Спосіб установлення зв’язку в мережі зв’язку, яка має мобільних кінцевих користувачів
Номер патенту: 27319
Опубліковано: 15.09.2000
Автори: Леопольд Раймонд Джозеф, Морітц Стівен Х., Ванг Тереза Чен Єн
Текст
1. Способ установления связи в сети СЕІЯЗИ, имеющей мобильных конечных пользователей, заключающийся в том, что определяют местоположение указанного мобильного устройства и сообщают указанное местоположение мобигьного устройства указанной сети по каналу СЕІЯЗИ. отличающийся тем, что принимают на моЕильном устройстве от указанной сети по указанному каналу связи сообщение "Регистрация включена", которое информирует указанное мобильное устройство о том, что оно может участвовать в связи, отслеживают текущее местоположэние указанного мобильного устройства, определяют момент, когда указанное текущее .местоположение вызывает превышение заранее устаноелениого порогового расстояния и повторяют указанную операцию сообщения после превышения указанного порога. 2, Способ установления связи в сети связи, имеющей мобильных конечных пользователей, заключающийся в том, что определяют местоположение указанного мобильного устройства, синхронизируют указанное мобильное устройство с указанным каналом связи указанной сети, и сообщают местоположение указанного мобильного устройства указанной сети по каналу СВЯЗУ, отличающийся тем, что принимают на мобильном устройстве от указанной сети по указанному каналу связи сообщение "Регистрация включена", которое информирует указанное мобильное устройство о том, что оно может участвовать в связи, и производят рассинхронизацию с указанным каналом связи. 3 Способ по п 2, отличающийся тем, что указанным каналом связи является канал параллельного доступа с временным разделением (ПДВР), установленный на мобильном ретрансляторе указанной сети, и тем, что дополнительно предусматривают операцию поддержания синхронизации интервала времени с указанным каналом.связи между операциями сообщения местоположения мобильного устройства связи указанной сети связи и приема мобильным устройством сообщения "Регистрация включена" 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что после рассинхрониэации с каналом ейязи осуществляют мониторинг какого-либо управляющего вещательного канала для обнаружения поступающего вызова. 5. Способ по п 4, отличающийся тем, что при осуществлении мониторинга управляющего вещательного канала ведут учет вариантов, когда указанный управляющий вещательный канал становится недоступным, оценивают данные указанного учета для определения момента превышения заранее установленного порога недоступности, и повторяют определение местоположения, синхронизацию мобильного устройства с каналом связи и сообщение местоположения мобильного устройства, когда порог превышен. 6. Способ по л. 4, отличающийся тем, что в ответ на мониторинг управляющего вещательного канала получают сообщение "Поступает вызов" от указанной сети, причем указанное сообщение "Поступает вызов" идентифицирует указанное мобильное устройство и сообщает указанному мобильному устройству, что на него поступает вызов, и посылают указанной сети сообщение "Устройство найдено" в ответ на получение указанного сообщения "Поступает вызов", причем указанное сообщение 'Устройство найдено" информирует сеть о том, что указанное мобильное устройство найдено и на него может быть направлен вызов. 7. Способ по п 6, отличающийся тем, что перед посылкой сообщения "Устройство найдено" осуществляют синхронизацию с каким-либо каналом связи указанной сети. 8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что после получения сообщения "Поступает вызов" от указанной сети инициируют последовательность звукового сигнала для информирования пользователя об указанном поступающем вызове. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что определяют на указанном мобильном устройстве сое СМ о СП со СМ Г 27319 тояние "Трубка снята" и посыпают сообщение 'Трубка снята" указанной сети в ответ на определение указанного состояния 'Трубка снята". 10. Способ по п 2, отличающийся тем, что мобильное устройство содержит пользовательское устройство ввода, предназначенное для идентифицирования указанных других устройств и определения момента направления исходящего вызова одному из указанных других устройств, и тем, что осуществляют мониторинг указанного пользовательского устройства ввода для обнаружения команды на направление исходящего вызова, синхронизацию с каналом связи указанной сети, и посылают сообщение "Исходящий вызов" в указанную сеть, причем указанное сообщение "Исходящий вызов" информирует указанную сеть о запросе со стороны указанного мобильного устройства на направление вызова, а таюке идентифицирует одно из указанных других устройств. 11. Способ по п. 2, отличающийся тем, что указанное мобильное устройство содержит пользовательское устройство ввода для управления включением указанного мобильного устройства, и осуществляют мониторинг указанного пользовательского устройства ввода с целью обнаружения команды на выключение указанного мобильного устройства, сообщают о выключении указанного мобильного устройства указанной сети и выключают указанное мобильное устройство. 12. Способ установления связи в сети связи, имеющей мобильных конечных пользователей, причем указанная сеть имеет некоторое множество мобильных устройств, осуществляющих избирательно связь с некоторым множеством коммутационных станций, и имеющей некоторое множество устройств управления информацией об абоненте (УИА), причем коммутационные станции и УИА обмениваются данными друг с другом, отличающийся тем, что ведут базу данных записей абонента, причем каждая запись абонента содержит значение идентификатора (ИД) мобильного устройства и данные о статусе активации, ассоциированные с ним, принимают сообщение "Регистрация включена", причем указанное сообщение "Регистрация включена" несет в себе запрос на регистрацию какого-либо мобильного устройства в указанной сети и включает в себя значение ИД мобильного устройства, выбирают в ответ на указанное значение ИД в сообщении "Регистрация включена" одну из указанных записей, и модифицируют указанные данные статуса активации в указанной выбранной записи таким образом, чтобы показать, что указанное мобильное устройство зарегистрировано в указанной сети. 13. Способ по Л- 12, отличающийся тем, что ведение базы данных записей об абонентах включает в себя введение данных о местоположении в каждую из указанных записей абонента, получение сообщения "Регистрация включена" включает в себя получение данных о местоположении из указанного сообщения "Регистрация еключена". а модификация данных статуса активации заключается о том, что обновляют данные о местоположении в указанной выбранной записи в соответствии с указанными данными о местоположении из указанного сообщения "Регистрация включена". 14. Способ по п 13, отличающийся тем, что получают сообщение "Обнаружить устройство", причем указанное сообщение "Обнаружить устройство" содержит данные, идентифицирующие вызываемое мобильное устройство, а также данные, идентифицирующие коммутационную станцию, с которой было послано указанное сообщение "Обнаружить устройство", выбирают одну из указанных записей в соответствии с указанными данными, идентифицирующими вызываемое мобильное устройство, и посылают сообщение на указанную идентифицированную коммутационное станцию, причем указанное передаваемое сообщение содержит указанные данные о местоположении из указанной выбранной записи. 15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что в ответ на прием указанного сообщения "Обнаружить устройство" анализируют указанные данные о статусе активации в указанной выбранной записи для того, чтобы определить, зарегистрировано ли в данный момент указанное вызываемое мобильное устройство в указанной сети, и если указанное вызываемое устройство не зарегистрировано в указанной сети, посылают сообщение указанной идентифицированной коммутационной станции, причем указанное передаваемое сообщение информирует указанную коммутационную станцию о том, что с указанным мобильным устройством не может быть установлена связь. 16. Способ по п. 13, отличающийся тем, что при ведении базы данных записей абонентов дополнительно принимают сообщение "Обновить мес-, тоположение", причем указанное сообщение "Обновить местоположение" содержит данные, идентифицирующие какое-либо мобильное устройство, и данные, описывающие местоположение указанного идентифицированного мобильного устройства, выбирают одну из указанных записей в соответствии с указанными данными, идентифицирующими мобильное устройство, и модифицируют указанные данные о местоположении в указанной выбранной записи в соответствии с указанными данными, описывающими местоположение из указанного сообщения "Обновить местоположение". 17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что Прием сообщения "Регистрация включена" заключается в том, что получают данные, идентифицирующие какую-либо коммутационную станцию, с которой было послано указанное сообщение "Регистрация включена", анализируют указанную выбранную запись для того, чтобы определить, является ли указанное мобильное устройство зарегистрированным в указанной сети, и посылают передаваемое сообщение указанной идентифицированной коммутационной станции, причем указанное сообщение информирует указанную идентифицированную коммутационную станцию о том, является ли указанное мобильное устройство зарегистрированным в указанной сети. 18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что ведение базы данных записей абонента заключается в том, что вводят данные, идентифицирующие характерные эксплуатационные особенности, ассоциированные с указанными мобильными устройствами, в каждую запись, а при посылке пере 27319 даваемого сообщения на указанную идентифицированную коммутационную станцию вводят указанные характерные эксплуатационные особенности указанного выбранного мобильного устройства в указанное передаваемое сообщение1. 19 Способ по п. 12, отличающийся тем, что принимают сообщение "Регистрация выключена", причем указанное сообщение "Регистрация виключена" содержит данные, идентифицирующие какое-либо мобильное устройство, выбираю! в соответствии с указанными данными, идентирицирующими мобильное устройство, одну из указанных записей, и модифицируют указанные данные статуса активации в указанной выбранной записи так, чтобы отметить, что указанное мобильное устройство, идентифицированное указанным сообщением "Регистрация выключена", уже не зарегистрировано в указанной сети 20 Способ установления связи в сети связи, имеющей мобильных конечных пользователей, причем указанная сеть связи имеет некоторое множество мобильных устройств, избирательно осуществляющих связь с некоторым множеством коммутационных станций, и имеющей некоторое множество устройств управления информацией об абоненте, причем коммутационные станции и УИА обмениваются данными друг с другом, отличающийся тем, что ведут базу данных записей абонента, причем каждая запись абонента содержит значение ИД мобильного устройства и данные о местоположении, ассоциированные с ним, принимают запрос на регистрацию мобильного устройства в сети, причем указанный запрос включает в себя значение ИД мобильного устройства и данные, описывающие местоположение указанного мобильного устройства, выбирают одну из указанных записей в соответствии с указанным значением ИД, полученным на этапе приема запроса, и модифицируют указанные данные о местоположении в указанной записи с целью отразить указанные данные, олисываощие местоположение указанного мобильного уігтройства, полученные на этапе приема запроса. 21 Способ по п 20, отличающийся тем, что прием запроса на регистрацию мобильного устройства в указанной сети заключается в том, что принимают данные идентифицирующие коммутационную станцию, с которой был послан указанный запрос на регистрацию, анализируют указанную выбранную запись для того, чтобы определить, является ли указанное мобильное устройство зарегистрированным в указанной сети, и посылают сообщение указанной коммутационной станции, причем указанное передаваемое сообщение информирует указанную коммутационную станцию о том, является ли указанное мобильное устройство зарегистрированным в указанной сети 22. Способ по п 21, отличающийся тем, что при ведении базы данных записей абонента в каждую запись вводят данные, идентифицирующие характерные эксплуатационные особенности, ассоциированные с указанными мобильными устройствами, и при посылке передаваемого сообщения вводят указанные характерные эксплуатационные особенности для указанного выбранного мобильного устройства в передаваемое соо5щение 23 Способ no n 20, отличающийся тем, что получают сообщение "Обнаружить устройство", причем указанное сообщение "Обнаружить устройство" содержит данные, идентифицирующие вызываемое мобильное устройство и данные, идентифицирующие коммутационную станцию, с которой было послано сообщение "Обнаружить устройство", выбирают одну из указанных записей в соответствии с указанными данными, идентифицирующими вызываемое • мобильное устройство, и посылают сообщение на указанную коммутационную станцию, причем указанное передаваемое сообщение содержит указанные данные о местоположении из указанной выбранной записи 24 Способ no n 20, отличающийся тем, что на этапе ведения базы данных записей абонента получают сообщение "Обновить местоположение", причем указанное сообщение "Обновить местоположение" содержит данные, идентифицирующие какое-либо мобильное устройство, и данные, описывающие местоположение указанного идентифицированного мобильного устройства, выбирают одну из указанных записей в соответствии с указанными данными, идентифицирующими мобильное устройство, и модифицируют указанные данные о местоположении в указанной выбранной записи в соответствии с указанными данными, описывающими местоположе-. ние из указанного сообщения "Обновить местоположение" 25 Способ установления связи в сети связи, имеющей мобильных конечных пользователей, некоторое созвездие мобильных ретрансляторов, через которые сообщения направляются множеству мобильных устройств, некоторое множество коммутационных станций, а также некоторое множество УИА, причем указанные коммутационные станции и указанные УИА обмениваются данными друг с другом, отличающийся тем, что принимают запрос на регистрацию мобильного устройства в указанной сети, причем указанный запрос включает в себя значение ИД мобильного устройства, анализируют указанное значение ИД мобильного устройства для того, чтобы идентифицировать УИА, к которому приписано указанное мобильное устройство, обмениваются сообщениями с указанным идентифицированным УИА, чтобы получить служебные данные, описывающие указанное мобильное устройство, и создают запись для указанного мобильного устройства, причем указанная запись включает в себя указанные служебные данные 26 Способ по п 25, отличающийся тем, что обг новляют указанную запись для индикации данных, отражающих статус указанного мобильного устройства, причем указанные данные статуса указывают состояние занятости и незанятости 27 Способ по п 25, отличающийся тем, что получают сообщение "Выключить регистрацию", причем указанное сообщение "Выключить регистрацию" несет в себе запрос на прекращение регистрации указанного мобильного устройства в указанной сети, и удаляют указанную запись в ответ на указанное сообщение "Выключить регистрацию" 28 Способ по п 27, отличающийся тем, что дополнительно посылают сообщение на указанное 27319 УИА, которое информирует указанное УИА о том, что указанное мобильное устройство прекращает свою регистрацию в указанной сети. 29. Способ по п 25, отличающийся тем, что получают сообщение "Звуковой сигнал", которое идентифицирует указанное мобильное устройство и дает команду указанной обслуживающей станции установить связь с указанным мобильным устройством, обнаруживают указанное мобильное устройство и определяют, переходит ли указанное мобильное устройство в состояние "Трубка снята". 30. Способ по п. 25, отличающийся тем, что принимают от указанного мобильного устройства сообщение "Исходящий вызов", причем указанное сообщение "Исходящий вызов" содержит данные, идентифицирующие вызываемого абонента, и дает команду указанной обслуживающей станции установить связь с указанным абонентом, анализируют указанные идентифицирующие данные с целью выбора одной из указанных коммутационных станций для связи в ходе указанной установки связи, и направляют сообщение "Звуковой сигнал" на указанную коммутационную станцию. 31. Способ по п. 30, отличающийся тем, что запись, содержащую служебные данные, ведут в базе данных, содержащей подобные записи, при анализе идентифицирующих данных определяют, присутствует ли в указанной базе данных запись, соответствующая указанному абоненту, и выбирают указанную обслуживающую станцию для установки связи в том случае, если указанная база данных содержит какую-либо запись для указанного идентифицированного абонента. 32. Способ по п. 25, отличающийся тем, что указанное множество коммутационных станций обменивается сообщениями с указанным созвездием, и указанное множество УИА обменивается сообщениями с указанным созвездием. 33. Способ по п. 32, отличающийся тем, что принимают на обслуживающей станции сообщение "Звуковой сигнал", причем сообщение "Звуковой сигнал" идентифицирует указанное мобильное устройство и дает команду указанной обслуживающей станции установить связь с указанным мобильным устройством, находят указанное мобильное устройство и определяют, переходит ли указанное мобильное устройство в состояние Трубка снята". 34. Способ по п. 33, отличающийся тем, что производят обмен сообщениями между обслуживающей станцией и мобильным ретранслятором, имеющим такую характеристику направленности антенны, которая образует дискретные ячейки, а для нахождения мобильного устройства выбирают одну из указанных дискретных ячеек, используемую для посылки на указанное мобильное устройство сообщения "Поступает вызов", посылают на указанное мобильное устройство указанное сообщение "Поступает вызов" с использованием указанной ячейки, определяют, отвечает ли указанное мобильное устройство науказанное сообщение "Поступает вызов" сообщением "Устройство найдено". 35. Способ по п. 34, отличающийся тем, что если на этапе определения, отвечает ли указанное мобильное устройство на указанное сообщение "Поступает вызов", не удается обнаружить указанное сообщение "Устройство найдено", выбирают вторую из указанных дискретных ячеек, используемую для посылки второго сообщения "Поступает вызов" на указанное мобильное устройство, посылают указанное второе сообщение "Поступает вызов" с использованием второй выбранной ячейки на указанное мобильное устройство, определяют, отвечает ли указанное мобильное устройство на указанное второе сообщение "Поступает вызов" сообщением "Устройство найдено". Настоящее изобретение относится к коммуникационным сетям. Более конкретно, настоящее изобретение относится к сетям, имеющим подвижные коммутационные узлы, а также к установке связи в таких сетях. Коммуникационная сеть используется для создания канала связи между двумя конечными пользователями. Обычно сеть обладает способностью соединять в любой заданный момент времени только конечное число коммуникационных каналов. Каждый вызов потребляет некоторую часть полных располагаемых коммуникационных ресурсов. Более того, сеть для формирования канала связи любого единичного разговора может располагать многочисленными разнообразными ресурсами. Поэтому еще до установки канала связи сеть часть осуществляет процесс установки связи. Процесс установки связи идентифицирует и приписывает ресурсы сети предстоящему разговору ройства и передача данных местоположения на базовый узел, может служить система, описанная в патенте США 5043736. В этом патенте заявлено носимое устройство, принимающее сигналы из глобальной спутниковой системы радиоопределения для определения данных о местоположении, Затем носимое устройство передает данные о местоположении через сотовую телефонную сеть на базовый узел. Но в этой системе полученные данные о местоположении не используются для установления связи в сети. Можно рассматривать коммуникационную сеть как располагающую некоторым числом коммутационных узлов. Конечные участники разговора непосредственно обмениваются сообщениями со своими коммутационными узлами соответственно. В некоторых случаях вызывающий и вызываемый абонент используют один и тот же коммутационный узел. Однако в других случаях каналы связи устанавливаются между разными узлами, возможно и через промежуточные узлы Примером системы, в которой выполняется определение местоположения носимого уст 27319 Процессы установки связи хорошо известны применительно к сетям, имеющим стационзрных конечных пользователей. В этом случае вызывающий абонент должен просто указать одному из узлов системы вызываемого абонента. Этот узел может проанализировать идентичность вызываемого абонента и определить, как приступить к идентификации и присвоению ресурсов сети для установки связи. Однако когда в сети имеются один или несколько подвижных конечных пользователей, процесс установления связи становится более трудным. Когда конечные пользователи мобильны, для обмена сообщениями между ними обычно используют каналы радиосвязи. Эти каналы радиосвязи относятся к категории дефицитных, которые необходимо экономить в максимально возможной степени. Поскольку конечные пользоЕіатели подвижны, местонахождение абонентов не может быть определено простым изучением идентичности, т.е. данных, идентифицирующих абонентов. Следовательно, необходимо затратить дополнительные ресурсы сети, и ввести Q сеть дополнительный "интеллект" для того, ч-обы определить, как установить связь с вызываемым абонентом, местоположение которого меняется. Особенно трудно организовать процесс установления связи тогда, когда мобильны по крайней мере некоторые из коммутационных уэгов сети. Такая ситуация встречается, когда в качестве коммутационных узлов, с которыми непосредственно связываются абоненты сети, используют искусственные спутники Земли, находящиеся на подвижных орбитах. В таком случае выбор конкретного коммутационного узла для установления канала связи зависит от того, какие из спутников в момент предоставления связи находятся в удобном положении. Более того, для снижения стоимости сети весьма желательно, чтобы конструкция спутника была более простой. Кроме того, простая конструкция спутника обеспечивает наиболее высокую надежность сети с точки зрения критерия "стоимость-эффективность", поскольку ремонт наггь применен в случае наличия подвижных конечных пользователей. Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно предоставляет способ установления связи, который может быть применен в сети с подвижными коммутационными узлами. Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно предоставляет способ установления связи, который позволяет использовать в подвижных коммутационных узлах сети ограниченные вычислительные ресурсы, предназначенные для выполнения коммутационной функции, за счет того, что эти коммутационные узлы s случае установления связи в основном работают в качестве ретрансляторов. Одна из форм реализации вышеизложенных и других преимуществ настоящего изобретения заключается б способе организации работы коммуникационного устройства, который способствует установлению связи между подвижным устройством и другими устройствами, к которым возможен доступ через коммуникационную сеть. Указанный способ предусматривает определение местоположения подвижного устройства. Далее способ по каналу связи извещает сеть о местоположении этого подвижного устройства. После извещения о местоположении, это подвижное коммуникационное устройство получает по каналу связи от сети сообщение "Регистрация включена". Сообщение "Регистрация включена" информирует подвижное коммутационное устройство о том, что оно может участвовать в разговорах. Другая форма реализации вышеизложенных и других преимуществ настоящего изобретения заключается в способе организации работы домашнего (локального) устройства управления информацией об абонентах (УНА) сети. В сета присутствует некоторое множество подвижных коммуникационных устройств, которые выборочно обмениваются сообщениями с множеством коммутационных станций; в сети также имеется некоторое множество УИА, сходных с домашними УНА. Коммутационные станции и УИА обмениваются между собой данными. Указанный способ предусматривает ведение базы данных протоколов абонентов. Каждый протокол абонента содержит идентификатор (ИД) подвижного устройства, а также данные о статусе активации, ассоциированные с ним. Локальное УИА получает сообщение "Регистрация включена". Сообщение "Регистрация включена" передает запрос на регистрацию подвижного устройства в сети. Кроме того, сообщение "Регистрация включена" содержит ИД подвижного устройства. Локальное УИА в ответ на значение ИД, содержащееся в сообщении "Регистрация включена", выбирает один из протоколов. Для подтверждения достоверности того, что подвижное коммуникационное устройство зарегистрировано в сети, локальное УИА также изменяет данные статуса активации. Другая форма реализации вышеизложенных и других преимуществ настоящего изобретения заключается в способе организации работы коммутационного узла коммуникационной сети. Сеть содержит созвездие перемещающихся ретрансляторов, через которые сообщения направляются на множество подвижных устройств. Сеть содержит также некоторое множество коммутационных станций, подобных телефонным станциям, и некоторое множество устройств управления информацией об абоненте (УИА). Коммутационные станции и УИА обмениваются данными друг с другом. Способ предусматривает получение запроса на регистрацию подвижного уст 27319 ройства в сети. Этот запрос содержит идентификатор (ИД) подвижного устройства. Телефонная станция анализирует ИД подвижного устройства для того, чтобы определить УИА, к которому приписано это подвижное устройство. Телефонная станция обменивается сообщениями с этим определенным устройством для того, чтобы получить служебные данные, описывающие указанное подвижное устройство. Кроме того, телефонная станция создает запись данных, касающихся этого подвижного устройства. Краткое описание чертежей. В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров его выполнения со ссылками на чертежи, на которых: Фиг. 1 изображает общую схему, показывающую среду, в которой реализуется настоящее изобретение. Фиг. 2 - блок-схему ячеистой диаграммы направленности антенны, которая достигается расположением спутников в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 3 - блок-схему подвижного коммуникационного устройства. Фиг. 4 - блок-схему коммутационной станции и устройства управления информацией об .абоненте. Фиг. 5 - таблицу сообщений, которыми обмениваются разнообразные элементы, находящиеся в пространстве, изображенном на фиг. 1. Фиг. 6 - структуру данных, содержащихся на коммутационных станциях для поддержки сообщений, показанных на фиг.5. Фиг. 7 - структуру данных, содержащихся на устройствах управления информацией об абоненте для поддержки сообщений, показанных на фиг. 5. Фиг. 8-14 - изображают блок-схемы процедур, выполняемых подвижными устройствами для обеспечения установления связи в среде, показанной на фиг. 1. Фиг. 15-27 - блок-схемы процедур, выполняемых коммуникационными станциями для обеспечения установления связи в среде, показанной на фиг. 1. Фиг. 28-32 - блок-схемы процедур, выполняемых устройствами управления информацией об абоненте для обеспечения установления связи в среде, показанной на фиг. 1. Нижеследующее описание и чертежи связаны между собой посредством номеров позиций. Эти номера выбраны таким образом, чтобы отображать номер чертежа, из"" которого можно наилучшим образом составить представление о пронумерованном элементе. В частности, наибольшая значащая цифра на всех трехзначных номерах и две наиболее значимые цифры на всех четырехзначных номерах соответствуют номеру чертежа, на котором представлен этот пронумерованный элемент, Лучший вариант осуществления изобретения. На фиг. 1 представлена общая схема, показывающая окружающую среду 100, соответствующую предпочтитепьному варианту выполнения настоящего изобретения. Среда 100 включает в себя созвездие 102, состоящее из нес кольких спутников 104, помещенных на относительно низкую орбиту вокруг Земли 106. Среда 100 дополнительно включает в себя одну или несколько коммутационных станций (КС) 400. КС 400 находятся на поверхности Земли 106 и обмениваются данными с находящимися рядом спутниками 104 по каналам радиосвязи 110. Кроме того, спутники 104 обмениваются данными друг с другом по каналам передачи данных (каналы связи) 112. Следовательно, через созвездие 102 спутников 104 КС 400 может контролировать связь, устанавливаемую с регионом Земли 106 любой площади. Однако предпочтительно, чтобы регион, контролируемый каждой КС 400, был ассоциирован с одной или несколькими геополитическими структурами. КС 400 подключены к телефонным сетям общего пользования (ТСОП) 114, по которым могут поступать вызовы, направляемые абонентам среды 100, и по которым абоненты среды 100 могут направлять вызовы. Среда 100 включает в себя также любо число, потенциально миллионы, подвижных (мобильных) устройств (МУ) 300. МУ 300 могут быть выполнены в виде обычной малогабаритной радиокоммуникационной аппаратуры. Среда 100 приспосабливается к любому перемещению МУ 300 в пределах Земли 106 - как на поверхности Земли или вблизи ее, так и в атмосфере над Землей 106. Однако перемещение МУ 300 не является обязательным, и среда 100 успешно работает, если часть общего числа МУ 300 или все они остаются стационарными. МУ 300 выполнены так, чтобы получать сообщения со спутников 104, а также для того, чтобы выполнять и другие функции, которые обсуждаются ниже. МУ 300 обмениваются сообщениями с соседними спутниками 104 по каналам связи 116. Среда 100 включает в себя также произвольное число устройств управления информацией об абонентах (УИА) 118. Каждое УИА 118 ведет базу данных, содержащую сведения об абонентах, релевантную только в отношении небольшой части всего количества МУ 300. В предпочтительном варианте выполнения изобретения одно УИА 118 связано с каждой КС 400. На деле УИА 118 и КС 400 могут иметь одно и то же компьютеризированное аппаратное оснащение, что является желательным. В таком варианте УИА 118 и КС 400 разделены скорее логически, чем физически. Каждая, КС 400 может обмениваться сообщениями с любым УИА 118 через созвездие 102, ТСОП 114, либо через внутренние структуры компьютера - в том случае, когда КС 400 обменивается сообщениями со своим логическим партнером УИА 118. Как будет более подробно изложено ниже, МУ 300 сами определяют, по крайней мере частично, свое местоположение. В предпочтительном варианте настоящего изобретения для такого определения МУ 300 используют спутниковую систему определения местоположения 120, например "Глобальную систему определения местоположения" GPS. Система 120 включает в себя созвездие искусственных спутников, которые по орбитам движутся вокруг Земли. Спутники системы 120 могут быть идентичны спутникам 104 или 27319 отличаться от них. В типичном варианте настоящего изобретения спутники системы 120 отличаются от спутников 104, однако это обстоятельство не играет существенной роли. Для мониторинга и обработки сигналов, передаваемых системой 120, в целях определения своего местоположения МУ 300 используют обычные способы. Для удобства пояснения работа системы 120 описывается ниже на примере системы определения местоположения GPS. Однако использование системы определения местоположения GPS не ограничивает настоящее изобретение, и для специалистов в данной области понятно, что могут быть использованы и другие системы определения местоположения. 6 общем виде среду 100 можно рассматривать как сеть 116, через которую обмениваются сообщениями МУ 300. Сеть 116 образована созвездием 102 спутников 104, КС 400 и УИА 118. Связь может быть установлена между исходным МУ (ИМУ) и целевым МУ (ЦМУ); связь может быть установлена между ИМУ и целевым номером телефона ТСОП, или между номером телефона ТСОП и ЦМУ. Вообще говоря, каждое МУ 300 вовлечено через созвездие 102 в обмен управляющими сообщениями с близлежащей КС 400. Этот обмен управляющими сообщениями имеет место еще до формирования канала связи между МУ 300 и другим устройством, которым может быть другое МУ 300 либо номер телефона ТСОП. В частности, МУ 300 обменивается сообщениями с КС 400 через один или несколько спутников 104. Указанную КС можно рассматривать как КС, обслуживающую эту конкретную МУ 300. Когда МУ 300 выступает в роли ИМУ, то соответствующая КС 400 может рассматриваться как исходная КС (ИКС). Когда МУ 300 выступает в роли ЦМУ, то соответствующая КС 400 может рассматриваться как целевая КС (ЦКС). По причине низких орбит спутники 104 постоянно движутся по отношению к Земле. Если, например, спутники 104 вывести на орбиты, которые находятся над Землей на высоте примерно 756 км, то спутник, находящийся над головой, перемещается со скоростью около 25 тыс. км/ч по отношению к точке, расположенной на поверхности Земли. Это позволяет спутнику 104 оказаться в пределах прямой видимости точки на поверхности Земли примерно через девять минут. Из-за относительно низких орбит спутников 104, прямолинейно распространяющиеся электромагнитные излучения любого из спутников в любой заданный момент времени покрывают относительно малую площадь Земли 106. Например, если спутники 104 занимают орбиты на Е.Ысоте примерно 765 км, то эти излучения покрывают площадь примерно 4075 км в диаметре. На фиг. 2 показана диаграмма направленности ячеистой антенной структуры, которая сэздается спутниками 104. Как видно из фиг. 2, каждый Спутник 104 включает в себя систему 2:02 направленных антенн. Каждая система 202 со спутника 104 под различными углами посылает на поверхность Земли большое количество различных дискретных излучений с различными диаграммами направленности. На фиг. 2 показана результирующая диаграмма направленности ячеистой структуры 204, образованной на поверхности Земли 106 за счет совместных действий спутников 104. Область, ограниченная двойной чертой 296, образуется антенной решеткой 202 одного спутника 104. Ячейки, находящиеся вне области 206, образованы антенными решетками 202 других спутников 104. Вместе со спутниками 104, которые перемещаются относительно Земли со скоростью 25 тыс. км в час, по поверхности Земли со скоростью, близкой к 25 тыс. км/ч перемещаются и ячейки 204. При такой скорости любая заданная точка на поверхности Земпи находится в пределах одной ячейки 204 не более, чем одну минуту. Спутники 104 обмениваются сообщениями с МУ 300 по каналам связи 116, используя многочисленные частотные каналы. Следовательно, для того, чтобы одновременно можно было устанавливать многочисленные независимые каналы связи, желательно, чтобы спутники 104 и МУ 300 использовали схему паралпельного доступа с частотным разделением каналов (ПДЧР). В каждой ячейке может быть использован весь спектр этих многочисленных частотных каналов связи. Например, на фиг. 2 показана схема с распределением частот по семи ячейкам, при котором для исключения помех между соседними ячейками использован способ параллельного доступа с временным разделением (ПДВР). Другими словами, несмотря на то, что для каждой ячейки доступен весь спектр частот, соседним ячейкам приписаны разные кванты времени, в течение которых может использоваться этот спектр. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения для того, чтобы добиться соответствия со схемой, использующей семь ячеек, фреймы (кадры) определены так, чтобы каждый из них включая по крайней мере семь разных квантов времени. Ячейкам 204, помеченным на фиг. 2 буквой "А", присвоен один квант времени, ячейкам 204, помеченным буквой "В", присвоен другой квант времени, и т.д. При таком способе ячейки 204, использующие одну и ту же частоту в одно и то же время, географически удалены друг от друга. Хотя на фиг. 2 показа схема с семью ячейками и с шестью квантами времени, для специалистов в данной области понятно, что может быть использована схема большего или меньшего размера. Также очевидно, что такая схема связи с ПДВР базируется на спутниках 104. Более того, когда спутники 104 движутся со скоростью до 25 тыс. км/ч, параметры доплеровского сдвига частот и синхронизации квантов времени между МУ 300 и спутником 104 постоянно меняется. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения спутники 104 выполнены в виде движущихся ретрансляторов. Другими словами, спутники 104 а основном только получают сообщения от одного источника и передают их к месту назначения Нет никакого конкретного требования относительно того, чтобы все каналы связи 110, 112 и 116 были одинаковыми в смысле номинальных параметров частоты и/или синхронизации. Поэтому спутники 104 перед тем, как переправить сообщения дальше, могут также переупаковывать сообщения, полученные по одно-' му из каналов связи, в формат, совместимый с 27319 другим каналом. Кроме того, спутники 104 могут включать в себя компоненты, которые помогают учитывать параметры доплеровского сдвига частоты и ухода времени в связи с работой каналов 110, 112 и 116. Возможно, целесообразным окажется передача этих параметров спутниками 104 другим элементам сети, с которыми спутники 104 обмениваются сообщениями, например МУ 300, КС 400 и другими спутниками 104 для того, чтобы помочь им поддерживать синхронизацию с каналами 110, 112 и 116. В процессе установления связи спутники 104 предпочтительно играют роль ретранслятора. Предпочтительно, чтобы значительная часть "интеллектуальных" ресурсов, необходимых для идентификации и распределения ресурсов сети, была поделена между МУ 300, КС 400 и УИА 118. Это позволяет сохранить конструкцию спутника относительно простой. В результате этого снижаются требования к весовым, энергетическим и конструкторским параметрам спутников 104, а также уменьшаются затраты, связанные со спутниками 104. Более того, возможные отказы, связанные с установкой связи, с большей вероятностью оказываются сосредоточенными на Земле, где они могут быть устранены с меньшими затратами средств. Поскольку устройства, работающие в качестве ретрансляторов широко известны, а спутники 104 работают в качестве ретрансляторов, нет необходимости в описании их конструкции и работы. На фиг. 3 представлена блок-схема подвижного (мобильного) устройства (МУ) 300. МУ 300 включает в себя связной сетевой приемопередатчик 302, передающий и принимающий сигналы в формате, совместимом со спутниками 104 и сетью 122, Эти сигналы позволяют МУ 300 обмениваться данными с соседним спутником 104. Через этот спутник 104 МУ 300 обменивается данными также и с любым другим узлом сети 122, например с близлежащей КС 400. Приемник местоположения 304 устройства МУ 300, например приемник СР, принимает сигналы, передаваемые системой определения местоположения 120 и генерирует данные, описывающие текущее местоположение МУ 300. Приемопередатчик 302 и приемник 304 подсоединены к процессору 306. Процессор дополнительно подключен к секции ввода/вывода ЗОВ, таймеру 310 и памяти 312. Процессор 306 использует таймер для поддержания текущей даты и времени. Память 312 включает в себя данные, которые служат командами для процессора 306 и которые, по исполнении их процессором 306, вызывают выполнение МУ 300 процедур установления связи, описанных ниже. Кроме того, память 312 включает переменные, таблицы и базы данных, которые подвергаются манипуляции в результате работы МУ 300. Секцию ввода/вывода 308 МУ 300 используют для сбора информации, вводимой пользователем МУ 300, и для получения выходной информации, предназначенной для пользователя. Секция ЗЛ8 включает в себя, например, клавиатуру 314, используемую для набора номеров, идентифицирующих абонента, которому может быть адресован звонок. Выключатель 316 управляет включением и выключением МУ 300. Клавиша передачи 318 используется для индикации того момента, когда закончен набор номера абонента, а рычажный переключатель 320 используется как обычно. Дисплей 322 предназначен для предоставления пользователю визуальной информации; звуковой сигнал, или зуммер, предназначен для подачи звукового сигнала пользователю. Микротелефон, или телефонная трубка, 326 преобразует звуковые сигналы в электрические сигналы, и наоборот. Фиг. 4 представляет собой блок-схему КС 400. КС 400 включает в себя приемопередатчик 402, который передает и принимает сигналы в о>ормате, совместимом со спутниками 104. Эти сигналы несут сообщения, содержащие данные, которые позволяют КС 400 обмениваться сообщениями с соседним спутником 104, с МУ 300, которые в настоящий момент обслуживает КС 400, с другим КС 400, с которыми КС 400 может взаимодействовать при установлении телефонной связи, а также с любым УИА 118 сети 122. Приемопередатчик 402 подключен к процессору 404. Процессор 404 также подключен к секции ввода/вывода 406, таймеру 408, памяти 410 и интерфейсу ТСОП 412. Секция ввода/вывода 406 получает входные данные с клавиатур и других устройств ввода и предоставляет данные для терминальных дисплеев, печатающих устройств и других устройств вывода. Процессор 404 использует таймер 408 для фиксирования текущих. даты и времени. Память 410 включает полупроводниковые, магнитные и иные устройства памяти для хранения данных, служащих командами для процессора 404 и которые, будучи исполнены процессором 404, вынуждают КС 400 выполнять процедуры, которые описаны ниже. Кроме того, память 410 включает переменные, таблицы и базы данных, которые подвергаются манипуляциям вследствие работы КС 400. Через интерфейс 412 КС 400 обменивается сообщениями с ТСОП 114. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения блок-схема на фиг. 4 применима также и для УИА 118. Процессор 404, секция ввода/вывода 406, таймер 408 и память 410 могут выполнять двойную роль - КС 400 и УИА 118. Дли специалистов в данной области очевидно, что разница между УИА 118 и КС 400 возникает в результате команд программы, хранимых в памяти 410. Соответственно, различные логические элементы - КС 400 и УИА 118 - могут быть реализованы на одних и тех же физических аппаратных средствах. На фиг. 5-7 представлена информация, описывающая сообщения, которыми обмениваются МУ 300, КС 400 и УИА 118 для обеспечения процесса установки связи, и которые описывают структуры данных, поддерживаемые, по крайней мере частично, в целях обеспечения процесса установки связи. На фиг. 5 показаны колонки имен сообщений, данные, передаваемые конкретным сообщением, и элементы, такие как МУ 300, КС 400 и УИА 118, которые играют какую-либо роль в связи с этими сообщениями. 27319 Хотя в таблицах на фиг. 5 и показаны нек> торые виды данных, переданных различными сообщениями, очевидно, что другие релевантные системы могут сделать желательной передачу а сообщениях дополнительной информации. П > этому базу данных следует рассматривать к,зк минимальный набор данных, подлежащих включению в сообщения Для того, чтобы подчеркнуть различные р> ли, которые МУ 300 может играть при установлении связи, таблица на фиг. 9 содержит отдельные колонки для МУ, ИМУ и ЦМУ. Колонка МУ стносится к сообщениям, которые не привязаны к конкретному сообщению, колонка ИМУ относится к случаю, когда МУ 300 является инициатором конкретного вызова, а колонка ЦМУ относится к тому случаю, когда МУ 300 является местом назначения целью конкретного вызова. Точно такхе •^колонки КС, ИКС и ЦКС организованы для того, чтобы различать различные роли, которые КС 400 может играть в связи с вызовом. Колонка КС относится к сообщениям, которые не привязаны к конкретному вызову, колонка ИКС заполняется, когда КС 400 играет какую-то роль поблизости от источника конкретного вызова, для которого устанавливается связь, а колонка ЦКС относится к тому случаю, КС 400 играет кукую-то роль вблизи от цели (места назначения) конкретного ВЫЗОЕЭ, для которого устанавливается связь. Фиг. 8-14 являются блок-схемами процедур, выполняемых МУ 300 для обеспечения установления связи;- фиг. 15-27 представляют блоксхемы процедур, выполняемых КС 400 для обеспечения установления связи; фиг. 28-32 представляют блок-схемы процедур, выполняемых УИА 118 для установления связи. Детальное описание сообщений и элементов данных, показанных на фиг. 5-7 дается ниже, там, где это целесообразно в связи с процедурами, показанными на фиг. 8-32. Очевидно, что процедуры, описываемые ниже со ссылкой на фиг. 8-32, управляются командами программ, помещенными в памяти 312 и 410 МУ 300, КС 400 и УИА 118 соответственно. Что касается процедур, выполняемых МУ 300 для установления связи, и отображенных на фиг. 8-14, то фиг. 8 иллюстрирует процедуру "Питание включено" 800, отрабатываемую МУ 300 при его включении. Как показано на фиг. Э, задача 802 является одной из первых задач, ЕІЬІполняемых МУ 300 в процедуре 800. В задаче 802 МУ 300 определяет свое текущее местоположение. Для определения своего местоположения МУ 300 может использовать систему 120 либо любой другой способ. Предпочтительно, чтобы определение местоположения производилось автоматически, без получения какой-либо инфэрмации от пользователя МУ 300. После того,
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for contact in communication network to have mobile ultimate users
Автори англійськоюVang Teresa Chen Yeng, Leopold Raymond Joseph, Moritz Stephen H.
Назва патенту російськоюСпособ установки связи в сети связи, имеющей мобильных конечных пользователей
Автори російськоюВанг Тереза Чен Ен, Леопольд Раймонд Джозеф, Моритц Стивен Х.
МПК / Мітки
МПК: H04B 7/00
Мітки: мобільних, кінцевих, установлення, зв'язку, яка, мережі, має, користувачів, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/36-27319-sposib-ustanovlennya-zvyazku-v-merezhi-zvyazku-yaka-maeh-mobilnikh-kincevikh-koristuvachiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб установлення зв’язку в мережі зв’язку, яка має мобільних кінцевих користувачів</a>