СПОСОБ ОБСЛУЖИВАНИЯ СВЯЗИ АБОНЕНТСКОГО УСТРОЙСТВА В СОТОВОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ МЕЖДУ МНОЖЕСТВОМ ЯЧЕЕК, СОТОВАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ С УСТАНОВЛЕННЫМ ГРАФИКОМ ПЕРЕДАЧ ОБСЛУЖИВАНИЯ И АБОНЕНТСКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК H04B7/185 

Изобретение относится к сотовым системам связи, а более конкретно касается передачи обслуживания между ячейками сотовой системы связи с сохранением непрерывности обслуживания.

Сотовые системы связи проецируют любое число ячеек на земную поверхность в различных точках. Затем частотный спектр распределяется по частоте, по времени, по кодированию или по их сочетанию для ячеек таким образом, чтобы связь, имеющая место в близлежащих ячейках, использовала различные каналы для минимизации взаимных помех.

С другой стороны, средства связи, имеющиеся в ячейках, находящихся далеко друг от друга, могут использовать одни и те же каналы, а большое расстояние между ними на общих каналах предотвращает помехи. На большом поле ячеек частотный спектр повторно используется по возможности шире путем распределения общих каналов на все поле таким образом, чтобы лишь далеко отстоящие ячейки повторно использовали тот же самый спектр. В результате достигается эффективное использование спектра без взаимных помех.

Одной из проблем систем сотовой связи является передача обслуживания связи между ячейками с сохранением непрерывности. Относительное перемещение конечных пользователей и ячеек вызывает перемещение между ячейками конечных пользователей и линий связи, направленных к ним.

С целью поддержания непрерывной связи в ходе продолжающегося вызова, система должна обеспечить передачу обслуживания вызова с сохранением непрерывности ("handoff"), когда конечный пользователь пересекает границу ячейки. Если обслуживание вызова не передается новой ячейке после покидания старой ячейки, вызов в конечном счете будет утрачиваться, поскольку уровень сигналов, на которых базируется связь, будет уменьшаться до места, где радиооборудование системы не сможет принимать передачи конечного пользователя, или наоборот.

Общеизвестные сотовые системы связи обращаются к проблеме передачи обслуживания путем контролирования и сравнения уровней сигналов. Используемый в текущий момент канал, связанный с одной ячейкой, может контролироваться и сравниваться с каналом, связанным с другой ячейкой.

Контроль этого типа может выполняться устройством абонента. Вместо этого используемый в текущий момент канал может контролироваться из мест в двух различных ячейках, а результат этого контроля сравнивается. Контроль этого типа может выполняться оборудованием системы, находящимся в различных местах. Затем связь переходит к ячейке с более сильным сигналом.

Общепринятая техника передачи обслуживания может адекватно работать, когда расстояния между устройствами абонента и приемопередатчиками системы относительно малы, когда перемещения между ячейками и абонентскими устройствами происходят с малой скоростью и когда передача обслуживания распределена во времени относительно равномерно. Такие условия имеются для общепринятых наземных сотовых систем, в которых ячейки незначительно перемещаются относительно Земли и перемещение между ячейками и устройствами абонентов происходит из-за перемещения абонентов в соответствии с общепринятыми способами.

С другой стороны, когда радиооборудование системы находится на спутниках, облетающих землю по движущимся орбитам, эти условия не соблюдаются, и общепринятые методы передачи обслуживания могут не годиться.

Например, орбитальные спутники находятся на относительно большем расстоянии от устройств абонента, часто порядка нескольких сотен километров. Чем меньше это расстояние, тем больше скорость спутника относительно определенного места на Земле.

Типичными являются скорости свыше 20000 км/ч. Это быстрое перемещение относительно устройства абонента вносит широко и быстро меняющиеся задержки прохождения и допплеровские смещения частоты в сигналы, передаваемые между спутником и устройством абонента. Широко и быстро меняющиеся задержки прохождения и допплеровские смещения частоты делают обнаружение и контролирование сигналов трудоемкостей операций, особенно при наличии нескольких различных сигналов.

Кроме того, большая скорость перемещения может вызывать гораздо более частые передачи обслуживания, чем в общепринятых сотовых системах. Для систем этих типов не только перемещается картина ячеек, но и ее конфигурация меняется со временем; происходит отключение ячеек с тем, чтобы сохранить канальный интервал. Это приводит к другому виду навязанной передачи обслуживания.

Одним из преимуществ настоящего изобретения является усовершенствование системы и способа передачи обслуживания связи между ячейками в сотовой системе связи.

Другим преимуществом является то, что настоящее изобретение устанавливает очередность передач обслуживания, так что по крайней мере значительный процент передач обслуживания может проводиться без необходимости в чрезмерном контролировании уровней сигналов.

Другое преимущество состоит в том, что настоящее изобретение сохраняет сетевые ресурсы.

Еще одно преимущество состоит в том, что настоящее изобретение дает возможность передачи обслуживания связи для ячеек, для которых уровни сигналов могут быть меньше максимального, для сохранения общих сетевых ресурсов.

Еще одно преимущество состоит в том, что настоящее изобретение приспосабливает передачи обслуживания, которые происходят во множестве.

Указанные выше и другие преимущества настоящего изобретения реализованы в сотовой системе связи, которая проектирует множество ячеек, перемещаемых относительно земли. Настоящее изобретение может быть осуществлено в виде способа передачи обслуживания связей устройств абонентов между ячейками.

Способ подразумевает определение местонахождения устройства абонента в первой ячейке. В ответ на это определение устанавливается график для второй ячейки, в которой названное устройство абонента может находиться в будущем, и график предстоящей синхронизации, соответствующей тому времени, когда устройство абонента может находиться во второй ячейке. Связи с устройством абонента передаются второй ячейке в соответствии с этим графиком.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием вариантов его выполнения со ссылкой на сопровождающие чертежи.

На фиг. 1 изображена схема расположения функциональных средств, которая поддерживает сотовую сеть связи, в которой может применяться на практике настоящее изобретение;
на фиг. 2 - схема относительных ориентаций между зонами обслуживания ячеек, которые могут порождаться сетью;
на фиг. 3 - блок-схема части сети, относящейся к устройству абонента;
на фиг. 4 - блок-схема спутниковой части сети;
на фиг. 5 - блок-схема части сети, относящейся к коммутационной станции;
на фиг. 6 - диаграмма состояний операций, выполняемых устройством абонента;
на фиг. 7 - схема последовательности операции "установления вызова", выполняемой устройством абонента;
на фиг. 8 - схема графика, который может сохраняться в связанных с памятью частях одного или большого числа устройств абонентов, спутников и коммутационных станций;
на фиг. 9 - схема последовательности операций процесса "продолжающегося вызова", выполняемого устройством абонента;
на фиг. 10 - схема последовательности операций процесса "утраченного сигнала", выполняемого устройством абонента;
на фиг. 11 - схема последовательности операций процесса "передачи обслуживания", выполняемого устройством абонента;
на фиг. 12 - схема последовательности операций процесса "проверки передачи обслуживания", выполняемого устройством абонента;
на фиг. 13 - схема последовательности операций процесса "установления вызова", выполняемого спутником;
на фиг. 14 - схема последовательности операций процесса "продолжающегося вызова", выполняемого спутником;
на фиг. 15 - схема последовательности операций процесса "установления вызова", выполняемого коммутационной станцией;
на фиг. 16 - схема последовательности операций процесса "продолжающегося вызова", выполняемого коммутационной станцией.

Описание представляется ниже, а фигуры связываются друг с другом посредством использования ссылочных номеров. Эти ссылочные номера выбираются так, чтобы отражать номер фигуры, на которой можно видеть подробности тех элементов, на которые делается ссылка. В частности, самая значимая цифра всех трехзначных ссылочных номеров и две самых значимых цифры всех четырехзначных ссылочных номеров равны номеру фигуры, на которой можно видеть эту особенность, на которую делается ссылка.

Лучший вариант осуществления изобретения заключается в следующем.

Фиг. 1 показывает схему расположения функциональных средств 100 с конфигурацией в соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения. Созвездие 102, состоящее из нескольких спутников 400, помещается на относительно низкую орбиту вокруг Земли 104.

Функциональные средства 100, кроме того, содержит одну или несколько коммутационных станций (SO) 500. Коммутационные станции 500 находятся на поверхности Земли и осуществляют передачу данных с ближайшим одним из спутников 400 через радиочастотные каналы связи 106.

Спутники 400 тоже осуществляют передачу данных с одним из других спутников через каналы передачи данных 108. Таким образом, через созвездия 102 спутников 400 коммутационная станция может управлять связью, осуществляемой с регионом Земли любого размера. Однако регион, управляемый каждой коммутационной станцией 500, в предпочтительном варианте ассоциируется с одним или большим числом конкретных геополитических районов.

Коммутационные станции 500 связаны с коммутируемыми телекоммуникационными сетями общественного пользования (PSTN) 110, от которых вызовы, направляемые к абонентам функциональных средств 100, могут приниматься и к которым вызовы, делаемые абонентами функциональных средств 100, могут посылаться.

Функциональные средства 100 содержат также любое число, возможно, миллионы, устройств абонентов (SU) 300. Устройства абонентов 300 могут иметь конфигурацию общепринятого автомобильного оборудования или портативного оборудования для радиосвязи.

Функциональные средства 100 приспособлены для перемещения устройства абонентов 300 повсюду в пределах Земли, на поверхности, вблизи нее, либо в атмосфере над землей. Однако ничто не требует передвижения устройств абонентов 300, и функциональные средства 100 работают удовлетворительно, если часть всей совокупности устройств абонентов 300 остается неподвижной.

Устройств абонентов 300 имеют конфигурацию, приспособленную для приема передаваемых данных со спутников 400 и для выполнения других функций. Устройства абонентов 300 устанавливают связь с ближайшими спутниками 400 через каналы передачи данных 112.

Устройства абонентов 300 определяют свои собственные местонахождения или по крайней мере участвуют в определении своих собственных местонахождений. В одном воплощении настоящего изобретения устройства абонентов 300 при выполнении этого определения могут использовать спутниковую систему определения места 114, такую, как глобальная система определения места (GSP). Система 114 включает в себя плеяду искусственных спутников, которые движутся по орбитам вокруг Земли.

Спутники системы 114 могут быть теми же, что и спутники 400, или же другими. В типичном воплощении спутники системы 114 не являются спутниками 400, но это не существенно. Устройства абонентов 300 могут использовать общепринятые методы контроля и обработки сигналов, передаваемых системой 114 для определения их собственных местонахождений. Для удобства работа системы 114 описывается ниже для системы определения места GSP.

Однако использование системы определения места GSP не предполагает ограничения настоящего изобретения и для специалиста является очевидной возможностью использования других систем определения места.

В общем случае функциональные средства 100 могут рассматриваться как содержащие сеть 116, через которую устанавливают связь устройства абонентов 300. Сеть 116 образуется из плеяды 102 спутников 400 и коммутационных станций 500. Вызовы могут соединяться между двумя устройствами абонентов 300 или между устройством абонента 300 и телефонным номером коммутируемой телекоммуникационной сети общественного пользования PSTN.

В общем случае, каждое устройство абонента 300 во время установления вызова подключается к управляющей связи с ближайшей коммутационной станцией 500 через плеяду 102. Эти управляющие связи устанавливаются до образования канала связи между устройством абонента и другим устройством, которое может быть другим устройством абонента 300 или телефонным номером коммутируемой телекоммуникационной сети общественного пользования PSTN. В частности, устройство абонента 300 устанавливает связь с коммутационной станцией 500 через один или несколько спутников 400. Эта коммутационная станция 500 может считаться обслуживающей коммутационной станцией для этого определенного устройства абонента 300.

Из-за низких орбит спутники 400 постоянно перемещаются вокруг Земли. Если, например, спутники 400 помещаются на орбитах, которые находятся на высоте примерно 765 км над Землей, то надземный спутник 400 перемещается относительно точки на поверхности Земли со скоростью около 25000 км/ч. Это позволяет спутнику 400 находиться в пределах видимости точки на поверхности Земли в течение максимального периода около девяти минут.

Из-за относительно низких орбит спутников 400 электромагнитные передачи по линии прямой видимости от любого спутника покрывают относительно небольшую площадь земли в любой момент времени. Например, когда спутник 400 занимает орбиты на высоте около 765 км над землей, такие передачи покрывают площади диаметром около 4075 км.

Хотя спутники 400 показывают быстрое перемещение относительно Земли, это перемещение является в большой степени предсказуемым. Так, оборудование в сети 116, такое, как коммутационные станции 500, может безошибочно и точно предсказывать перемещение спутника.

По отношению друг к другу спутники 400 остаются относительно неподвижными, за исключением орбит 118, сходящихся и скрещивающихся над полярными областями или пересекающих друг друга в них. Из-за этого перемещения расстояния между спутниками 400, которые находятся на общих орбитах 118, остаются по существу постоянными. Однако расстояние между спутниками 400, которые находятся на смежных орбитах, называемых также орбитами скрещивающихся плоскостей 118, меняется при измерении широт спутников
Самое большое расстояние между этими спутниками скрещивающихся плоскостей 400 существует на экваторе. Это расстояние убывает, когда спутники скрещивающихся плоскостей 400 приближаются к полярным областям, и возрастает, когда спутники скрещивающихся плоскостей 400 приближаются к экватору.

На фиг. 2 показана статическая схема примерной диаграммы направленности сотовой антенны, образованной шестью спутниками 400, в которой три из шести спутников последовательно располагаются на одной орбите 118, а другие три из шести спутников 400 последовательно располагаются на смежной орбите 118. Для наглядности на фиг. 2 изображены только первые три из шести спутников 400.

Каждый спутник 400 содержит решетку (не показана) направленных антенн. Каждая решетка проектирует многочисленные дискретные антенные диаграммы направленности на земную поверхность под многочисленными различными углами от ее спутника 400.

На фиг. 2 показана принципиальная схема получившейся в результате картины ячеек 200, которые спутники 400 коллективно образуют на поверхности земли. При расположенных на высоте 765 км над землей спутника 400 ячейки 200 могут иметь диаметр обычно в диапазоне 400-800 км.

Для спутников 400, перемещающихся относительно Земли со скоростями до 25000 км/ч, ячейки 200 тоже перемещаются по земле со скоростью, близкой к указанной, и любая точка на поверхности земли находится в одной ячейке 200 в течение приблизительно одной минуты.

Независимо от характера перемещения устройств абонентов 300 относительно земли (см. фиг. 1) можно ожидать, что сеть 116 будет принимать участие в большом числе передач обслуживания, и многие вызовы будут проходить по крайней мере одну передачу обслуживания, а вероятно, и гораздо больше одну передачу обслуживания, а вероятно, и гораздо больше.

Картина ячеек 200, которую один спутник 400 проектирует на земную поверхность, называется зоной обслуживания 202. На фиг. 2 изображаются зоны обслуживания 202, каждая из которых имеет сорок восемь ячеек 200. Однако точное число ячеек, входящих в зону обслуживания 202, в данном случае несущественно.

Фиг. 2, кроме того, иллюстрирует перекрывание 204, которое происходит из-за упоминаемого выше схождения орбит 118. Площадь перекрывания 204 меняется в зависимости от местонахождения перекрывающихся зон обслуживания 202. Как можно определить из фиг. 1-2, самая большая величина перекрывания 204 происходит в полярных областях Земли, тогда как в экваториальных областях Земли перекрывания не происходит или же оно мало.

На фиг. 2 представлен статичный моментальный снимок зон обслуживания 202. Часть зоны перекрывания 204, которая связана с любыми двумя смежными зонами обслуживания от перекрестных плоскостей 202, изменяется при перемещении спутников 400 на орбитах 118.

Сеть 116 определяет каждую ячейку 200, порожденную работой плеяды 102 спутников 400, как активную или как неактивную. Активные ячейки могут рассматриваться как "включенные", тогда как неактивные ячейки могут рассматриваться как "выключенные". Неактивные ячейки 200 находятся в области перекрывания 204, и ячейки 200 динамически переключаются в активные и неактивные состояния, когда спутники 400 движутся по орбитам вокруг Земли. Любая ячейка 200, которая не объявляется неактивной, определяется как активная. Спутники 400 удерживаются от радиопередач в неактивных ячейках 200, и любые сигналы, принимаемые на спутниках 400 из неактивных ячеек 200, игнорируются.

В общем случае активная или неактивная природа ячеек 200 определяется вначале моделированием положений ячеек 200 относительно Земли в определенный момент времени. Конечно, моделирование может повторяться для других моментов времени для слежения за перемещением плеяды 102 спутников 400.

Данные о положении ячейки могут рассчитываться путем применения общепринятых тригонометрических методов к орбитальным и антенным геометриям. В частности, положения ячеек могут определяться по положениям орбит, скорости спутников, расстоянием орбит от Земли и углам смещения различных пучков, поддерживаемых антеннами спутников, от спутниковых направлений Надира. Данные о положении ячеек могут, что желательно, описывать местонахождение центра каждой ячейки 200 на поверхности Земли.

После моделирования положений ячеек эти положения могут анализироваться для присваивания ячейкам 200 указаний активного и неактивного статуса. Например, расстояния между центром каждой ячейки 200 и центрами всех других ячеек 200 может сравниваться с предварительно определенным расстоянием. Когда расстояние между двумя ячейками 200 меньше этого предварительно определенного расстояния, объявляется о перекрывании между двумя ячейками.

В предпочтительном варианте воплощения о перекрывании объявляется, когда по крайней мере 70% двух ячеек 200 занимают одну и ту же площадь. Одной из двух ячеек 200 тогда присваивается неактивный статус для того, чтобы учесть перекрывание. Обычно неактивный статус присваивается ячейке 200, находящейся ближе к наружной области ее зоны обслуживания 202, а не перекрывающейся ячейке 200, находящейся ближе к центральной области ее зоны обслуживания 202.

Процесс моделирования и оценки положений ячеек повторяется много раз для определения того, когда определенные ячейки 200 являются активными и неактивными. Когда ячейкам 200 были присвоены активные и неактивные статусы в течение определенных продолжительностей времени, данные о статусах ячеек передавались спутникам 400 в качестве команд, так что ячейки 200 могли в действительности включаться и выключаться, как указывалось данными о статусах ячеек. Данные о статусах ячеек также распределяются по всем коммутационным станциям 500 и сохраняются там для использования.

Для удобства на фиг. 2 иллюстрируются ячейки 200 и зоны 202, которые являются дискретными, обычно шестигранной формы без перекрываний или зазоров, отличающиеся от относящихся к схождению орбит 118 вблизи полярных областей земли и к расхождению орбит 118 вблизи экваториальных областей земли.

Для специалиста очевидно, что на практике линии равного уровня, проектируемые от антенн спутников 400, могут быть более круглыми или эллиптическими, чем шестигранник, что боковые лепестки могут искажать диаграмму направленности и что между смежными ячейками 200 может ожидаться некоторое, предпочтительно незначительное перекрывание.

Хотя в данном случае описывается предпочтительная орбитальная геометрия для плеяды 102, представляющая очевидным, что узлы связи, которые обеспечивают спутники 400 для сети 116, не нуждаются в точно таком расположении. Например, такие узлы могут находиться на поверхности Земли или на орбитах, отличающихся от описанных. Аналогично, точное число узлов может меняться от сети к сети.

Плеяда 102 спутников 400 устанавливает связь со всеми устройствами абонентов 300 (см. фиг. 1), используя ограниченную величину электромагнитного спектра. Точные параметры этого спектра несущественны в данном случае и могут меняться от сети к сети.

Настоящее изобретение делит этот спектр на дискретные части (группы каналов). Спутники 400 передают и/или принимают сигналы к активным ячейкам и/или от них, используя группы каналов, присвоенные соответствующим активным ячейкам. Точный способ деления этого спектра тоже неважен для настоящего изобретения. Например, спектр может делиться на дискретные полосы частот, дискретные временные интервалы, дискретные методы кодирования или их сочетание. Желательно, чтобы каждая из этих дискретных групп каналов была ортогональна всем другим группам каналов. Другими словами, одновременные передачи данных могут иметь место в общем месте на каждом канале в каждой группе каналов без значительных взаимных помех.

Аналогично, точное число групп каналов, на которые делится спектр, для настоящего изобретения неважно. Фиг. 2 иллюстрирует иллюстративное выделение двенадцати дискретных групп каналов активным ячейкам 200.

На фиг. 2 дана ссылка на двенадцать дискретных групп каналов путем использования символов "A", "B", "C", "D", "E", "F", "G", "H", "I", "J", "K" и "L". Для специалистов очевидно, что может использоваться различное число групп каналов и что при использовании различного числа групп каналов, получившаяся в результате картина выделения групп каналов для активных ячеек 200 будет отличаться от картины выделения, изображенной на фиг. 2. Аналогично, специалисты оценят, что каждая группа каналов может содержать в себе один канал или любое число ортогональных каналов и нет необходимости включения одного и то же числа каналов в различные группы каналов.

На фиг. 3 показана блок-схема устройства абонента (SU) 300. Устройство абонента 300 включает в себя приемопередатчик сети связи 302, который передает и принимает сигналы по каналу передачи данных 112 в формате, совместимом со спутниками 400 и сетью 116. Эти сигналы включают в себя сообщения о данных, которые позволяют устройству абонента 300 обмениваться данными с ближайшим спутником 400.

Через спутник 400 устройство абонента 300 также обменивается данными с любым другим узлом сети 116, таким, как ближайшая коммутационная станция 500. Приемник определения положения 304 устройства абонента 300, как например приемник GSP, принимает сигналы, передаваемые системой определения места 114, и генерирует данные, описывающие текущее местонахождение устройства абонента 300.

Приемопередатчик 302 и приемник 304 связаны с процессором 306. Процессор 306 дополнительно связан с секцией ввода-вывода (1/0) 308, таймером 310 и памятью 312. Секция ввода-вывода 308 устройства абонента 300 собирает входные сигналы от пользователя устройства абонента 300 и обеспечивает выходные сигналы, воспринимаемые пользователем.

Процессор 306 использует таймер 310 для контроля за реальным временем и для помощи в сохранении текущих даты и времени. Память 312 содержит данные, которые служат в качестве команд для процессора 306 и которые, при исполнении процессором 306, вызывают выполнение устройством абонента 300 операций, которые обсуждаются ниже. Кроме того, память 312 содержит переменные, таблицы и базы данных, которыми манипулируют в результате работы устройства абонента 300.

На фиг. 4 показана блок-схема спутника 400. Спутник 400 включает в себя группу приемников 402. Приемники 402 принимают сигналы по каналам 106, 108 и 112 от коммутационных станций 500, от других спутников 400 и от устройств абонентов 300 соответственно. Приемники 402 связаны с буферами приема 404, которые временно хранят данные, принимаемые в приемниках 402, до тех пор, пока эти данные не смогут обрабатываться. Процессор 406 связан с буферами приема 404. Процессор 406, кроме того, связан с таймером 408, с памятью 410 и с буферами передачи 412.

Процессор 406 использует таймер 408 для контроля за реальным временем и для помощи в сохранении текущих даты и времени. Память 410 содержит данные, которые служат в качестве команд для процессора 406 и которые при исполнении процессором 406 вызывают выполнение спутником 400 процессов, которые обсуждаются ниже. Кроме того, память 410 содержит переменные, таблицы и базы данных, которыми манипулируют в результате работы спутника 400.

Буферы передачи 412 используются для временного сохранения данных, помещаемых в них процессором 406. Буферы передачи 412 связаны с передатчиками 414. Передатчики 414 передают сигналы, модулированные для переноса данных, хранящихся в буферах передачи 412. Эти сигналы передаются по каналам 106, 108 и 112 коммутационным станциям 500, другим спутникам 400 и устройствам абонентов 300 соответственно.

На фиг. 5 показана блок-схема коммутационной станции (SO) 500. Коммутационная станция 500 включает в себя приемопередатчик 502, который передает и принимает сигналы по каналам передачи данных 106 в формате, совместимом со спутниками 400. Эти сигналы несут сообщения о данных, которые позволяют коммутационной станции 500 вступать в связь с ближайшим спутником 400, с устройствами абонентов 300, которые в это время обслуживает коммутационная станция 500, и с другими коммутационными станциями 500, с которыми коммутационная станция 500 может совместно работать при создании вызова, управлении им и его окончании.

Приемопередатчик 502 связан с процессором 504. Процессор 504 связан также с секцией ввода-вывода 506, с таймером 508, с памятью 510 и с интерфейсом коммутируемой телекоммуникационной сетью общественного пользования PSTN 512.

Секция ввода-вывода 506 принимает входной сигнал от клавиатур и других устройств ввода и обеспечивает данные для дисплейных терминалов, принтеров и других устройств вывода. Процессор 504 использует таймер 508 для контроля за реальным временем и для помощи в сохранении текущих даты и времени. Память 510 включает в себя полупроводниковые, магнитные и другие запоминающие устройства для сохранения данных, которые служат в качестве команд для процессора 504 и которые при исполнении процессором 504 вызывают выполнение коммутационной станцией 500 процессоров, которые обсуждают ниже.

Кроме того, память 510 содержит переменные, таблицы и базы данных, которыми манипулируют в результате работы коммутационной станции 500. Через интерфейс 512 коммутационная станция 500 вступает в связь с коммутируемой телекоммуникационной сетью общественного пользования PSTN 110.

На фиг. 6-7 и 9-12 изображены операции, выполняемые устройством абонента 300. Очевидно, что операции, производимые согласно фиг. 6-7 и 9-12, управляются программными командами, помещаемыми в память 312 устройства абонента 300. Кроме того, в предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения все устройства абонентов 300 выполняют по существу одни и те же операции.

Таким образом, хотя изобретение направлено на одно устройство абонента 300, оно может считаться применимым ко всем устройствам абонентов 300.

На фиг. 6 показана схема операций, выполняемых устройством абонента 300. Устройство абонента 300 работает в состоянии ненагруженного резерва 600, когда на устройство абонента 300 подается питание и оно не подключено к вызову. В состоянии ненагруженного резерва 600 устройство абонента 300 контролирует сигналы вещания, передаваемые спутниками 400.

В предпочтительном воплощении по крайней мере один канал вещания передается со спутником 400 в каждой ячейке 200. Контролирование этих сигналов вещания может повлечь поиск или сканирование по частоте, по времени и/или по кодированию. Этот поиск или сканирование может нуждаться в идентификации определенного одного из различных возможностей каналов вещания. Например, когда сеть 16 использует двенадцатиячеечную картину с повторным использованием и каждая ячейка передает один канал вещания, двенадцать каналов сканируются для определения, не имеет ли по крайней мере один из этих каналов приемлемого уровня сигнала, и, предпочтительно, для определения одного канала, который имеет самый хороший уровень сигнала.

Вероятно, этот сигнал с самым хорошим уровнем связан с той же самой ячейкой 200, в которой в это время находится устройство абонента 300. Кроме того, частотный поиск или сканирование могут потребоваться для разрешения допплеровской частотной неопределенности, а временной поиск или сканирование могут потребоваться для разрешения неопределенности задержки распространения. Этот поиск является динамическим процессом, и идентичность этого канала вещания меняется при перемещении ячейки 200 относительно устройства абонента 300.

Путем контроля и слежения за каналами вещания устройство абонента 300 может определить, инициируются ли для него поступающие вызовы, а также может определить, как быстро вступить в контакт с сетью 116 для инициирования вызовов через сеть 116.

В режим локатора 602 можно войти из режима ненагруженного резерва 600, однако этого не требуется. Устройство абонента 300 использует состояние локатора 602 для определения его текущего местонахождения. В одном из вариантов воплощения настоящего изобретения устройство абонента 300 использует свой приемник 304 и систему определения места 114 для определения его местонахождения.

Общепринятые методы определения положения, совместимые с системой 114, могут использоваться для принятия решения о местонахождении с любой требуемой степенью точности. В другом воплощении настоящего изобретения устройство абонента 300 не содержит приемника 304. Состояние локатора 602 вызывает контролирование устройством абонента 300 канала вещания для идентификации спутника и ячейки, с которой производится локация сигнала.

Идентичность спутника и ячейки можно получить из данных, передаваемых спутниками 400 на каналах вещания. Эта идентичность спутника и ячейки дает указание, хотя несколько неточное, текущего местонахождения устройства абонента 300. Согласно другому варианту выполнения локатора 602, устройство абонента 300 не включает приемник 304 и контролирует временные и частотные изменения в потоке импульсов, передаваемом со спутника 400.

После контролирования таких изменений в течение некоторого периода времени данные передаются ближайшей коммутационной станции 500 для обработки, чтобы вынести решение о местонахождении. Эти данные в сочетании с идентификатором спутника и идентификатором ячейки дают указание местонахождения.

Устройство абонента 300 может входить в состояние установления вызова 604 из состояния ненагруженного резерва 600, когда другая сторона пытается инициировать вызов устройства абонента 300 или когда устройство абонента 300 пытается инициировать вызов другой стороны. В состоянии установления вызова 604 устройство абонента 300 устанавливает связи с сетью 116 через ячейку 200, сигнал вещания которой устройство абонента 300 в это время контролирует.

В предпочитаемом воплощении устройства абонента 300 передает сообщение спутнику 400, ответственному за эту ячейку, по каналу с произвольным доступом. Это сообщение идентифицирует устройство абонента 300, помещая сообщение, и запрашивает канал связи со спутником 400. Спутник 400 отвечает сообщением, передаваемым по его каналу вещания, информируя устройство абонента 300 о вторичном канале управления, который может использоваться для дальнейших обменов данными со спутником 400. Остальные обмены данными, которые могут иметь место в состоянии установления вызова 604, могут иметь место по вторичному каналу управления.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения вызовы не маршрутизируются по каналам вещания, по каналам с произвольным доступом или по вторичным каналам управления. Вместо этого эти каналы посвящаются сетевым организационным операциям. Эти каналы имеют минимальную пропускную способность для того, чтобы максимизировать пропускную способность каналов, доступных для несения вызовов. Соответственно, эти каналы представляют ограниченные ресурсы, которые, что желательно, эффективно используются.

На фиг. 7 показана схема последовательности операций процесса "установления вызова" 700, выполняемого устройством абонента 300 в его состоянии установления вызова 604. Процесс "установления вызова" 700 выполняет много общепринятых задач (не показано), которые не важны для передачи обслуживания вызовов. Например, процесс 700 включает в себя задачи для информирования сети 166 об идентификации устройства абонента 300, для связи с сетью 116 для манипулирования посылкой вызова, для связи с сетью 116 для идентификации вызываемой стороны, когда устройство абонента 300 инициирует вызов, для связи с сетью 116 для манипулирования ответом на вызов и для проверки на окончание попытки вызова и манипулирования с ним. Хотя на фиг. 7 специально и не указано, эти и другие общепринятые задачи включаются в процесс 700.

Процесс 700 также включает в себя задачу 702, которая посылает данные о местонахождении сети 116, и в частности коммутационной станции 500, обслуживающей устройство абонента 300. Задача 702 предпочтительно имеет место в процессе 700 на ранней стадии. Данные о местонахождении описывают текущее местонахождение для устройства абонента 300.

Задача 702 может вызывать временное вхождение устройства абонента 300 в состояние локатора 602 для получения таких данных, если таких данных нет. Как обсуждалось выше, настоящее изобретение предполагает различные методы для получения таких данных. Задача 702 может посылать данные, которые прямо описывают текущее местонахождение для устройства абонента 300, или же может посылать данные, которые могут обрабатываться для того, чтобы обеспечить указание местонахождения устройства абонента 300.

После задачи 702 и обычно после ответа на устанавливаемый вызов задача 704 вызывает прием устройством абонента 300 выделения канала и графика 800. Выделение канала производится спутником 400, с которым прямо связано устройство абонента 300. Это выделение канала информирует устройство абонента 300 об использовании определенного канала трафика для предстоящего вызова.

На фиг. 8 показана структурная схема графика 800. График 800 представляет собой совокупность данных, которые принимаются во время задачи 704 и сохраняются в памяти 312 устройства абонента 300. График 800 предпочтительно вырабатывается обслуживающей коммутационной станцией 500 в ответ на посылку данных местоположения сети 116 во время задачи 702. Коммутационная станция 500 может моделировать положения ячейки относительно местонахождения в течение предварительно определенной продолжительности времени для выработки графика 800. Однако график 800 может в случае необходимости производиться в другом месте.

График 800 содержит элементы времени 802 и элементы идентичности канала или ячейки 804. Каждый элемент времени 802 имеет один или больше элементов идентичности 804, связанных с ним. Элементы времени 802 указывают моменты времени, когда устройство абонента 300 может пересекать границу между ячейками 200. Элементы идентичности 804 идентифицируют одну или большее число ячеек 200, которые находятся по другую сторону этой границы.

Элементы идентичности 804, кроме того, либо прямо, либо косвенно сообщают информацию, которая информирует устройство абонента 300 о каналах вещания, используемых в идентифицируемой ячейке 200. Кроме того, элементы идентичности 804 либо прямо, либо косвенно сообщают информацию, которая информирует устройство абонента 300, содержатся ли идентифицируемые ячейки 200 в той же самой зоне обслуживания 202, что и текущая ячейка 200. Другими словами, каждый элемент идентичности 804 информирует устройство абонента 300, будет ли передача обслуживания, прогнозируемая графиком 800 для ячейки-цели 200, внутриспутниковой передачей обслуживания или межспутниковой передачей обслуживания.

Для специалиста очевидно, что идентичность канала может получаться из идентичности ячейки, что идентичность спутника может получаться из идентичности канала и тому подобное. Таким образом, элементы идентичности 804 не нуждаются в специальном и прямом указании каждой из идентичности спутника идентичности ячейки и идентичности каналов вещания.

Данные местонахождения, посылаемые сети 116 в задаче 702, не могут быть абсолютно точными, а могут иметь некоторую, связанную с ними ошибку. Другими словами, данные местонахождения могут указывать участок, на котором в настоящее время находится устройство абонента 300, а не точную точку, где в настоящее время находится устройство абонента 300. Размер этого участка соответствует величине ошибки в данных местонахождения. Из-за этой ошибки коммутационная станция 500 может оказаться неспособной точно предсказать, в какую ячейку 200 будет входить устройство абонента 300, особенно когда путь устройства абонента 300 проходит вблизи границы между ячейками 200. Аналогично, коммутационная станция 500 может оказаться неспособной точно предсказывать, когда устройство абонента 300 пересечет границу. Как обсуждалось выше, границы ячеек не могут быть точно определенными. Предпочтительно, чтобы элементы времени 802 описывали самые ранние моменты времени, в которые устройство абонента 300 может пересечь границу для любой из ячеек 200, идентифицируемой связанными с ними элементами идентичности 804.

График 804 включает в себя больше одного элемента идентичности 804 в связи с элементом времени 802, когда моделирование не может четко определить, что устройство абонента 300 войдет в определенную ячейку 200 и когда сеть 116 не заботит, какая ячейка 200 принимает передачу обслуживания. Несколько элементов идентичности 804 более вероятно определят ячейку 200, в которую попадет устройство абонента 300.

Желательно, чтобы число элементов времени 802 и связанных с ними элементов идентичности 804 в графике 800 определялось в ответ на среднюю продолжительность вызова. Является предпочтительным, чтобы длина графика 800 была достаточно велика для того, чтобы покрывать все пересечения границ ячеек подавляющего большинства ячеек. Для большей части вызовов график 800 будет содержать больше информации о пересечении границ ячеек, чем нужно. Однако нет необходимости, чтобы график 800 имел некую определенную длину, пока он предсказывает по крайней мере пару предстоящих передач обслуживания.

Согласно фиг. 7 после того, как задача 704 вызывает прием устройством абонента 300 выделения канала и графика 800, выполняется задача 706, когда устройство абонента 300 в конечном счете принимает сообщение "Вызов соединен" от сети 116 через спутник 400, с которым устройство абонента 300 прямо связывается. Сообщение "Вызов соединен" информирует устройство абонента 300, что вызов может быть начат. После задачи 706 задача 708 устанавливает параметры приема и передачи приемопередатчика 302 на канал "трафика", выделенный выше в задаче 704. По этому выделенному каналу трафика имеют место будущие обмены данными.

Эти будущие обмены данными в предпочтительном воплощении включают в себя передачу и прием закодированных пакетов цифровых данных с данными, соответствующими информации, сообщаемой вызовом. Пакеты данных связываются со спутником 400, который выделил канал. Этот спутник 400 ответственен за правильную маршрутизацию передаваемых данных от устройства абонента 300 через сеть 116 к противоположному концу вызова, и для правильной подачи данных он осуществляет прием от противоположного конца вызова через сеть 116 к устройству абонента 300.

Конечно, передача обслуживания может влиять на режим работы устройства абонента таким образом, что оно будет связываться по другому каналу трафика в другой ячейке 200. В случае межспутниковой передачи обслуживания устройство абонента 300 будет изменять свою работу так, что оно будет связываться с другим спутником 400 по другому каналу трафика в другой ячейке 200. Как показано на фиг. 6 и 7, после задачи 708 устройство абонента 300 входит в состояние продолжающегося вызова 606, где выполняются задачи управления продолжающимся вызовом.

На фиг. 9 показана схема последовательности операций процесса "продолжающегося вызова" 900, который устройство абонента 300 выполняет в состоянии продолжающегося вызова 660. В общем случае процесс "продолжающегося вызова" 900 контролирует различные параметры для определения, когда нужна передача обслуживания или другое действие. Например, процесс 90 определяет, был ли утрачен сигнал в текущем канале трафика, стал ли опасно низким уровень сигнала, была ли принята от сети 116 команда передачи обслуживания и дает ли график 800 команду устройству абонента 300 принять участие в передаче обслуживания.

В частности, задача запроса 902 определяет, был ли утрачен сигнал канала трафика. Это определение может осуществляться, например, путем уведомления о потере захвата в приемопередатчике 303 или любым другим общепринятым способом. Утрата сигнала трафика может происходить по нескольким причинам, включая радиопомехи, движение во вносящем помехи сооружения, таком, как туннель, или вблизи него, или же неудавшаяся или отсутствующая передача обслуживания. При утрате сигнала канала трафика программное управление переходит к процессу "утраченного сигнала" 1000.

На фиг. 10 показана схема последовательности операций процесса "утраченного сигнала" 1000. В общем случае операция "утраченного сигнала" 1000 вызывает попытку устройства абонента 300 найти какой-нибудь подходящий канал сети 116 за предварительно определенный период времени. Если подходящий канал может быть найден за выделенное время, вызов может повторно соединяться без повторения процесса установления вызова.

Процесс 1000 включает в себя задачу 1002, которая идентифицирует следующую возможную ячейку повторного соединения. Задача 1002 вызывает поиск или сканирование устройством абонента 300 какого-нибудь канала вещания для передач в любой ячейке 200. Эта ячейка 200 не обязательно должна быть той же самой ячейкой 200, в которой устройство абонента 300 связывалось ранее.

Как отмечалось выше, эта задача идентификации канала вещания может требовать поиска по частоте, времени и/или кодированию для того, чтобы получить канал вещания, в предположении, что он имеется. Когда канал вещания получен и его сигнал достаточно силен для предположения, что эта связь возможна в ячейке 200, связанной с каналом вещания, процесс 1000 выполняет задачу 1004.

Задача 10004 вызывает установлению связи устройства абонента 300 со спутником 400, ответственным за полученный канал вещания, для установления канала связи с сетью 116. Этот процесс связи подобен вышеописанному процессу. Устройство абонента 300 передает сообщение по каналу с произвольным доступом, спутник отвечает за квитирование по каналу вещания и информирует устройство абонента 300 о вторичном канале управления для использования дальнейших связей.

После приема устройством абонента 300 выделения вторичного канала управления задача 1006 посылает сообщение "Повторно соединить" спутнику 400. Сообщение "повторного соединения" информирует спутник, что устройство абонента 300 запрашивает повторное соединение его с продолжающимся вызовом. Сообщение может включать в себя данные, описывающие идентификацию или порядковый номер для вызова, и данные, идентифицирующие спутник, ячейку и канал трафика, используемый при утрате сигнала.

Предпочтительно, чтобы спутник 400 давал высокий приоритет для ответа на сообщение "повторного соединения". В предположении, что новый спутник повторного соединения 400 имеет резервную возможность для манипуляции вызовом, он устанавливает связь с предшествующим главным спутником 400 через каналы связи 108 для получений всех данных вызова, таких, как данные маршрутизации и график 800, которые могут иметь отношение к этому вызову. Новый спутник повторного соединения 400 и старый главный спутник 400 могут быть одним и тем же спутником 400. В этом случае спутник 400 может сообщать своей собственной памяти 410 относящиеся к делу данные вызова.

Когда новый спутник повторного соединения 400 имеет возможность нести вызов и получили все имеющие отношение к делу данные вызова, он посылает сообщение "Повторное соединение разрешается" обратно устройству абонента 300. Сообщение "разрешение повторного соединения" может информировать устройство абонента 300 об использовании для связи нового канала трафика. Когда задача запроса 1008 в устройстве абонента 300 определяет, что повторное соединение допускается, задача 1010 устанавливает параметры приемопередатчика 302 на новый канал трафика, и программное управление переходит обратно к процессу "продолжающегося вызова" 900. Связь может начинаться на этом новом канале трафика до тех пор, пока не произойдет передача обслуживания, или до тех пор, пока сигнал нового канала трафика не будет утрачен.

Когда задача 1008 определяет, что повторное соединение не будет разрешено, задача запроса 1012 определяет, истекла ли уже продолжительность тайм-аута. Продолжительность тайм-аута задается, чтобы указать, когда вызов должен сбрасываться. Пока эта продолжительность не превышена, программное управление возвращается к задаче 1002 для того, чтобы попытаться найти другую ячейку, с которой устройство абонента 300 может связываться и для повторного соединения с ячейкой в этой другой ячейке.

По истечении продолжительности тайм-аута выполняется задача 1014 для сбрасывания вызова. При сбрасывании вызова вызов становится оконченным. Процесс установления должен выполняться снова посредством действий, предпринимаемых пользователем для того, чтобы продолжить связь с противоположным концом вызова. После задачи 1014 программное управление возвращается к состоянию ненагруженного резерва 600.

Согласно фиг. 9, когда задача 902 определяет, что сигнал канала трафика не был утрачен, процесс "продолжающегося вызова" 900 выполняет задачу запроса 904. Задача 904 определяет, низок ли уровень сигнала канала трафика, путем сравнения уровня сигнала с предварительно определенным уровнем. Предпочтительно, чтобы предварительно определенный уровень задавался таким образом, что в результате получалось указание низкого уровня сигнала, когда связь по каналу трафика все еще имеет место, но есть опасность утраты, если уровень сигнала убывает.

Когда задача 904 определяет, что уровень сигнала низок, задача запроса 906 определяет, информировать ли спутник 400, с которым устройство абонента 300 имеет прямую связь, о низком уровне сигнала. Задача 906 может принимать решение отсрочить сообщение о низком уровне сигнала для спутника 400 и выполнять вместо этого задачу 908. Задача 908 идентифицирует альтернативную ячейку 200, сигнал вещания которой предлагает достаточный уровень сигнала для связи с устройством абонента 300.

Задача 908 может сначала попытаться контролировать каналы вещания для ячеек 200 в той же самой зоне обслуживания 202, что и текущая ячейка 200. Сигналы каналов вещания в таких внутриспутниковых ячейках 200 должно быть легче и быстрее получать, если они есть, потому что они имеют приблизительно те же самые параметры допплеровского смещения частоты и задержки распространения, что и используемый в это время канал трафика.

Эти параметры приблизительно те же самые потому, что в их передаче используется тот же самый спутник 400. Таким образом, параметры, определяющие поиск или сканирование по частоте, времени и/или кодированию, получаются из параметров поиска, требующихся для учета неизвестных колебаний Допплера и задержки распространения. Однако, если не может обнаруживаться никаких внутриспутниковых ячеек 200, имеющих сигналы вещания достаточного уровня, задача 908 может расширить свои параметры поиска для того, чтобы попытаться обнаружить межспутниковые ячейки 200. Межспутниковые ячейки 200 находятся в зоне обслуживания 202, отличающейся от той, в которой находится текущая ячейка 20. Параметры допплеровского смещения частоты и задержки распространения для этих межспутниковых ячеек 200 отличаются от текущих параметров допплеровского смещения частоты и задержки распространения и в этом месте неизвестны.

Когда задача 908 идентифицировала соответствующую альтернативную ячейку, не важно, является ли она внутриспутниковой ячейкой 200 или межспутниковой ячейкой 200, программное управление переходит обратно к задаче запроса 906. Как обсуждалось выше, задача 906 определяет, информировать ли спутник 400, ответственный за текущий канал трафика, о его низком уровне сигнала. Это решение может основываться на нескольких различных факторах. Например, если сила сигнала находится на таком опасно низком уровне, что в любой момент можно ожидать утраты сигнала, спутник 400 может информироваться сразу же.

В противном случае задача 906 может сравнивать уровень сигнала текущего канала трафика с уровнем сигнала допустимого канала вещания, получаемого в задаче 908, и сообщать о низком уровне сигнала, только когда допустимая альтернативная ячейка имеет сигнал вещания, достаточно сильный для того, чтобы представлять значительное улучшение по сравнению с текущим каналом трафика. Если сигнал альтернативной ячейки не представляет значительного улучшения, то программное управление может оставаться в цикле, состоящем из задач 906 и 908, до тех пор, пока такое значительно улучшение не будет обнаружено или пока уровень текущего канала трафика не ухудшится еще больше.

Когда задача 906 принимает решение информировать спутник 400 о состоянии низкого сигнала, выполняется задача 910 для посылки сообщения "Слабый сигнал" спутнику 400. Сообщение "слабого сигнала" информирует спутник 400, что уровень его сигнала низок.

Сообщение "слабого сигнала" может включать в себя идентичность другой ячейки, которая имеет на устройстве абонента 300 более хороший сигнал. Кроме того, сообщение "слабого сигнала" может включать в себя данные измерения, описывающие уровень сигнала текущего канала трафика и уровень сигнала любого альтернативного канала вещания, обнаруженного с помощью работы задачи 908.

После задачи 910 или когда задача 904 обнаруживает, что уровень сигнала не является низким, программное управление переходит к задаче запроса 912. Когда о низком уровне сигнала сообщается спутнику 400 с помощью работы задач 906, 910 и, может быть, 908, никакой передачи обслуживания непосредственно не происходит. Вместо этого устройство абонента 300 ожидает приема команды передачи обслуживания от спутника 400.

Задача запроса 912 контролирует маленький канал команд в канале трафика для определения, была ли принята команда передачи обслуживания от спутника 400. В предпочтительных вариантах воплощения настоящего изобретения часть канала команд у канала трафика является маленькой, всего несколько байтов на кадр, для того, чтобы дать каналу трафика возможность нести столько информации вызова или трафика, сколько возможно. Таким образом, команды, такие как команда передачи обслуживания, передаваемые по каналу команд из канала трафика, сопровождаются минимальным числом параметров.

Команда передачи обслуживания может сопровождаться данными идентичности, которые идентифицируют ячейку и спутник для цели передачи обслуживания, и данными синхронизации, которые указывают, когда должен начинаться процесс передачи обслуживания. Когда принимается команда передачи обслуживания, задача 914 изменяет график 800, записанный в памяти 312 устройства абонента 300 для включения параметров, которые несет команда передачи обслуживания. Путем изменения графика 800 команда передачи обслуживания ставится в очередь на действие на нее устройства абонента 300 в момент, указанный в данных синхронизации, которые несет команда передачи обслуживания. Конечно, ничто не мешает команде передачи обслуживания специфицировать прошлые и настоящие данные синхронизации так, что устройство абонента 300 будет действовать на команду передачи обслуживания сразу же.

Когда задача 912 определяет, что никакой команды передачи обслуживания не было принято, или после задачи 914 процесс 900 выполняет задачу запроса 916. Задача 916 определяет, соответствует ли или превышает ли реальное время, контролируемое устройством абонента 300, любой элемент времени 802, перечисленный в графике 800. Элементы времени 802 могут быть загруженными во время установления вызова или же специфицироваться в команде передачи обслуживания, принимаемой от спутника 400.

Когда график 800 не включает в себя никакого элемента времени 802, командующего устройству абонента 300 действовать на передачу обслуживания, программное управление зацикливается обратно на задачу 902. Конечно, специалисты оценят, что процесс 900 может выполнять другие задачи, которые являются общепринятыми в управлении продолжающимися вызовами. Например, процесс 900 может контролировать ход вызова для определения, оканчивается ли вызов. Если вызов оканчивается, программное управление выходит из процесса 900 и возвращается к состоянию ненагруженного резерва 600. Эта и другие общепринятые задачи продолжающегося вызова могут включаться в процесс "продолжающегося вызова" 900.

Когда задача 916 идентифицирует элемент времени, который командует устройству абонента 300 действовать на передачу обслуживания, программное управление переходит к процессу "передачи обслуживания" 1100.

На фиг. 11 показана схема последовательности операций процесса "передачи обслуживания" 1100. Вообще говоря, процесс "Передачи обслуживания" 1100 вызывает идентификацию устройством абонента 300 целевой ячейки 200, что будет достаточным для приема передачи обслуживания. Процесс "проверки передачи обслуживания" 1200 затем проверяет, что целевая ячейка 200 может приспосабливаться для передачи обслуживания и переносит связь к целевой ячейке 200.

Процесс "Передачи обслуживания" 1100 выполняет задачу 1102 получения первого или следующего элемента идентичности канала и/или ячейки 804 от графика 800. Как обсуждалось выше, с одним элементом времени 802 может связываться любое число элементов идентичности 804. Процесс 1100 исполняет программный цикл, который по одному проверяет каждый элемент идентичности 804 для текущего элемента времени 802.

Элементы идентичности 804, кроме того, включают в себя данные, которые идентифицируют спутник 300, связанный с целевой ячейкой, и информируют устройство абонента 300, отличается ли этот целевой спутник от спутника 400, ответственного за текущую ячейку 200. Когда элемент идентичности 804 получен, задача запроса 1104 определяет, указывает ли элемент 804 на межспутниковую или же на внутриспутниковую передачу обслуживания.

Если указывается на межспутниковую передачу обслуживания, выполняется задача 1106 для поиска по частоте и времени для канала вещания целевой ячейки. Этот поиск по частоте и времени выполняется для решения неизвестных допплеровского смещения частоты и задержек распространения, связанных с сигналами, передаваемыми с другого спутника 400.

Однако в отличие от поисков, обсуждавшихся выше в связи с задачами 908 и 1002, поиск должен определить только определенный канал вещания, имеющий известные параметры, за исключением допплеровского смещения частоты и задержки распространения. Таким образом, этот поиск может проводиться более быстро, чем поиски, которые a priori не имеют информации относительно известных параметров.

Для внутриспутниковых передач обслуживания этот поиск не должен выполняться, потому что каналы вещания, связанные с внутриспутниковыми ячейками 200, имеют приблизительно те же допплеровское смещение частоты и задержку распространения, что и текущий канал трафика. Таким образом, когда задача 1104 определяет, что данные идентичности 804 указывают внутриспутниковую передачу обслуживания или когда задача 1106 завершила свой поиск канала вещания внутриспутниковой ячейки, задача 1108 определяет, может ли устройство абонента 300 установить связь в указанной целевой ячейке 200.

Это определение может делаться путем проверки уровня сигналов канала вещания целевой ячейки для обнаружения предварительно определенного минимального уровня. Если задача 1108 делает вывод, что связь в идентифицированной целевой ячейке 200 возможна, задача 1110 записывает параметры канала вещания, включая то, связан ли он с межспутниковой передачей обслуживания или же с внутриспутниковой передачей обслуживания, его частоту, временную синхронизацию, допплеровское смещение, уровень сигнала и тому подобное.

Когда задача 1108 делает вывод, что связь в идентифицированной целевой ячейке 200 невозможна или когда задача 1110 завершается, задача 1112 определяет, существуют ли другие элементы идентичности 804, связанные с другими возможными целевыми ячейками 200, для текущего элемента времени 802 в графике 800.

Программное управление ориентируется обратно к задаче 1102 для оценки любых других входящих в график возможных ячеек и для записи их параметров, если связь в них возможна. Программное управление остается в этом цикле до тех пор, пока все ячейки, идентифицированные в данных идентичности 804, не будут оценены.

Когда задача 1112 определяет, что никаких других предусмотренных графиком ячеек в графике 800 для текущего элемента времени 802 не идентифицируется, задача 1114 проверяет параметры уровней сигналов всех внутриспутниковых ячеек 200, для которых параметры были записаны выше в задаче 1110. Задача 1114 выбирает одну лучшую из этих возможных целевых внутриспутниковых ячеек 200. Затем задача запроса 1116 определяет, имеет ли межспутниковая ячейка 200, для которой параметры были записаны выше в задаче 1110, для которой параметры были записаны выше в задаче 1110, значительно больший или лучший уровень сигнала.

Пока межспутниковые ячейки 200 имеют приблизительно один и тот же или даже чуть больший уровень сигнала, процесс 1100 сохраняет свой внутриспутниковый выбор, сделанный выше в задаче 1114. При прочих примерно равных факторах внутриспутниковые передачи обслуживания предпочитаются межспутниковым передачам обслуживания, потому что меньше связей требуется на недостаточных каналах с произвольным доступом и вторичных каналах управления, требуется меньше передач и следовательно меньше мощности потребляется устройством абонента 300, и меньше возможностей представляется для сбора передачи обслуживания из-за исчезновения сигналов в каналах связи 108 между спутниками 400.

При условии, что уровни сигналов межспутниковых ячеек незначительно лучше, чем самый лучший уровень сигнала внутриспутниковой ячейки, программное управление переходит прямо к процессу "проверки передачи обслуживания" 1200.

Однако, когда возможная целевая межспутниковая ячейка 200 имеет гораздо лучший уровень сигнала, выполняется задача 1118 для выбора межспутниковой ячейки 200, а не ранее выбранной внутриспутниковой ячейки 200. Затем задача 1120 вступает в связь с выбранной межспутниковой ячейкой 200 для установления канала связи.

Как обсуждалось выше, эта связь включает в себя передачи от устройства абонента 300 по каналу с произвольным доступом, связанному с выбранной межспутниковой ячейкой 200, прием квитирования от спутника 400 по его каналу вещания и настройку на вторичный канал управления для этой межспутниковой ячейки 200, в соответствии с командами целевого спутника 400 по его каналу вещания. После задачи 1120 программное управление переходит к процессу "проверки передачи обслуживания" 1120.

На фиг. 12 показана схема последовательности операций процесса "проверки передачи обслуживания" 1200. Процесс 1200 выполняет задачу 1202 для запроса передачи обслуживания выбранной целевой ячейке 200. Если выбранной целевой ячейкой 200 является внутриспутниковая ячейка, эта связь имеет место по каналу управления, связанному с текущим каналом трафика. Если выбранный целевой ячейкой является межспутниковая ячейка, эта связь имеет место по вторичному каналу управления, идентифицированному выше в задачей 1120.

После задачи 1202 задача запроса 1204 ожидает приема ответа, указывающего, что будет разрешаться передача обслуживания. Вообще говоря, передача обслуживания будет разрешаться, если в целевой ячейке существует возможность. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения ответ принимается на канале управления канала трафика, который связан с главной ячейкой. Когда целевая ячейка 200 является межспутниковой ячейкой, целевой спутник 400 может вступать в связь с главным спутником 400 по каналу связи 108 для возбуждения этого ответа. Эта межспутниковая связь также информирует главный спутник 400 о приближающейся передаче обслуживания и запрашивает у главного спутника 400 передачу относящихся к делу данных вызова обратно целевому спутнику 400. Ответ устройству абонента 300 предпочтительно специфицирует канал трафика, на который должна переключаться связь с устройством абонента 300. Этот канал трафика связывается с целевой ячейкой 200.

Как только задача 1204 определит, что передача обслуживания будет разрешена, задача 1206 регулирует график 800, таким образом, чтобы он указал, что разрешен предусмотренный графиком элемент времени 802. График 800 может регулироваться путем перемещения указателя, стирания данных и установки флага, связанного с текущим элементом времени 802. Затем задача 1208 переносит связь в новую ячейку в соответствии с ответом, принятым выше в связи с задачей 1204. Задача 1208 может включать в себя ожидание до момента времени, указанного в ответе. В соответствующий момент приемопередатчик 302 будет устанавливаться на новый канал трафика, и связь будет начинаться по новому каналу трафика в новой ячейке 200, продолжая продолжающийся вызов. После задачи 1208 программное управление возвращается к процессу "продолжающегося вызова" 900.

Когда задача 1204 определяет, что передача обслуживания не разрешается, задача запроса 1210 определяет, имеются ли другие предусматриваемые графиком возможные целевые ячейки 200. Предусматриваемые графиком возможные целевые ячейки 200 идентифицируются путем рассмотрения записи, сделанной выше в задаче 1110. При наличии других предусматриваемых графиком возможных целевых ячеек 200, программное управление замыкается обратно на задачу 1114 для того, чтобы повторить попытку с одной из таких других целевых ячеек 200.

Если в задаче 1210 нет никаких других предусмотренных графиком возможных целевых ячеек 200, выполняется задача 1212 для идентификации отвечающей требованиям альтернативной ячейки. Задача 1212 выполняет полный поиск любого сигнала вещания без существенного априорного знания в отношении частот, кодирования или синхронизации, связанных с такими сигналами вещания. Однако задача 1212 может сначала искать сигналы вещания от внутриспутниковых ячеек 200. Эти ячейки 200 имеют допплеровское смещение частоты и задержки распространения, подобные текущему каналу трафика. Если могут обнаруживаться такие сигналы, они могут получаться быстрее, чем сигналы вещания от межспутниковых ячеек 200.

После задачи 1212 задача 1214 посылает сообщение "Неуспешная передача обслуживания" спутнику 400 по каналу управления канала трафика. Сообщение "неуспешной передачи обслуживания" может доставлять информацию, подобную сообщению "слабого сигнала", обсуждавшемуся выше в связи с задачей 910. Если устройством абонента 300 может идентифицироваться отвечающая требованиям альтернативная ячейка, ее идентичность может передаваться спутнику 400. Однако никакой передачи обслуживания не происходит, если спутник 400 не дает команды произвести передачу обслуживания, как обсуждалось выше в связи с задачами 912 и 914. После задачи 1214 программное управление возвращается к процессу "продолжающегося вызова" 900.

Неблагоприятный исход предусмотренной графиком передачи обслуживания не обязательно предполагает чрезмерный риск сброса вызова. Например, первоначальный график 800 может быть неточным из-за ошибок в данных местоположениях. Если первоначальный график неточен или если вызов продолжался дольше, чем первоначально предсказывалось в графике 800, передачи обслуживаний могут осуществляться посредством контроля за низким уровнем сигналов в устройстве абонента 300 и команд передачи обслуживания от спутника 400, как обсуждалось выше в связи с задачами 904 и 912.

Однако для подавляющего большинства передач обслуживания, которыми манипулирует сеть 116 и устройство абонента 300, управлять передачей обслуживания будет график 800. Использование графика 800 в управлении передачами обслуживания уменьшает связь на редких каналах с произвольным выбором и вторичных каналах управления и снижает потребление мощности путем требования меньшего числа передач.

Кроме того, использование графика 800 для управления передач обслуживания дает возможность массовых передач обслуживания между всеми устройствами абонентов 300, которые в текущий момент могут обслуживаться определенной ячейкой 200. Такие массовые передачи обслуживания могут быть желательными, когда, например, ячейка 200 становится неактивной для учета перекрывания 204, как обсуждалось выше в связи с фиг. 2.

Временная синхронизация, связанная с такими случаями неактивности, известна коммутационной станции 500, которая составляет графики 800 для устройств абонентов 300, которые она в это время обслуживает. Таким образом, такое переключение ячеек 200 в неактивное состояние может устраиваться графиком 800. Сеть 116 посредством использования графиков 80 может вынуждать к постепенному осуществлению передач обслуживания до того, как ячейка 200 становится неактивной, для предотвращения узких мест на каналах с произвольным доступом и на вторичных каналах связи.

Управление передачами обслуживания по графику, а не по уровню сигналов дает возможность передавать обслуживание ячейкам 200, которые могут не иметь самых хороших сигналов. Таким образом, обслуживание устройствами абонентов 300 может передаваться, по-видимому, менее оптимальным целевым ячейкам 200 до того, как главная и, по-видимому, лучше подходящая ячейка 200 соберется стать неактивной. Это дает возможность эффективно использовать сетевые ресурсы.

На фиг. 13 и 14 показаны схемы последовательности операций процессов "установления вызова" и "продолжающегося вызова" 1300 и 1400 соответственно, выполняемых спутником 400 для поддержки передач обслуживания. Для специалистов очевидно, что процессы, обсуждаемые ниже в связи с фиг. 13-14, управляются программными командами, помещающимися в памяти 410 спутника 400. Кроме того, специалисты оценят, что множество вызовов может коммутироваться через спутник 400 в любой заданный момент и что процессы, обсуждаемые ниже в связи с фиг. 13-14, могут исполняться независимо для каждой ячейки, которой манипулирует спутник 400.

Спутниковый процесс "установления вызова" 1300 может включать в себя много общепринятых задач установления вызова, которые не связаны с передачами обслуживания. Однако процесс 1300 также включает в себя задачу 1302, которая вызывает запись различных элементов данных вызова для использования в управлении вызовом. Данные вызова могут, например, включать в себя идентификатор вызова, который идентифицирует или в противном случае дает вызову порядковый номер, так что он может идентифицироваться сетью 116.

Данные вызова могут включать в себя данные, которые указывают, как маршрутизировать пакеты данных к противоположному концу во время вызова. Они могут включать в себя график 800, обсуждавшийся выше. Кроме того, задача 1302 может определяться и посылать выделение канала трафика устройству абонента для вызова. Это выделение канала трафика и идентификатор устройства абонента тоже могут быть частью данных вызова.

Когда вызов установлен и связь вызова может начинаться, спутник 400 выполняет задачу 1304 для посылки сообщения "соединенного вызова" устройству абонента 300, включенному в вызов. После посылки сообщения "соединенного вызова" спутник 400 выполняет процесс "продолжающегося вызова" 1400 в отношении вызова.

На фиг. 14 показана схема последовательности операций процесса "продолжающегося вызова" 1400. Процесс 1400 делает проверки на различные условия, которые связаны с вызовом, и предпринимает определенные действия в ответ на условия, когда они происходят. Например, задача запроса 1402 определяет, было ли принято сообщение "неуспешной передачи обслуживания". Сообщение "неуспешной передачи обслуживания" обсуждалось выше в связи с задачей 1214. Устройство абонента 300 посылает сообщение "неуспешной передачи обслуживания", когда оно не может участвовать в предсказании передачи обслуживания в графике 800 или по команде со спутника 400.

При отсутствии сообщения "неуспешной передачи обслуживания" задача запроса 1404 определяет, было ли принято сообщение "слабого сигнала". Сообщение "слабого сигнала" обсуждалось выше в связи с задачей 910. Сообщение "слабого сигнала" указывает, что для устройства абонента 300 есть опасность утраты его канала 112 со спутником 400.

Когда принимается сообщение "слабого сигнала", спутник 400 может предпринять одно или большее число различных необязательных действий. Например, в задаче 1406 спутник 400 может повысить уровень мощности его передач устройству абонента 300. После рассмотрения задачи 1406 и когда в задаче 1402 было обнаружено сообщение "неуспешной передачи обслуживания", необязательная задача 1408 может вынуждать к совершению передачи обслуживания. Сообщения "неуспешной передачи обслуживания" и "слабого сигнала" могут содержать идентичность ячейки, сигналы которой лучше для устройства абонента 300. Таким образом, в задаче 1408 спутник 400 может посылать "команду передачи обслуживания" устройству абонента 300.

Конечно, ничто не требует, чтобы спутник 400 посылал такую команду, и спутник 400 может воздерживаться от посылки такой команды, если, например, условия трафика в предполагаемой ячейке являются чрезмерными или если предполагаемая ячейка может стать неактивной в ближайшем будущем. После задачи 1408 выполняется задача 1410 для посылки сообщения "Проблема" коммутационной станции 500, обслуживающей устройство абонента 300, участвующее в вызове. Сообщение "проблемы" направляет коммутационной станции 500 сообщение "неуспешной передачи обслуживания" или "слабого сигнала" вместе с описанием любого действия, предпринимаемого спутником 400. Коммутационная станция 500 может пересмотреть график и/или отслеживать такие сообщения для статистических целей.

После задачи 1410 или когда задача 1404 определяет, что не было принято никакого сообщения "слабого сигнала", задача запроса 1412 определяет, был ли утрачен вызов. Это определение может делаться путем проверки уровня сигнала, путем контроля за параметром фиксации от приемников 402 или любым другим удобным образом. Когда спутник 400 определяет, что вызов был утрачен, задача 1414 посылает сообщение "Запрос удержания" через каналы связи 106 и 108, как требуется, противоположной стороне вызова, так что противоположная сторона будет удерживаться от посылки данных к спутнику 400 и будет знать, что в течение некоторого периода времени не будет появляться никаких данных. После задачи 1414 задача запроса 1416 определяет, было ли принято сообщение "повторного соединения".

Сообщение "повторного соединения" указывает, что устройство абонента 300 получило доступ к сети 116, как обсуждалось выше, и хочет продолжать работать с вызовом. Если сообщение повторного соединения не принято, задача запроса 1418 определяет, истек ли тайм-аут. Тайм-аут готов окончиться, когда вызов должен сбрасываться, вместо того, чтобы еще продолжалось резервирование сетевых ресурсов для вызова.

Пока не истек период тайм-аута, программное управление зацикливается обратно к задаче 1416 для проверки на сообщение "повторного соединения". Когда период тайм-аута истекает, программное управление выходит из процесса "продолжающегося вызова" 1400 в отношении этого вызова. Спутник 400 будет тогда предпринимать шаги (не показано) для окончания вызова.

Когда сообщение "повторного соединения", наконец, принимается, задача 1420 может трактовать запрос, как будто спутник 400 был источником передачи обслуживания. В частности, данные вызова, обсуждавшиеся выше в связи с задачей 1302, могут передаваться контроллеру ячейки 200, которой должно передаваться обслуживание вызова. Конечно, этим контроллером может быть тот же самый спутник 400, и ничто не мешает повторному соединению в той же самой ячейке 200, из которой был утрачен вызов.

Кроме того, задача 1420 может посылать сообщение управления устройству абонента 300, информируя устройство абонента 300 об идентичности канала трафика для использования для предстоящих связей. После задачи 1420 задача 1422 вызывает спутник 400 для прекращения связи с устройством абонента 300 в ячейке источника. Конечно, после передачи обслуживания связь может начинаться в другой ячейке для внутриспутниковых передач обслуживания.

При прекращении связи данные вызова стираются или посылаются коммутационной станции 500, а канал трафика, ранее используемый вызовом, становится свободным для использования другим вызовом. После задачи 1422 программное управление выходит из процесса "продолжающегося вызова" 1400 в отношении этого вызова.

Задача запроса 1424 может выполняться, когда задача 1412 определяет, что продолжающийся вызов был утрачен. Задача 1424 определяет, запрашивается ли текущая ячейка для передачи обслуживания вызова другой ячейке. Запрос может приходить от устройства абонента 300 для внутриспутниковых передач обслуживания или же от другого спутника 400 для межспутниковых передач обслуживания. В любом случае программное управление переходит к задаче 1420 для передачи записей вызова контроллеру целевой ячейки, как обсуждалось выше.

Когда задача 1424 определяет, что не просят действовать в качестве источника передачи обслуживания, задача 1426 определяет, просят ли спутник 400 действовать в качестве цели передачи обслуживания. Задача 1424 в действительности не может выполняться в контексте всех продолжающихся вызовов в качестве предполагаемой процессом 1400, так как вызов не продолжается в отношении целевой ячейки до тех пор, пока не произойдет передача обслуживания. Тем не менее задача 1424 включается сюда для внутриспутниковых передач обслуживания, и по существу подобные задачи имеют место для внутриспутниковых передач обслуживания.

Когда задача 1424 определяет, что определенная ячейка 200, которая управляется спутником 400, была запрошена, чтобы быть целью передачи обслуживания, задача 1428 посылает запрос на данные вызова контроллеру ячейки, в это время имеющему дело с вызовом. Для внутриспутниковых передач обслуживания этот запрос посылается через канал связи 108 текущему спутнику источника 400 вызова. Целесообразно, чтобы выделение канала трафика делалось и связывалось с этим запросом данных вызова. Когда данные вызова были получены от контроллера ячейки источника и устройство абонента 300 информировалось о выделении канала трафика передачи обслуживания для целевой ячейки, выполняется задача 1430 для инициирования связи по выделенному целевому каналу трафика. Задача 1430 может включать в себя ожидание до тех пор, пока не наступит момент времени, специфицированный данными вызова.

После задачи 1430 и когда задача 1426 определяет, что спутники 400 не просили быть целью передачи обслуживания, задача запроса 1432 определяет, были ли приняты какие-нибудь сообщения управления от противоположной стороны вызова. Если такие сообщения были приняты, задача 1434 предпринимает соответствующее действие. Например, задача 1434 может поместить вызов в состояние удержания, если было принято сообщение "Запрос удержания", задача 1434 может освобождать предыдущее удержание, если было принято сообщение "Освобождение удержания", или задача 1434 может изменить данные маршрутизации в ответ на сообщение "Изменение маршрутизации". Данные маршрутизации используются в пакетах данных маршрутизации для противоположного конца вызова, а изменение маршрутизации может происходить от передачи обслуживания вблизи противоположного конца вызова.

После задачи 1434 или когда задача 1432 определяет, что от противоположного конца вызова не было принято никакого сообщения управления, программное управление зацикливается обратно на задачу 1402 для повторного испытания на различные условия, которые могут влиять на продолжающийся вызов. Конечно, специалисты оценят, что процесс "продолжающегося вызова" 1400 может включать в себя другие задачи, традиционно связанные с управлением продолжающимся вызовом, такие, как определение окончания вызова (не показано).

На фиг. 15 и 16 показаны схемы последовательности операций процессов "установления вызова" и "продолжающегося вызова" 1500 и 1600 соответственно, выполняемых коммутационной станцией 500 для поддержки передач обслуживания. Специалисты оценят, что процессы, обсуждаемые ниже в связи с фиг.7 15-16, управляются программными командами, помещенными в память 510 коммутационной станции 500. Кроме того, специалисты оценят, что коммутационная станция 500 может манипулировать любым числом вызовов в любой данный момент и что процессы, обсуждаемые ниже в связи с фиг. 15-16, могут исполняться независимо для каждого вызова, которым манипулирует коммутационная станция 500.

Процесс "установления вызова" 1500 может включать в себя любое число задач, которые являются общепринятыми в установлении вызова, но не относятся к передачам обслуживания вызовов. Например, процесс 1500 может устанавливать запись вызова (не показано), присваивать идентификатор вызова (не показано), присваивать идентификатор вызова (не показано) и определять, как маршрутизировать сообщения к вызываемой стороне (не показано).

В дополнение к другим задачам установления вызова процесс 1500 выполняет задачу 1502. Задача 1502 определяет местонахождение устройства абонента 300, которое обслуживает коммутационная станция 500 и которое является стороной для устанавливаемого вызова. Местонахождение устройства абонента 300 определяется либо прямо, либо косвенно из данных, обеспечиваемых устройством абонента 300, как обсуждается в связи с состоянием локатора 602 и задачей 702.

После задачи 1502 задача 1504 предсказывает предстоящий маршрут для устройства абонента 300 через различные ячейки 200. Это предсказание ответственно за данные положения ячейки, обсуждавшиеся выше в связи с фиг. 2, данные местонахождения для устройства абонента 300 и текущее реальное время.

Предсказание может моделировать маршрут устройства абонента 300 в течение периода времени, который соответствует длине графика 800, обсуждавшегося выше в связи с фиг. 8. Маршрут 206, иллюстрируемый на фиг. 2, представляет один гипотетический графический пример этого предсказания. В предлагаемом воплощении этот маршрут предсказывается в предположении отсутствия перемещения со стороны устройства абонента 300. Вместо этого маршрут является результатом моделирования движения спутников 400 и их ячеек 200 по отношению к местонахождениям, указанным в данных, полученных выше в задачей 1502.

После задачи 1504 задача 1506 порождает график 800 и посылает график 800 спутнику 400 и устройству абонента 300. Как обсуждалось выше, график 800 может принимать в расчет ошибки в распределении во времени путем вызывания указания элементов времени 802 первого момента, когда устройство абонента 300 может пересечь границу ячейки, и график 800 может принимать в расчет ошибки в положении путем включения многих элементов идентичности каналов и/или ячеек 804, когда одна ячейка 200 не может предсказываться с уверенностью. После задачи 1506 программное управление переходит к процессу "продолжающегося вызова" 1600 в отношении одного этого вызова.

На фиг. 16 показана схема последовательности операций процесса "продолжающегося вызова" 1600, выполняемого коммутационной станцией 500 при поддержке передач обслуживания в отношении конкретного вызова. Процесс 1600 может выполнять много задач, которые не связаны с передачами обслуживания вызовов, но которые являются общепринятыми в управлении продолжающимся вызовом. Например, процесс 1600 может отвечать на сообщение, указывающее окончание вызова, и завершать запись вызова в ответ на такое сообщение (не показано).

В дополнение к другим задачам, выполняемым процессом 1600 для управления продолжающимся вызовом, процесс 1600 выполняет задачу запроса 1602 для определения, было ли принято сообщение "проблемы" от спутника 400 в отношении этого вызова. Сообщение "проблемы" посылается коммутационной станции 500 для информации о приеме сообщения "неуспешной передачи обслуживания" или "слабого сигнала" на спутнике 400. Сообщение "проблемы" может указывать, что устройство абонента 300 продолжало вызов дольше, чем первоначально намеревалось покрыть графиком 800. Если такое сообщение принимается, задача 1604 может, что необязательно, анализировать любые данные, полученные с сообщением, такие, как идентичность другой ячейки, которая, как определяет устройство абонента 300, имеет более хороший сигнал, и исправляет или расширяет график 800.

После того, как задача 1604 исправит или расширит график 800, задача 1606 может в необязательном порядке послать исправленный график 800 спутнику 400. Спутник 400 может исправить свой вариант графика 800 для использования при вынужденном осуществлении передач обслуживания для этого устройства абонента 300. Ничто не требует передачи исправленного или расширенного графика 800 устройству абонента 300. После задачи 1606 и когда задаче 1602 не удается обнаружить прием "проблемы" в отношении этого вызова, программное управление зацикливается обратно к началу процесса 1600.

В общем случае настоящее изобретение обеспечивает улучшенные систему и метод передачи обслуживания связи между ячейками в сотовой системе связи. Изобретение устанавливает график передач обслуживания, так что по крайней мере большая доля передач обслуживания может проводиться без необходимости в контроле за уровнем сигналов.

Предусмотренные графиком передачи обслуживания происходят главным образом как функция времени, а не относительных уровней сигналов. Предусмотренные графиком передачи обслуживания сохраняют сетевые ресурсы и питание устройства абонента путем ограничения связей на редких каналах с произвольным доступом и вторичных каналах управления и предотвращения ситуаций, где многочисленные устройства абонентов хотят одновременно использовать каналы с произвольным доступом.

Данное изобретение дает возможность передачи обслуживания связи ячейкам, для которых уровни сигналов могут быть меньше максимального, отвечая всем сетевым целям. Предусмотренная графиком передача обслуживания может быть выгодной при манипулировании массовыми передачами обслуживания, которые могут происходить, когда ячейки делаются активными.

Настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочитаемые воплощения. Однако для специалиста очевидно, что в предпочитаемых вариантах воплощения могут вноситься изменения и модификации без изменения объема изобретения. Например, представляется очевидным, что поскольку управляемые процессоры находятся в устройстве абонента 300, спутнике 400 и коммутационной станции 500, процессы, описанные выше, могут распределяться не так, как указывается. Например, спутник 400 может сохранять график 800 для устройства абонента 300, или же коммутационная станция 500 может сохранять график 800 и не посылать график 800 либо устройству абонента 300, либо спутнику 400.

Спутник 400 или коммутационная станция 500 может затем передавать данные графика устройству абонента 300, когда нужно. Кроме того, представляется очевидным, что схемы последовательности операций, представленные в данной заявке, приведены в качестве пояснения и что возможны другие способы для осуществления программы, которые не обязательно подразумевают создание схем последовательности операций.

В частности, каждая задача, обсуждаемая здесь, может прерываться для того, чтобы дать возможность выполнения ходом программы фоновых или других задач.

Сеть сотовой связи включает спутники, которые проектируют ячейки в направлении Земли. Спутники и ячейки перемещаются относительно Земли. При направлении вызова абонентскому устройству данные, описывающие местонахождение последнего, посылаются коммутационной станции сети. Коммутационная станция вырабатывает график, который прогнозирует момент времени, когда движение ячеек вызовет пересечение устройством абонента границ ячейки. В течение продолжающегося вызова устройство абонента фиксирует моменты пересечения границ, предусмотренные графиком. Если в предусмотренной графиком ячейке присутствует достаточный сигнал и в предусмотренной графиком ячейке существуют сетевые возможности для манипулирования вызовом, обслуживание вызова будет передаваться предусмотренной графиком ячейке. Технический результат заключается также в том, что устройство абонента контролирует уровни сигналов для определения момента ослабления сигнала канала графика и усиления сигнала альтернативной ячейки. 4 с. и 28 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Способ передачи обслуживания связи абонентского устройства в сотовой системе между множеством ячеек, предусматривающий проектирование системой связи ячеек, перемещаемых относительно земли, отличающийся тем, что определяют местонахождение абонентского устройства в первой ячейке, составляют на коммутационной станции с учетом предыдущего шага, график для второй ячейки, в которой прогнозируется нахождение абонентского устройства в будущем, и график предстоящего распределения во времени прогнозируемого нахождения абонентского устройства во второй ячейке, причем указанная коммутационная станция сообщает координаты связи в указанной сотовой системе связи, принимают на абонентском устройстве с указанной коммутационной станции через указанный спутник информацию об указанной второй ячейке и графике предстоящего распределения во времени и передают через спутник связь с абонентским устройством второй ячейке после установления абонентским устройством предстоящего распределения во времени в соответствии с составленным графиком. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что до составления графика дополнительно инициируют на абонентском устройстве вызов, охватывающий абонентское устройство, а график составляют в функции от времени инициирования. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что определяют на абонентском устройстве факт потери вызова, идентифицируют на абонентском устройстве ячейку повторного соединения для поддержания связи и возобновляют связь через спутник с абонентским устройством через ячейку повторного соединения. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют на абонентском устройстве контроль за уровнем сигнала связи во второй ячейке и идентификацию альтернативной ячейки для использования абонентским устройством при установлении связи, когда в процессе контроля выявляют, что уровень сигнала ниже предварительного определенного. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе составления графика дополнительно составляют график третьей ячейки, в которой прогнозируется местонахождение абонентского устройства в будущем, и второго предстоящего распределения во времени, прогнозируемого нахождения абонентского устройства в третьей ячейке, принимают на абонентском устройстве информацию о третьей ячейке и втором предстоящем распределении во времени, при этом дополнительно определяют на абонентском устройстве с учетом операции составления графика третьей ячейки, может ли устройство устанавливать связь в третьей ячейке, и через спутник переносят связь абонентского устройства в третью ячейку, после установления абонентским устройством предстоящего второго распределения во времени, когда абонентское устройство может устанавливать связь в названной третьей ячейке. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе составления графика дополнительно составляют график третьей ячейки, в которой названное абонентское устройство может согласно прогнозу находиться в будущем, и второго предстоящего распределения во времени, прогнозируемого нахождения абонентского устройства в третьей ячейке, при этом дополнительно определяют на абонентском устройстве, может ли абонентское устройство устанавливать связь в третьей ячейке, идентифицируют на абонентском устройстве целевую ячейку, для использования абонентским устройством при установлении связи, когда на этапе определения возможности абонентского устройства устанавливать связь в третьей ячейке, определяют, что абонентское устройство не может устанавливать связь в третьей ячейке, и через спутник переносят связь абонентского устройства в целевую ячейку. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе составления графика дополнительно составляют график третьей и четвертой ячеек, в которых названное абонентское устройство может согласно прогнозу находиться в будущем, и второго предстоящего распределения во времени в соответствии с прогнозируемым нахождением абонентского устройства в одной или более из числа третьей и четвертой ячеек, принимают на абонентском устройстве информацию о третьей и четвертой ячейках и втором предстоящем распределении во времени, при этом дополнительно определяют на абонентском устройстве, может ли абонентское устройство устанавливать связь в третьей и четвертой ячейках, выбирают на абонентском устройстве одну из указанных третьей и четвертой ячеек, когда на этапе определения возможности абонентского устройства устанавливать связь с третьей и четвертой ячейками, определяют, что абонентское устройство может устанавливать связь в третьей и четвертой ячейках, и переносят через спутник связь абонентского устройства в третью и четвертую ячейки после установления абонентским устройством предстоящего второго распределения во времени. 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что на указанном этапе выбора осуществляют на абонентском устройстве контроль за уровнем сигналов в каналах, которые связаны с третьей и четвертой ячейками. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что осуществляют проектирование второй и третьей ячеек из первого спутника, движущегося на орбите вокруг земли, и проектирование четвертой ячейки из второго спутника, движущегося по орбите вокруг земли, а на этапе выбора дополнительно выбирают на абонентском устройстве третью ячейку, когда уровни сигналов каналов, связанных с названными третьей и четвертой ячейками, практически равны. 10. Способ функционирования абонентского устройства в сотовой системе связи, предусматривающий этап проектирования со спутника перемещающихся относительно земли ячеек, отличающийся тем, что составляют с использованием первой из ячеек график, связывающий данные распределения во времени с идентичностью канала, причем упомянутую идентичность канала связывают с второй из названных ячеек и контролируют реальное время для определения наступления времени, описываемого названными данными распределения во времени из названного графика, причем после установления указанного времени, описываемого указанными данными распределения во времени, переносят связь из названной первой ячейки в названную вторую ячейку с помощью спутника в соответствии с указанным этапом контроля. 11. Способ по п.10, отличающийся в соответствии с этапом контроля тем, что определяют, указывает ли канал, идентичность которого зафиксирована в указанном графике и связи с данными распределения во времени, что связь в названной второй ячейке возможна, причем спутник передает информацию в случае, если на этапе определения выявляется, что связь в названной второй ячейке возможна. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что на этапе приема дополнительно принимают указанный график в ходе инициирования вызова, охватывающего устройства абонента, причем указанный спутник обеспечивает данные распределения во времени из графика, ответственные за момент времени, в который осуществляют инициирование. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют контроль за уровнем сигналов, на котором поддерживают связь во второй ячейке, и идентифицируют альтернативную ячейку для использования устройством абонента при установлении связи, когда в результате контроля определяют уровень сигнала ниже предварительно определенного уровня. 14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что устанавливают возможность потери вызова, идентифицируют ячейку повторного соединения для установления связи при получении на этапе определения информации о потере вызова и возобновляют связь через ячейку повторного соединения. 15. Способ по п.10, отличающийся тем, что на этапе приема дополнительно вводят операции приема графика, который связывает множество данных распределения во времени с соответствующим множеством идентичностей каналов, при этом множество идентичностей каналов связывают с соответствующим множеством ячеек. 16. Способ по п. 10, отличающийся тем, что этап приема содержит этап приема графика, дополнительно включающий в себя вторые данные распределения во времени, связанные с второй идентичностью канала, в котором вторую идентичность канала связывают с третьей из указанных ячеек, при этом дополнительно осуществляют контроль за реальным временем для определения, когда наступит время, описанное названными вторыми данными распределения во времени из названного графика, определяют, указывает ли второй канал, идентичность которого удостоверена в графике, что связь в третьей ячейке возможна, идентифицируют целевую ячейку для установления связи, когда на этапе определения указано, что устройство абонента не может устанавливать связь в третьей ячейке, причем спутник переносит связь устройства абонента в целевую ячейку. 17. Способ по п. 10, отличающийся тем, что этап приема содержит этап приема графика, дополнительно включающий в себя вторые данные распределения во времени, связанные с вторыми и третьими идентичностями каналов, причем вторые и третьи идентичности каналов связывают с третьей и четвертой ячейками соответственно, при этом дополнительно определяют, указывают ли второй и третий каналы, идентичности которых перечисляют в графике, что возможна связь и в третьей, и в четвертой ячейках, выбирают одну из третьей и четвертой ячеек, в случае, если на этапе определения указано, что устройство абонента может устанавливать связь в третьей и четвертой ячейках, причем указанный спутник передает сообщение на одну из указанных третью или четвертую ячейку. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что на этапе выбора дополнительно осуществляют контроль на абонентском устройстве за уровнем сигналов во втором и третьем каналах. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что проектируют вторую и третью ячейки с первого спутника, движущегося по орбите вокруг земли, и проектируют четвертую ячейку с второго спутника, движущегося по орбите вокруг земли, причем на этапе отбора дополнительно выбирают третью ячейку, когда уровни сигналов для второго и третьего каналов практически равны. 20. Сотовая система связи с предусмотренными передачами обслуживания, включающая в себя множество спутников, движущихся по орбитам относительно земли, причем спутники коллективно проектируют множество ячеек в направлении земли, устройство абонента может обмениваться данными с одним из спутников через первую из ячеек, отличающаяся тем, что устройство абонента содержит приемник обнаружения местоположения для обеспечения данных, описывающих местонахождение устройства абонента, планировщик каналов, реагирующий на сигналы с приемника обнаружения местоположения, для создания графика, связывающего канал, используемый во второй ячейке из множества ячеек, с данными распределения во времени, которые описывают, когда устройство абонента может находиться во второй ячейке, и средства переноса, связанные с планировщиком каналов, для перенесения связи для названного устройства абонента во вторую ячейку по мере поступления данных распределения во времени определяемого устройством абонента согласно указанному графику. 21. Система по п.20, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит средства инициирования в обмене данными с планировщиком каналов и устройством абонента, для инициирования вызова, охватывающего устройство абонента, а планировщик имеет такую конфигурацию, что данные распределения во времени зависят от момента инициирования вызова. 22. Система по п.21, отличающаяся тем, что конфигурация средств инициирования предназначена для передачи упомянутого графика устройству абонента до начала вызова. 23. Система по п.21, отличающаяся тем, что устройство абонента содержит средства контроля за уровнем сигнала, на котором названная связь второй ячейки имеет место, и средства идентификации альтернативной ячейки для установления связи, когда уровень сигналов, контролируемой средствами контроля, падает ниже предварительно определенного уровня. 24. Система по п.20, отличающаяся тем, что конфигурация планировщика каналов такова, что график связывает второй канал, используемой в третьей ячейке из множества ячеек, с вторыми данными распределения во времени, описывающими прогнозируемое время нахождения устройства абонента в третьей ячейке, а устройство абонента содержит средства определения, может ли названное устройство абонента устанавливать связь в третьей ячейке, средства идентификации, связанные со средствами определения, для идентификации целевой ячейки для установления связи, когда устройство абонента не может устанавливать связь в третьей ячейке, и средства переноса, связанные со средствами идентификации, для перенесения связи устройства абонента с целевой ячейкой. 25. Система по п.20, отличающаяся тем, что конфигурацию планировщика каналов выбирают такой, что указанный график связывает второй и третий каналы, используемые соответственно с третьей и четвертой из множества ячеек, с вторыми данными распределения во времени, которые описывают, когда устройство абонента согласно прогнозу может находиться в одной или более из указанных третьей и четвертой ячеек, а устройство абонента содержит средства определения возможности для устройства абонента устанавливать связь как в третьей, так и в четвертой ячейках, средства выбора, связанные со средствами определения, для выбора одной из названных третьей и четвертой ячеек, когда названное устройство абонента может устанавливать связь в третьей и четвертой ячейках, и средства для перенесения связи устройства абонента в одну из ячеек - третью или четвертую. 26. Абонентское устройство, к которому применимы предусмотренные графиком передачи обслуживания и функционирующее в сотовой системе связи, которая проектирует множество движущихся ячеек, отличающееся тем, что оно содержит приемник графика для приема через каналы связи, формируемые в первой ячейке из множества движущихся ячеек графика, который связывает данные распределения во времени с идентификацией канала, при этом идентичность канала связывают с второй ячейкой из множества движущихся ячеек, таймер, связанный с приемником графика, для контроля за реальным временем для описания момента времени, описанного данными распределения из названного графика, и связанные с таймером средства для перенесения связи из первой ячейки во вторую в соответствии с указанным графиком. 27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что вводят средства определения, связанные с приемником графика, таймером и средствами для перенесения связи, для определения, указывает ли канал, идентичность которого перечисляется в указанном графике в связи с данными распределения во времени, что возможна связь во второй ячейке. 28. Устройство по п.26, отличающееся тем, что вводят средства, связанные с приемником графика, для инициирования вызова, охватывающего устройства абонента, средства контроля, связанные со средствами из указанной ячейки, для контроля за уровнем сигналов, на котором осуществляют связь во время названного вызова, и средства идентификации, связанные со средствами контроля, для идентификации альтернативной ячейки, для использования устройством абонента для установления связи, когда уровень сигнала ниже предварительного определенного уровня. 29. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что конфигурация приемника графика предназначена для приема графика до начала названного вызова. 30. Устройство по п.28, отличающееся тем, что вводят средства, связанные со средствами инициирования, для определения, был ли потерян вызов, средства, связанные со средствами определения, для идентификации ячейки повторного соединения, для установления связи при потере вызова и средства, связанные со средствами идентификации, для возобновления связи через ячейку повторного соединения. 31. Устройство по п.26, отличающееся тем, что указанный график дополнительно включает в себя вторые данные распределения во времени, связанные с второй идентичностью канала, причем вторую идентичность канала связывают с третьей ячейкой из множества движущихся ячеек, при этом конфигурация названного таймера предназначена для определения, когда наступает время, описанное вторыми данными распределения во времени из названного графика, а устройство абонента, кроме того, содержит определения, связанные с приемником графика, для определения, указывает ли второй канал, идентичность которого перечисляется в указанном графике, что связь в третьей ячейке возможна, средства, связанные со средствами определения, для идентификации целевой ячейки, для использования устройством абонента для установления связи, когда устройство абонента не может установить связь в третьей ячейке, и средства, связанные со средствами идентификации, для переноса связи устройства абонента в целевую ячейку. 32. Устройство по п.26, отличающееся тем, что упомянутый график дополнительно содержит вторые данные распределения во времени, связанные с второй и третьей идентичностями каналов, причем указанные вторую и третью идентичности каналов связывают с третьей и четвертой ячейками соответственно из множества движущихся ячеек, а устройство абонента дополнительно содержит средства, связанные с приемником графика, для определения, указывают ли второй и третий каналы, идентичность которых перечисляется в упомянутом графике, что связь в названных и третьей, и четвертой ячейках возможна, средства, связанные со средствами определения, для выбора одной из третьей и четвертой ячеек, когда абонентское устройство может установить связь и в третьей, и в четвертой ячейках, и средства, связанные со средствами выбора, для переноса связи устройства абонента в одну из ячеек - третью или четвертую.