动网的小区并且在该受访公用陆地移动网上登记；将公用陆地移动网的列表给予无线电话；唯一地确定(302)该小区；在该受访公用陆地移动网上登记并且预占于唯一确定的小区的同时，搜寻(304)比该受访公用陆地移动网优先级更高的公用陆地移动网；为受访公用陆地移动网的多个小区各自保存(306)找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的那些频率的历史，该历史与每个唯一确定的小区相关联；和搜索(308)较高优先级的公用陆地移动网，除了无线电话登记的同时所预占的唯一确定的小区的历史中列出的那些频率以外。
根据本发明第三方面，提供一种用于无线电话搜寻较高优先级的公用陆地移动网的方法，包括：使无线电话预占(300)于受访公用陆地移动网的小区并且在该受访公用陆地移动网上登记；将公用陆地移动网的列表给予无线电话；唯一地确定(302)该小区；在该受访公用陆地移动网上登记并且预占于唯一确定的小区的同时，搜寻(304)比该受访公用陆地移动网优先级更高的公用陆地移动网；为受访公用陆地移动网的多个唯一确定的小区各自单独保存(306)找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的那些频率的历史；搜索(308)较高优先级的公用陆地移动网，除了无线电话登记的同时所预占的唯一确定的小区的历史中列出的那些频率以外；和把新找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的频率添加到任何先前找到的历史频率中。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求书中结合特性阐明。参照下列描述，结合附图，可以最好地理解本发明及其进一步的目标和优势，附图中相同的编号表示相同的元件。其中：
图1结合本发明说明移动单元和网络的简化框图；
图2结合本发明说明移动单元和网络之间的交互；和
图3结合本发明说明移动单元工作方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种方法，允许移动单元仅在那些先前在相同地理区域内执行扫描过程中尚未被排除(即确定不属于HPLMN或较高优先级的PLMN)的较高优先级网络的无线接入技术和频率中搜寻归属PLMN和较高优先级的PLMN。这能够节省时间和移动单元的电池功率。此外，本发明可以以相对简单的软件修改并且无附加硬件地在通信系统中实现，从而限制了成本的增加。
允许较高优先级的网络结合本发明进行搜索可以提供若干优势。这些优势包括但不局限于下列实例。移动单元可以在其它技术内搜索可用的较高优先级的服务。当归属网络或较高优先级的网络可用时，搜索可以减少漫游费用。移动单元可以减少获得其归属或较高优先级网络的服务所必须的搜索次数，从而节省电池消耗。另外，归属或较高优先级的网络可以提供更有效的服务，有益于移动单元的使用。
图1和2结合本发明，显示移动无线电话的工作情况。一般来讲，通信网络具有多个小区，用于向相应地理区域内的无线电话提供无线电话服务。不同的网络在一个地理区域内可以具有重叠的小区覆盖。网络的各小区提供由固定位置基站建立的无线通信覆盖区域。各基站可用来发送和接收与移动无线电话之间的消息。由于无线电话是移动的，当它们在小区和/或通信系统之间漫游时，它们需要搜寻归属无线接入技术通信网。通信系统，例如GSM，工作于由绝对无线频率信道编号(ARFCN)确定的无线信道频段上。例如，在GSM 900MHz频段中使用的ARFCN为1到124。相应地，GSM 1800MHz频段使用的ARFCN为512到885，GSM 1900MHz频段使用的ARFCN为512到810。为了避免频率冲突，不同的PLMN运营商不会在相同地理区域内相同的频率上广播。
实际上，当移动站(MS)10开机时，它尝试与一个公用陆地移动网(PLMN)联系，特别地，联系提供服务的最后登记的PLMN。MS选择PLMN的本地小区(小区#1)基站(BS)12，MS 10和BS 12发起并登记它们之间的通信，从而移动站预占该基站的网络(例如GSM或WCDMA)。MS 10同步到BS 12的一个控制信道13并且读取PLMNID、ARFCN、小区识别符(小区ID)和基站识别码(BSIC)。该信息的任意部分或全部用来唯一地确定MS所预占的特定小区。无线电话把该信息保存在存储器11中，存储器11可以是用户识别模块(SIM)、通用SIM(USIM)或例如非易失性存储器的存储器。
典型地，MS将工作于其归属PLMN。但是，在MS在其归属国内漫游的情况下，它会预占并登记在一个受访PLMN(VPLMN)和基站。VPLMN可以由一个或多个不同的无线接入技术构成，例如GSM和WCDMA。优选PLMN(可能包括VPLMN)的列表预先保存在用户识别模块(SIM)卡上。MS的归属网络提供商分配这些列出的PLMN的优先级。该移动单元最高优先级的网络为其归属公用陆地移动网(HPLMN)(或归属等效PLMN)。但是，由于MS在漫游，它可能发现自己预占于一个较低优先级的VPLMN。因此，该MS可利用若干其它较高优先级的网络。必须通过搜索来确定这些较高优先级网络的存在。
当预占于一个VPLMN时，根据3GPP标准，移动站需要周期性地进行搜寻以接入较高优先级的网络，并且优选其归属PLMN。特别地，3GPP 23.122规范，版本5.2.0(2002-12)在4.4.3.3节中规定，“如果MS在一个VPLMN中，该MS应该周期性地尝试获得其HPLMN或较高优先级PLMN上的服务……”本发明适用于VPLMN不是移动单元的HPLMN的情况，因为在典型情况下HPLMN的优先级最高，如果移动单元预占于此则不需要搜寻。
因此，参照图1和2，MS 10搜寻归属PLMN和比无线电话当前所预占的VPLMN优先级更高的PLMN。例如，无线电话可以监控任何协同位置或附近的具有足够信号强度的小区14、16、18的频率15、17、19。然后无线电话可以确定这些小区中是否有任何一个在比预占的小区#1优先级更高的PLMN中。
本发明的新颖方面是，在预占一个特定小区的同时，使无线电话保存找到的不属于归属或较高优先级的公用陆地移动网的那些频率的历史。类似地，如果特定预占小区的历史已经存在，则无线电话把新找到的不属于较高优先级PLMN的频率添加到先前找到的历史频率中。无线电话把历史保存到存储器11中，存储器11可以是SIM、USIM或例如非易失性存储器的存储器。历史与唯一确定的小区相关联，以便无线电话不再需要搜寻该唯一确定的小区内的特定频率15、17、19，因为先前已经确定该频率仅被一个非期望的PLMN所使用。优选地，无线电话为VPLMN的多个小区各自单独保存那些不属于归属或较高优先级公用陆地移动网的频率历史。
其后，无线电话搜索归属或较高优先级公用陆地移动网的频率，除了该无线电话所预占的那个唯一确定的小区的历史中列出的频率15、17、19。这将节省大量的搜寻时间和相关的电池消耗。
例如，当预占于VPLMN网的一个小区(#1)时，MS执行对归属或较高优先级PLMN的搜寻。MS保存包含下列信息的记录：在PLMN搜寻时唯一确定服务小区的信息(例如小区ID 123456789、ARFCN、BSIC等)，以及不是归属或较高优先级PLMN的PLMN频率15、17、19的ARFCN(例如ARFCN 20、30和40)。在图1的实例中，PLMNID 111/22、111/33和111/44都是不属于归属或较高优先级PLMN的PLMN。这样，无线电话可以继续进行正常通信。但是，当无线电话漫游并再次预占于VPLMN网的(与MS先前创建信息的被存历史时所在的)相同小区时，MS必须另外搜寻归属和较高优先级PLMN的频率。在这种情况下，MS使用已存历史来避免同步到并读取频率15、17、19上的PLMN ID(即跳过搜寻)，这些频率已查明不是归属和较高优先级的PLMN。例如，小区ID 123456789具有非期望频率ARFCN20、30和40的历史。因此，在该PLMN搜寻中，MS不会尝试同步到或读取小区#2、#3或#4(即PLMN ID 111/22、111/33和111/44)的PLMN ID，从而节省时间和功率。
可能发生这样的情况：在无线电话保存某特定小区中非较高优先级PLMN的频率历史之后，小区的配置在物理上发生改变，以致于以前不是较高优先级PLMN的同一个ARFCN变成了一个较高优先级的PLMN。在这种情况下，保存在无线电话中的历史是错误的。根据3GPP标准，必须扫描那些特定频率。因此，本发明规定，无线电话只在它加电(例如，保存到RAM中)时仅保存上文描述的记录，以使历史记录在每次启动时都重新复位。以这种方式，如果无线电话由于物理小区配置的改变而陷入未找到较高优先级PLMN的模式，用户可以关闭它然后再打开以解决问题。此外，无线电话可以具有周期性的超时周期(例如3小时)，此时历史擦除并且无线电话必须重建它们。
也可能出现这样的情况：用户可能改变SIM或USIM上的用户控制的PLMN列表，以致于以前(先前进行搜索并保存时)的非较高优先级PLMN现在成为一个较高优先级的PLMN。在这种情况下，本发明规定，如果用户改变用户控制的PLMN列表，则先前PLMN搜寻的所有历史记录都重置(即被破坏)。此外，MS仍然可以保存那些非归属或较高优先级PLMN的ARFCN的PLMN识别信息(ID)。以这种方式，如果用户控制的优选PLMN列表发生改变，MS仍然能够利用已存的信息来节省电流消耗。这种技术是优选的。
也可能出现这样的情况：如果无线电话当前所预占的VPLMN网支持3GPP标准的等效PLMN特征，则无线电话可以获得应视为等效于VPLMN的PLMN的列表。(该列表在连接和路由区域更新时给予电话。)但是，如果无线电话在执行初始PLMN搜索时使用的等效PLMN列表与它当前使用的等效PLMN列表不同(即以前在进行先前的PLMN搜寻时优先级不是较高的PLMN现在可以是一个较高优先级的PLMN)，则本发明提供三种解决方案，如下文。
第一，如果等效PLMN此时不在使用中，无线电话不能保存先前PLMN搜寻的记录；如果等效PLMN现在不在使用中，无线电话不能使用先前PLMN搜寻的任意已存历史记录。
第二，如果等效PLMN在进行先前的PLMN搜寻时不在使用，则无线电话可以保存此时使用中的等效PLMN列表，作为该PLMN搜寻已存历史信息的一部分。然后，当进行未来的PLMN搜寻时，如果现在使用中的等效PLMN列表与进行初始搜寻(与已存历史相关联)时使用的相同，无线电话只使用已存信息以使电池消耗最小。应该注意，等效列表实际上很可能相同。
第三，无线电话只可以保存与各非归属或较高优先级PLMN的ARFCN相关的PLMN ID。这样，当进行稍后的搜寻时，如果PLMN ID之一现在成为较高优先级的PLMN，则无线电话就会知道必须同步到并读取该小区的PLMN ID以再次验证它。
作为故障保护解决方案，对于归属或较高优先级的PLMN，可以总是指示无线电话对使用中的所有可用频率进行完整的搜寻，并用找到的不属于归属或较高优先级的PLMN的任何新频率更新历史。类似地，无线电话可能因为优选公用陆地移动网列表中的任何改变而需要擦除历史。
方便地，本发明通过跳过在较高优先级PLMN运营商未使用的频率中的搜寻，大大减少了电池消耗。另外，无线电话仅在那些可能属于较高优先级PLMN的频率中周期性地进行较高优先级PLMN搜寻，并且可以用较高优先级PLMN运营商尚未使用的那些新频率更新已存历史。
结合图3可以进一步理解本发明的方法。该方法为无线电话提供对无线接入技术通信网的搜寻。各通信网包括多个小区，用于向相应地理区域内的无线电话提供无线电话服务。各小区包括寻呼和语音通信，并具有由可用来发送消息给无线电话和从其接收消息的固定位置基站建立的无线通信覆盖区域。
在第一步300中，移动无线电话登记并预占一个本地PLMN(典型的最可用的网络)，它具有无线电话所支持的一个或更多无线接入技术的服务。无线电话也唯一地确定302它所预占的小区。无线电话可能预占于它可用的最高优先级的PLMN(例如，归属)。但是，对于本发明，无线电话预占于一个受访PLMN，这不是它可用的最高优先级的PLMN。这就要求无线电话开始搜寻较高优先级的PLMN，并且优选其归属或归属等效网。当在VPLMN上时，无线电话开始其对消息和通信的正常接收以及响应或确认。但是，移动无线电话现在需要周期性地搜索归属或较高优先级的PLMN。
下一步304包括搜寻比无线电话所预占的受访公用陆地移动网优先级高的公用陆地移动网。
本发明的新颖方面在于保存306所找到的那些并非归属或较高优先级公用陆地移动网的频率的历史。类似地，如果所预占的小区已经存在一个历史，则无线电话把新找到的不属于归属或较高优先级PLMN的频率添加到先前找到的任何历史频率中。无线电话把历史保存到存储器中，存储器可以是SIM、USIM或例如非易失性存储器的存储器。历史与步骤302唯一确定的小区相关联，以便无线电话在预占于唯一确定的小区时不再需要扫描某一特定的频率，因为它先前已确定该频率仅为一个非期望的PLMN所用。优选地，无线电话为VPLMN的多个小区各自单独保存找到的不属于归属或较高优先级的公用陆地移动网的那些频率历史。
其后，当预占于确定的小区时，无线电话开始搜索308归属或较高优先级的公用陆地移动网的频率，除了历史中列出的唯一确定无线电话所预占的小区的那些频率。这就节省了搜寻时间和相关电池消耗，因为移动单元不再需要浪费功率来搜索所有可能的无线接入技术和所有可能的频率。
在优选实施例中，该方法包括进一步的步骤，周期性搜寻310归属或较高优先级公用陆地移动网使用中的所有可能的无线接入技术和频率，但是搜寻速率非常低以便不使用很多电池功率，并用所找到的不属于归属或较高优先级公用陆地移动网的任何新频率更新312历史。当PLMN在无线电话已保存历史之后改变其无线接入技术或频率时，需要该步骤。这是一种故障保护技术，确保无线电话保持信息与3GPP标准的要求一致。此外，每次无线电话开机或每过一段时间之后，保存步骤中的历史可以重新启动。
本发明为正在寻求移动站能够在不同的无线接入技术网中选择最可用网络类型的服务提供商提供了特殊的优势。这些特征将为运营商提供一种在对网络影响最小的同时使用这些相同移动站的方法。
另外，应该承认，使用能够预占于若干不同无线技术系统的多模无线电话，本发明的方法也可以用于搜索更多无线接收技术。
上文已经在若干实施例中描述了本发明，对于本领域技术人员来说很明显，本发明可以以多种方法修改，可以设想许多除了上文明确列出和描述的以外的实施例。因此，所附权利要求书覆盖在本发明的广义范围内对本发明的所有修改。

Claims (20)

1. 一种用于无线电话搜寻较高优先级的公用陆地移动网的方法，包括：
使无线电话预占(300)于受访公用陆地移动网的小区并且在该受访公用陆地移动网上登记；
唯一地确定(302)该小区；
在该受访公用陆地移动网上登记并且预占于唯一确定的小区的同时，搜寻(304)比该受访公用陆地移动网的优先级更高的公用陆地移动网；和
保存(306)在上述搜寻步骤中找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的那些频率的历史，该历史与唯一确定的小区相关联。
2. 权利要求1中的方法，进一步包括：
在除了无线电话登记的同时所预占的唯一确定的小区的历史中列出的那些频率以外的频率中搜索(308)较高优先级的公用陆地移动网。
3. 权利要求1中的方法，其中，所述保存步骤包括保存PLMN ID，其与所述搜寻步骤中找到的并非归属或较高优先级PLMN的各ARFCN相关联。
4. 权利要求1中的方法，其中，所述保存步骤包括为受访公用陆地移动网的多个小区各自单独保存找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的那些频率的历史。
5. 权利要求1中的方法，其中，所述保存步骤包括把新找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的频率添加到任何先前找到的历史频率中。
6. 权利要求1中的方法，其中，所述保存步骤中的历史至少在下列时刻之一复位：无线电话每次开机以及超时周期之后。
7. 权利要求1中的方法，进一步包括：
以不会消耗很多电池功率的低速率，在无线电话支持的所有无线接入技术和频率中周期性地搜寻(310)较高优先级的公用陆地移动网；和
用找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的任何新频率更新(312)历史。
8. 权利要求1中的方法，进一步包括：
将公用陆地移动网的列表给予无线电话；和
如果在已存的优选公用陆地移动网列表中发生改变，则擦除历史。
9. 一种用于无线电话搜寻较高优先级的公用陆地移动网的方法，包括：
使无线电话预占(300)于受访公用陆地移动网的小区并且在该受访公用陆地移动网上登记；
将公用陆地移动网的列表给予无线电话；
唯一地确定(302)该小区；
在该受访公用陆地移动网上登记并且预占于唯一确定的小区的同时，搜寻(304)比该受访公用陆地移动网优先级更高的公用陆地移动网；
为受访公用陆地移动网的多个小区各自保存(306)找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的那些频率的历史，该历史与每个唯一确定的小区相关联；和
搜索(308)较高优先级的公用陆地移动网，除了无线电话登记的同时所预占的唯一确定的小区的历史中列出的那些频率以外。
10. 权利要求9中的方法，其中，所述保存步骤包括保存PLMNID，其与所述搜寻步骤中找到的并非归属或较高优先级PLMN的各个ARFCN相关联。
11. 权利要求9中的方法，其中，在所述搜索步骤之后进一步包括：
把新找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的任何频率都添加到任何先前找到的历史频率中。
12. 权利要求9中的方法，其中，所述保存步骤中的历史至少在下列时刻之一复位：无线电话每次开机以及超时周期之后。
13. 权利要求9中的方法，进一步包括：
以不会消耗很多电池功率的低速率，在无线电话支持的所有无线接入技术和频率中周期性地搜寻(310)较高优先级的公用陆地移动网；和
用找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的任何新频率更新(312)历史。
14. 权利要求9中的方法，进一步包括：
当已存的优选公用陆地移动网列表发生改变时，擦除历史。
15. 权利要求9中的方法，其中，所述保存步骤包括把历史保存到无线电话的一个或多个非易失性存储器以及与无线电话相关联的用户识别模块中。
16. 一种用于无线电话搜寻较高优先级的公用陆地移动网的方法，包括：
使无线电话预占(300)于受访公用陆地移动网的小区并且在该受访公用陆地移动网上登记；
将公用陆地移动网的列表给予无线电话；
唯一地确定(302)该小区；
在该受访公用陆地移动网上登记并且预占于唯一确定的小区的同时，搜寻(304)比该受访公用陆地移动网优先级更高的公用陆地移动网；
为受访公用陆地移动网的多个唯一确定的小区各自单独保存(306)找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的那些频率的历史；
搜索(308)较高优先级的公用陆地移动网，除了无线电话登记的同时所预占的唯一确定的小区的历史中列出的那些频率以外；和
把新找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的频率添加到任何先前找到的历史频率中。
17. 权利要求16中的方法，其中，所述保存步骤中的历史至少在下列时刻之一复位：无线电话每次开机以及超时周期之后。
18. 权利要求16中的方法，进一步包括：
以不会消耗很多电池功率的低速率，在无线电话支持的所有无线接入技术和频率中周期性地搜寻(310)较高优先级的公用陆地移动网；和
用找到的不属于较高优先级公用陆地移动网的任何新频率更新(312)历史。
19. 权利要求16中的方法，进一步包括：
当已存的优选公用陆地移动网列表发生改变时，擦除历史。
20. 权利要求16中的方法，其中，所述保存步骤包括保存PLMNID，其与搜寻步骤中找到的并非归属或较高优先级PLMN的各个ARFCN相关联。
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