CN1226788A - 全球移动寻呼系统 - Google Patents

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Abstract

通信系统(10)包括至少一个卫星(105)、地面网关(103)、地面寻呼系统(109)、用户单元(106),能通过卫星或地面寻呼系统无线地耦合到地面网关。网关包括寻呼系统(300),用于接收给用户单元的寻呼消息、存储寻呼消息和通过卫星系统或地面寻呼系统选择地传递接收的寻呼消息到用户单元。网关通过至少一个卫星、虚拟网关(107)、和寻呼机接口单元(108)双向地耦合到地面寻呼系统。

Description

全球移动寻呼系统
本发明总的涉及卫星通信系统，具体地涉及为具有用户终端的用户提供寻呼业务的卫星通信系统。
传统的寻呼系统利用地面传输系统来向用户终端提供寻呼和短消息。这些消息可包括通过互联网发送的电子邮件和其它存储的消息的传递。这些系统实质上是本地的，或充其量是国内系统。移动卫星系统(MSS)的出现允许把这些系统扩展到全球传递寻呼和其它消息。现有的基于卫星的系统，例如，被称为铱系统的一个系统，需要进行星上的处理，以便传递消息给已知是处在某个位置的用户。在这样的系统中，中央数据库或分布数据库使用卫星来传递寻呼业务。
然而，这些和类似的系统是不经济的，因为用户可能在室内而与卫星之间有阻隔，因而，阻碍卫星的消息传递。用户终端也可能被关断，因而不能接收寻呼消息。
另外，在传统的寻呼系统中，用户不能从一个寻呼系统漫游到另一个寻呼系统，因为寻呼系统一般具有这种困难，即一个系统的寻呼机不能在另一个系统中工作。
本发明的第一个目的和优点是提供一个通信系统，它至少部分地根据用户位置或可使用性，从而使得用户能通过一个基于卫星的通信系统或通过传统的地面寻呼系统来接收寻呼消息。
本发明的再一个目的和优点是提供一个通信系统，它使得用户能通过一个基于卫星的通信系统或通过传统的地面寻呼系统来接收所存储的寻呼消息。
本发明的另一个目的和优点是提供一个通信系统，它使得寻呼用户能通过一个基于卫星的通信系统或通过传统的地面寻呼系统自由地漫游在广泛的地理区域和接收寻呼消息。
通过按照本发明的实施例，克服了上述的和其它的问题以及实现这些目的和优点。
按照本发明的卫星通信系统把寻呼消息从用户的原籍网关传递到进行传递的地面网关，以用于寻呼消息的进一步的传递，或用于由用户来进行的消息恢复。
使用本发明可以使得用户能在那些存在有不兼容的寻呼系统的区域之间漫游，并且同时允许用户利用一个可兼容的地面寻呼系统，如果它是可供使用的话。
按照本发明的实施例的通信系统包括至少一个卫星、能双向地耦合到至少一个卫星的至少一个地面网关、至少一个地面寻呼系统、以及至少一个用户单元，该用户单元能通过该至少一个卫星以无线方式耦合到地面网关，或以无线方式耦合到地面寻呼系统。该网关包括一个寻呼系统，用于接收给用户单元的寻呼消息、用于存储该接收的寻呼消息、和用于通过该至少一个卫星中的一个卫星或通过地面寻呼系统选择地传递接收的寻呼消息给用户单元。该网关通过该至少一个卫星、虚拟网关、和寻呼机接口单元从而双向地耦合到地面寻呼系统。该寻呼机接口单元包括寻呼机消息和恢复系统，用于存储寻呼消息，直到确定该寻呼消息是一个通过地面寻呼系统成功地传递到或没有成功地传递到用户的寻呼消息为止。该网关根据原籍位置寄存器和访问位置寄存器中的至少一个的内容来选择地传递接收的寻呼消息。该网关借助于使用至少一次重新尝试通过原先选择的寻呼消息传递路由或通过另一条寻呼消息传递路由来选择地传递存储的寻呼消息。网关还响应于寻呼消息传递的应答，以便记录寻呼消息的传递，从而用于计费目的。同样地，寻呼机接口单元响应于对通过地面寻呼系统的寻呼消息传递的应答，对传递寻呼消息的指示进行存储，以及通过虚拟网关和至少一个卫星发来送所存储的指示给网关。对于试图传递寻呼消息不成功的情况，以及在某个将来的时间，系统将把存在着已存储的寻呼消息通知用户单元的用户，并且根据用户的请求，恢复和传递所存储的寻呼消息。
在本发明的另一个实施例中，用户单元只同地面寻呼系统一起工作，以及在网关(原籍网关或漫游到的网关)处的所有接收的和存储的寻呼消息都通过卫星、虚拟网关、和寻呼机接口单元被传递。
当结合附图阅读随后的对本发明的详细描述时，本发明的上述的和其它的特性将更明显，其中：
图1A是按照本发明的卫星通信系统的简化方框图，卫星通信系统包括卫星星座、PSTN连接的地面网关(GW)，通过地面数据网(GDN)被连接到地面操纵控制中心(GOCC)的PSTN连接的地面网关(GW)、以及手持的、或车载的、或固定的用户终端或单元。
图1B是按照本发明的方法的逻辑流程图。
图2是双寻呼机模式用户单元的简化方框图。
图3A是按照本发明实施例的双模式卫星/地面寻呼系统的系统级方框图。
图3B是按照本发明实施例的单模式的，仅限于地面的寻呼系统的系统级别方框图。
图4A和4B描绘了有助于解释本发明的各种不同卫星轨道。
图5是按照本发明的具有寻呼系统的地面网关的简化方框图。
图6A、6B、和6C说明了对于图3A的双模式系统的各种运行模式的信号和运行流程。
参照图1A，卫星通信系统10包括卫星105的星座12(它们可以处在同步或非同步轨道)、多个地面网关(GW)103、以及多个用户终端(UT)(这里也称为双模式寻呼机或用户单元106，图上只显示了其中的一个)。每个GW103有一个相关的GW服务区域14，并被连接到地面电信网络，例如公共交换电话网(PSTN)102。地面数据网(GDN)20把GW103连接到地面操作控制中心(GOCC)22。GOCC22除具有其他功能外，特别是负责至少部分地根据历史的系统使用模式得出长期系统资源分配规划，以及把这些规划传送到GW103。GW103负责执行长期规划，并且对规划作出实时调整以适应在要求上的增减、卫星和用户单元之间存在的RF信号障碍和阻断、瞬时衰落、呈现的来自外部源的干扰、以及会影响系统10的运行的其它因素等。
用户单元106通过卫星105的中继接收送往和来自GW103的信号。GW的天线15提供前向馈电链路15A和反向馈电链路15B，并对于非同步卫星情况(例如，LEO或MEO)，当卫星在天空中运动时，能够跟踪卫星。卫星105可以是弯曲的管道转发器，它把前向业务链路16A发送到UT106，并从UT106接收反向业务链路16B。用户单元106在能够进行话音和或数据通信的情况下，可通过其服务区域14包含该UT的GW103和通过一个或多个卫星105被连接到PSTN102。在本发明的优选实施例中，馈电链路15A,15B和业务链路16A,16B是直接序列(DS)-CDMA链路，虽然在其它实施例中，也可使用TDMA链路。
为了描述适合于在实施本发明时使用的卫星通信系统的实施例，可能必须参考以下的美国专利：1993年8月3日颁发的美国专利No.5,233,626,Ames的“Repeater Diversity Spread SpectrumCommunication System(转发器分集扩频通信系统)”；1997年1月7日颁发的美国专利No.5,592,481,Wiedeman等的“Multiple SatelliteRepeater Capacity Loading With Multiple Spread Spectrum GatewayAntenna(装载有多个扩频网关天线的多个卫星转发器容量)”；1995年9月5日发布的美国专利No.5,448,623,Wiedeman等的“SatelliteTelecommunication System Using Network Coordinating GatewayOperative With A Terrestrial Communication System(使用与地面通信系统协调工作的网关的网络的卫星通信系统)”；1994年4月12日颁发的美国专利No.5,303,286,Wiedeman的“Wireless telephone/Satellite roaming System(无线电话/卫星漫游系统)”；1997年4月18日颁发的美国专利No.5,619,525,Wiedeman等的“Closed loopPower Control For Low Earth Orbit Satellite CommunicationSystem(低地球轨道卫星通信系统的闭环功率控制)”；1995年6月6日颁发的美国专利No.5,422,647,Hershfield等的“MobileCommunication Satellite Payload(移动通信卫星有用负载)”。这些美国专利所公开的内容结合在此以供参考。
作为介绍，在全球移动卫星通信系统(GMSS)中，用户通常被登录到一个网关103上，该网关当用户处在服务的卫星105与网关105的范围内时提供业务给用户。当用户对他的终端或用户单元106加电时，用户通常就被分配给一个网关。网关103的位置可以是用户的“原籍”网关或另一个“远端”网关。用于登录用户终端的一种适当的技术的有关描述可在R.A.Wideeman和P.A.Monte的美国专利NO.5,526,404中找到，该专利所公开的内容在此结合以供参考。用户单元106在登录到网关后，被称为附着在所漫游到的网关，这是通过其用户终端被登录到访问位置寄存器(VLR)来实现的，它通常被用户的原籍位置寄存器(HLR)鉴权。
全球寻呼系统可能出现的问题是，用户可能(a)关断用户终端；(b)移动进入建筑物内，或某些会使用户终端与卫星之间受到阻隔的地方；(c)移动到另一个位置，从而不再能被所分配的网关所到达；或(d)选择了阻止接收寻呼信号的一个终端使用模式。在这些示例情况的任一种情况下，用户单元106不能接收卫星寻呼。
用户终端的识别(ID)可以通过几种方式。用户单元可以具有电子序列号(ESN)(它是一个对于正在被使用的全球系统来说是独特的GMSS电话号码)、本地电话号码、或地面寻呼号码和ID。
寻呼系统通常被用来通知用户：有对该用户的电话呼叫，但这些呼叫由于用户正处在忙状态或因为上面提到的理由而不能提供使用，从而不能被传递。通常，用户通知呼叫方：如果你没有接通我，则呼叫这个号码以便接通我的寻呼机。替换地，如果用户不提供这个号码，则由计算机产生的语音可告诉呼叫方在电话的按键音拨号板上选择一个号码，然后用户被引导到一系列步骤，以允许呼叫方发送消息给系统用户。还有产生寻呼消息的其它方法。无论如何，寻呼消息最终由呼叫方形成，并被传递到用户的“原籍”网关，或在某些情况下传递到被访问的网关。
如图1B所示，这样形成的寻呼被与用户ID相合并，并被准备用于传递(方框A、B、C)。如果用户处在“原籍”位置，则在鉴权后，用户被寻呼，如果被寻呼的用户接收到应答(ACK)，则认为寻呼已被传递(方框D、E、F、G)。在这种情况下，消息被释放，且系统返回到等待状态(方框H、I)。然而，如果用户当前没有在“原籍”网关中被登录，或如果登录但是不可供使用，则系统必须完成某些附加的任务。如果用户处在“原籍”位置，则这些任务之一是存储消息，直到一个较晚些时间，并当用户是可提供时，传递该消息。然而，这意味着，用户的可提供性的某些记录必须被保持，从而导致了有关用户的可提供性的来自用户的反馈。而且，因为许多消息是在时间上严格的，所以重要的是尽可能快地传递寻呼。按照本发明，一个方法是，试图通过一个第二系统(典型地是可以更容易穿透建筑物和其它RF障碍物的本地的地面系统)来进行传递。
还参照图1B，如果卫星传递寻呼不成功，则系统通知地面系统，且试图通过“双模式”寻呼系统进行传递(方框J、K、L、M)。在这种情况下，假定用户具有双模式地面和卫星寻呼单元106，如图2所示。典型地，单元106具有两个分开的射频(RF)链106a和106b，以及两个分开的调制单元(如果需要的话)。显示器106c和键盘106d可在两个不同系统中被复用。回到图1B，如果地面传递在若干次重试以后仍不成功(方框N)，则消息被传送到远端网关，且消息被再次发送(方框O、P、Q)。
如图3a和3b所示，并不是总是必须利用直接卫星寻呼功能。考虑双模式的情况，如图3a所示。呼叫者101连接到公共交换电话网PSTN(或任何其它网络)102。而接下来所拨打的号码又把呼叫路由到“原籍”网关103，它又接下来格式化寻呼信号，并把它在链路104(a)上路由到卫星105，因此通过链路104(b)路由到双模式寻呼机或用户单元106。如果成功，则运行结束。如果不成功，则网关103试图通过地面系统传递，这就需要借助于对寻呼格式化和把它经链路104(a)路由到卫星105、从而经链路104(c)路由到“虚拟”网关107。虚拟网关107由能在用户单元106所使用的频带中工作的收发信机组成，并为网关103提供到地面通信基础结构(在这种情况下，是到地面通信寻呼系统109)的本地连接。虚拟网关107接收寻呼消息，并把它经地面寻呼机接口单元108与链路113路由到地面寻呼系统109，用于在地面传递链路110上传递。
一个不需要使用卫星寻呼接收机的替换系统允许只经过地面段传递寻呼。参照图3b，呼叫者101连接到PSTN(或其它网络)102，从而连接到网关103。然后，网关把寻呼消息经过卫星105在链路104(a)和104(c)上发送到虚拟网关107，然后，它以类似于上面所描述的方式把寻呼消息经地面寻呼系统109路由到用户单元106。
在这些和其它方法中的基本考虑是如何选择和传递寻呼消息到正确的地面系统，考虑到一般有许多这样的系统可供使用，以及地面系统总的具有短范围的传输特性。
在传递寻呼消息时的第一步骤是确定使用GMSS寻呼机的用户的位置，然后选择发送寻呼的装置，然后实际上传递寻呼，或试图传递和再试(如果必须的话)，接着确定寻呼传递的成功以及对成功的寻呼传递进行正确地计数、计费、和记录。现在更详细地描述这些步骤中的每个步骤。
步骤1，确定用户的位置
全球移动卫星系统通常利用位置定位作为登录用户和确定哪个网关服务于该用户的手段。由于系统的全球特性、卫星覆盖区域的广阔性、以及用户处在由卫星或卫星星座看到的几个国家中的任何一个国家的可能性等因素，这是必须的。位置定位方法可以通过卫星星座本身在用户单元加电后登录用户而完成，或可以包括其它方法，例如使用全球定位系统(GPS)或任何其它方法。在任何情况下，用户的位置通过网关103、虚拟网关107、或通过这二者而使得它对于系统来说是已知的。
典型地，系统所知道的是它在上一次所得知的用户单元106的位置，虽然这个位置定位信息可能是过时的，特别是如果用户在很长时间间隔内没有被监听到。然而，上一次知道的用户单元106的位置形成很好的起始点。
步骤2：第一寻呼传递试图-双模式
假定呼叫者101已在网关103存放了寻呼请求，用户ID被附着在寻呼消息上，以及网关103的数据库对于用户的可使用性被受到检验。如果用户通过由VLR进行的HLR询问尚未通知网关103：用户单元106正在漫游，则网关103假定用户单元位于“原籍”网关103的范围内。如果传递寻呼消息的试图不成功，则进行通过地面系统109的传递试图。网关103在得知道用户位于“虚拟波束”范围内及附着在“虚拟网关”107时，就试图通过该系统传递。在“n”次试验后，网关103假定进一步的传递试图将是无效的，并结束寻呼传递。
步骤3：第二寻呼传递试图-双模式
把全球寻呼消息传递到用户单元106，有两种潜在的解决办法。第一种解决办法假定，“原籍”网关103具有并保持从在用户单元106登录到访问的网关时执行的登录询问中得知的访问的网关的定位的知识。在这种情况下，“原籍”网关103只需要保持用户已漫游了哪一个网关的知识，通过下面将讨论的某些装置来把寻呼消息传递到访问的网关，并指令访问的网关应用如上面讨论的图1所示的程序通过地面或通过卫星装置来传递寻呼消息。第二种解决办法假定，“原籍”网关103没有保持用户单元106的定位的知识。在这种情况下，“原籍”网关1只需要询问所有其它网关：用户单元106当前正在由哪个网关对它进行服务。这可以通过在一个互联所有网关的地面数据网(GDN)上发送询问消息而完成。替换地，这可以通过使用卫星网络本身而完成。在得知了用户终端的定位以后，寻呼消息被发送到当前服务的网关103以用于传递。
步骤4：考虑传递寻呼
成功地传递寻呼消息的系统把呼叫者通信或寻呼消息传递的成功通知给“原籍”网关103或存在点(POP)，因而结束寻呼消息进程。由任一个或所有的网关和/或所涉及的地面系统来正确地计算该寻呼进程。替换地，计算和计费该寻呼消息可通过按单位时间计费或按每月或每年计费来完成。
寻呼消息可通过几种不同技术被发送到远端网关。例子包括(但并不受限于)通过PSTN或专用网102、通过地面数据网20(它连接到所有的网关103)、或通过互联网或任何其它适合的装置。
低地球轨道(LEO)卫星系统具有传递消息到整个地球上的能力。网关互联、用户定位知识、用户存储和转发能力、以及互联的组合允许把消息从一个网关传递到另一个网关，而不用使用地面设施。LEO步行者(Walker)轨道，具体地，具有把要通过如上面讨论的网关/卫星中继来发送的消息或要通过地面系统来分发的消息进行分发的能力。
例如，参照图4a，一个卫星105a在平面A上按给定方向进行轨道运行，以及第二卫星105b在平面B上也按给定方向进行轨道运行。由于在每个平面上具有一定数目的卫星位置以及特定性质的位相，在一个时间点上，两个卫星相隔距离D。典型的星座可使用某些“步行者”轨道。
对于圆形轨道的情况，两个卫星将互相再次处在同样的相对位置上，以及相隔为精确地落后1/2轨道的相同的距离。对于在许多平面上的许多卫星，可以计算一条路线，它可以使得消息为了传递到接收的网关而在空间中被保持和存储的时间为最小。在图4b中，有一个可以是“原籍”网关的103a的网关(GW1)，以及在世界任何地方的另一个位置，有另一个被称为“远端”网关103b的网关GW2。网关103a通过使用到卫星105a的链路104a把寻呼消息上行链接到合适的卫星(由网关预先确定为用于首先载送消息的最佳卫星的卫星)。卫星105a可接收消息、解调RF载波、译码解调信号(如果必须的话)、以及把消息存储到在星上的存储器，以用于以后传送到网关或另一个卫星。卫星105a在平面A上沿轨道路径111移动到一个已经预定的点P113，并准备好用于转送的消息(或许连同其它的消息)。如果被寻址的网关对于卫星105a是看得见的，则它下载消息到那个网关。如果网关是看不见的，则它把消息转移到正在向网关103b方向移动的卫星105b。在预定时间，卫星105a把带有被编码(如果必须的话)并被调制到RF载波的消息的该RF载波发送到卫星105b。这个传输可由卫星105a上的全向天线或定向天线来完成，定向天线指向卫星105b的方向。这样发送的信号由卫星105b以安装在卫星105b上的全向天线或定向天线进行接收。如果使用定向天线，则定向天线指向卫星105a的方向。在任何情况下，信号被卫星105b接收、解调和译码(如果必要的话)，以及被存储到在卫星上的存储器，以用于以后传送到网关或另一个卫星。然后，卫星105b在平面B112上沿轨道路径移动到另一个预定的点Q114，在其中卫星105b重复卫星105a的运行，把消息转移到另一个卫星，以用于传送到另一个位置，或它把消息下载到网关GW2103b。这个过程重复进行，直到最后接收的卫星在空间位于一个可转移消息到网关GW2103b的位置为止。在这时，通过空间载送消息的卫星准备好用于传输消息到地面。在预定时间，卫星105b或其接续的卫星把带有编码(如果必须的话)并被调制到RF载波的消息的该RF载波发送到网关GW2103b。这个传输可由卫星105b或其接续的卫星上的全向天线或定向天线来完成，定向天线指向网关GW2103b的方向。在链路104b上这样发送的信号由网关103b通过全向天线或定向天线进行接收。如果使用定向天线，则定向天线指向卫星105b的方向。信号被网关GW2103b接收，并按如下方式进行处理。
传递网关的运行
包含消息的信号被网关GW2103b接收，如图5所示。网关103b包括几个部分。第一部分是射频(RF)部分200，它包括天线15、其它射频元件(图上未示出)、上和下变频器202、203，它们放大、滤波、和变频进入的和外出的消息。这些消息被发送到数字模拟部分400，以用于变换和定路由。寻呼消息被发送到寻呼系统300，后者包括计算部分301，消息中心302、数据库303、和寻呼机计费和计算子系统304。网关系统以以下的方式运行。
信号从载送卫星105下载到预定的网关103b。包含寻呼消息的信号被一个或多个网关天线201接收、下变频、然后被传送到数字/模拟部分400。该消息在解调和译码后，被传送到寻呼机子系统300。该消息在这部分中由计算部分301接收。可将由其号码、ESN、或其它ID来描述用户单元的消息的标题提取出来，并确定其目的地。然后计算部分301询问数据库有关传递的信息。如果网关103b能够直接传递消息，则接着进行上面已描述的和图1B中的所示处理过程。如果网关103b不能够直接传递消息，则接着进行如上面描述的和图3a和3b中所示的由替换的传递机制传递消息的处理过程。如果不能由上面描述的任何技术来传递消息，则消息被转移到消息中心302，以用于将来传递，并且如果想要的话(可任选地)，形成一个非传递的消息，并借助于GDN或通过与上面所描述的用于消息传递到远端网关相同的传递机制以便将其发送到起始的网关GW1 103a。
作为典型的例子，当网关传递消息到想要的用户单元106时，提供以下的处理过程。
假定给用户的消息已被远端网关GW2 103(b)接收以及被发送到寻呼子系统300。有三种传递方法。第一种是只用卫星，如图6A所示，第二种是卫星带有地面支持，如图6B所示(或相反，地面带有卫星支持)，以及第三种是只使用地面设备，如图6C所示。
双模式系统用来允许用户从一个系统漫游到另一个系统，即使被漫游到的系统由于技术上的不兼容而不允许工作。考虑带有双模式寻呼机的漫游全世界的用户的情况。在用户可能位于的每个位置，将有：(a)可由普通的地面装置接入的可兼容的地面寻呼系统109；(b)不能由普通的地面装置接入的可兼容的地面寻呼系统109；(c)没有可兼容的地面寻呼系统109，或完全没有寻呼系统。
在情况a中，寻呼机单元106以正常地面方式工作，以及如果地面寻呼系统109不能达到用户，则可利用卫星支持。在情况b中，如果可供使用，则用户由卫星系统10寻呼，以及如果不可供使用，则本发明提供以卫星系统引导的地面装置作为支持。在情况c中，当地面系统因为一、缺乏地面系统，或二、一个系统与另一个系统的技术上不兼容而不能接入时，本发明通过卫星提供寻呼。
对于只用卫星传递的情况，并参照图6A，用户单元106只能够进行卫星接收。用户单元106被登录到系统10，并(作为工作的用户)被附着到网关GW2。当寻呼消息从GW2被发送时，用户单元106可以处在几种状态之一。例如，用户单元106可以被接通电源，并接收卫星信号，用户单元可以被接通电源，并且没有接收卫星信号(被建筑物或其它障碍物阻塞)，或用户单元106可以被关断。现在讨论对于这些状态的每个状态下系统的工作。
用户单元接通和可供使用：
来自呼叫者101的消息被传递到寻呼系统300，并被格式化成对于传递所需要的适当的消息格式。然后网关(GW2)103检验通过卫星105的直接传递的可供使用性。如果有可能进行直接传递，则网关106证实用户被登录及被激活，其方法是首先检验VLR(如果在原籍，则检验HLR)，然后通过在“寻呼”信道上发送呼叫告警来验证用户是可适合于接收消息的。用户单元106(如果被接通)接收呼叫告警，并把应答(ACK)发送回网关103。如果是另一种情况，网关103在“n”次试验后确定用户单元106是不适合的，则它就替代地发送带有其相关的ID的消息到消息中心300，以用于以后的恢复和/或在将来的重新发送。假定ACK已被接收，则网关103把接收消息的合适的信道(这可以是“寻呼”信道)通知给用户单元106。用户单元106接收信道信息，并转移到特定的信道，并将接收成功通知给网关103。网关103在被告知用户单元106已准备好接收后，就移到适当的信道，并发送消息。所接收的消息被用户单元106解调、译码和显示给用户。可任选地，用户单元106对接收的ACK格式化并将ACK发送到网关103。网关103接收ACK，并结束处理过程，如果合适的话则进行计费，并且可任选地把接收的消息(它可能与来自其它寻呼的其它接收的ACK消息合并)发送到GW1 103(a)。
用户单元关断或不可提供使用但仍旧位于GW2：
如前所述，来自呼叫者101的消息被传递到寻呼子系统300，并被格式化成传递所需要的适当的消息格式。网关(GW2)然后检验通过卫星105的直接传递的可提供性。如果有可能进行直接传递，则网关103证实用户是被登录及被激活的，其方法是首先检验VLR(如果在原籍，则检验HLR)，然后通过在“寻呼”信道上发送呼叫告警消息的来验证用户是可适合于接收消息的。用户单元106，如果接通，则接收呼叫告警，但并不把应答(ACK)发送给网关103，因为用户单元可能被阻断到一个或多个卫星105。如果被阻断或不可供使用，则网关103在“n”次试验后，确定用户单元106是不可提供的，并发送带有其相关的ID的消息到消息中302，以用于以后的恢复和/或在将来的重新发送。假定网关103发现，用户单元106没有被登录，但仍旧附着于GW2，则网关也发送消息与ID到消息中心302。在将来的时间，用户单元106在网关GW2登录到系统10上。网关进行响应，并发送一个准备好接收消息的信息给用户单元106。在这时或在将来的时间，用户可询问消息中心302，以确定是否存储有消息。在这种情况下，包括用户的ID在内的询问消息从用户单元106被发送到网关103，网关接收询问消息并通过消息中心302证实一个或多个消息是可供使用的。如果有一个或多个存储的消息供用户使用，则由消息中心302按格式产生一个“是”的回答，否则通过格式化产生一个“否”的回答。被格式化的消息可以是具有一定比特的数据的形式，它可被用户单元106译码，并为用户显示出“是”或“否”。消息等待的证实从网关103被发送到用户单元106。然后，如果需要的话，用户可以通过格式化一个“请求”消息信号及发送该请求给网关103来恢复消息。网关103在接收到对消息的请求以后发送一个恢复消息信号给消息中心302，消息被排队(消息还可由用户通过使用隐藏在请求的消息中的附加命令而被过滤或限制)，并被发送到计算部分301，以便传递到数字/模拟部分400，用于从网关103经过分配的信道传输到用户。
用户单元关断或不可提供使用，但不位于GW2：
用户可能已从GW2的位置移到另一个GW(N)或到原籍网关。在这种情况下，可任选的GW1应答消息是有用的。假定，在本例中，用户单元106在GW2注销，并刚好在GW(N)上登录。然后，GW(N)询问在GW1处的HLR数据库，以证实要被附着在GW(N)上的用户单元106是正确的以及被鉴权允许漫游的。该程序然后触发询问寻呼系统300，以便证实所发送的消息已被接收。假定用户在消息被发送以前已在GW2注销，以及用户还没有从GW2请求他的消息，则GW1将不知道对于所接收消息的应答(ACK)。在这种情况下，GW1将格式化未被传递的消息的另一个拷贝，并按照上面描述的程序发送它们，于是新网关执行上面所描述的任务。在适当的时间长度(例如几天)以后，由于没有传递所存储的消息，GW2从其数据库303中删除了给用户的消息，并结束寻呼用户的努力。
通过带有地面支持的卫星进行传递
现在参照图6B，寻呼消息按照以下的程序以类似于只有卫星的方法中的方式被传递。寻呼消息和用户ID被GW2或GW(N)接收，这根据用户的当前位置而定。
用户接通和可适合的：
来自呼叫者101的消息被传递到寻呼子系统300，并被格式化成对于传递所需要的适当的消息格式。然后网关(GW2)103检验通过卫星的直接传递。如果有可能进行直接传递，则网关103证实用户单元106被登录及激活，其方法是首先检验VLR(如果在原籍，则检验HLR)，然后通过在“寻呼”信道上发送呼叫告警来验证用户是可适合的接收消息的。用户单元106如果被接通，则接收呼叫告警，并把应答(ACK)发送给网关103。如果没有接收到ACK，则网关103在“n”次试验后，确定用户单元106是不可提供的，并发送带有其ID的消息到消息中心300，以用于将来的恢复和/或重新发送。
假定对于这种情况，ACK已被接收，则网关103把接收消息的合适的信道(这可以是“寻呼”信道)通知用户单元106。用户单元106接收信道信息，以及转移到特定的信道，并通知网关103接收成功。网关103在被告知用户单元106已准备好接收后，移到适当的信道，并发送消息。所接收的消息被解调、译码和显示给用户。可任选地，用户单元106格式化接收的ACK，并把接收的ACK发送到网关103。网关103接收ACK，并结束处理过程，如果合适的话，进行计费，并可任选地把接收的消息(可能与来自其它寻呼的其它接收的ACK消息合并)发送到GW1 103(a)。
用户接通但是不可提供：
如果用户单元106被登录，并且是被激活的，但并不响应于呼叫告警，则用户单元106可能已移动到建筑物内，或者受到阻隔从而从所有卫星都看不到他。系统10通过把呼叫重新路由到备用的地面寻呼系统109来响应于这种情形。系统10在“n”次试验以后检验可服务于用户单元106的虚拟网关107。首先，网关103检验数据库，以确定可兼容的地面寻呼系统109是否可供使用，以便服务于用户单元106。如果确定：双模式用户单元106在与靠近其所在位置处的虚拟网关107一起工作时，不具有与地面寻呼系统109的兼容性，则网关103把消息路由到消息中心302，以用于以后的传递。
如果发现用户单元106具有可兼容的地面寻呼系统109，则网关103改为试图通过地面寻呼系统109来进行消息传递。网关103向适当的虚拟网关107发出呼叫通知。虚拟网关107用ACK(应答)作为响应，表示已准备好进行接收。网关103然后分配信道资源，并把信道通知给虚拟网关107。虚拟网关107移到被分配的信道，通知网关：它已准备好进行接收，于是网关103移到分配的信道并发送消息到虚拟网关107。虚拟网关107接收信号，把它下变频到IF(中频)，或如果必要的话，变频到基带，解调信号，以及如果必要的话把消息译码。接收的消息然后被传送到寻呼机接口单元108，在这里，它被格式化以便发送到地面寻呼系统109。优选地，制作出消息的复制品，把它存储在寻呼机接口单元108的存储器(这例如是寻呼机接口单元108中的可任选的消息存储和恢复系统108a)中。寻呼机接口单元108把消息格式化成地面寻呼系统109所需要的格式，并把它连同用户ID一起传送到地面寻呼系统109。寻呼机接口单元108优选地以这样的方式被构成，以便能与多种不同类型的地面寻呼系统相接口。消息可通过链路113被传送，该链路可以是有线连接或无线连接。地面寻呼系统109从链路113接收寻呼消息，并按照其本身的方法，试图在另一条地面传递链路110上将信息传递到用户单元106。如果地面寻呼系统109具有传递应答能力，则ACK被形成，并在链路113上被传送回寻呼机接口单元108。两种类型的ACK都是可能的：第一是成功传递的ACK，第二是不成功的ACK，它通知寻呼机接口单元108：消息不能被传递。如果成功，寻呼机接口单元108形成一个成功的传递消息，并把该消息传送到虚拟网关107，以便传递到网关103。网关103然后可任选地发送一个被传递的消息给网关GW1。如果地面寻呼系统109改为发送一个不能传递消息给寻呼机接口单元108，则形成一个不能传递消息，并把它传送到虚拟网关107，以便传递到网关103。网关103然后把消息的复制品存储在消息中心302，以用于以后传递，并通知GW1：消息不能被传递。
在某个将来时间，用户单元106在网关GW2处登录到系统10。网关进行应答并发送一个准备好接收消息的信息给用户单元106。网关进行响应并发送一个准备好接收消息的信息给用户单元106。在这时，或在将来的时间，用户可询问消息中心302，以确定是否有存储的消息。询问消息被发送到网关GW2，网关接收询问消息并通过消息中心302证实消息是可供使用的。如果有消息，则由消息中心302按格式产生一个“是”的回答，否则由消息中心302产生一个“否”的回答。这些被格式化的消息可以是具有一定比特的数据的形式，它可被用户单元106译码，并对用户显示出“是”或“否”。消息等待的证实然后从网关103被发送到用户单元106。然后，如果需要的话，用户可以通过格式化一个请求消息的信号及发送该请求消息给网关103来恢复消息。网关103在接收到请求消息以后发送恢复的消息给消息中心302，因此，消息被排队(消息还可由用户通过使用嵌入请求消息中的附加命令而被过滤或限制)，并被发送到计算部分301，以便传递到数字/模拟部分400，从而用于从网关103经过分配的信道传输到用户，如前面所描述的那样。
通常，在这个步骤期间，用户单元106是可提供的，但在恢复过程期间，可能变成为与卫星之间发生阻隔(即，不可提供的)。如果正是这种情况，则当如果由卫星传递时的试图都不成功时，系统10将重复交替地试验通过地面寻呼系统109来传递消息。
如果用户已从GW2的位置移到另一个GW(N)或到原籍网关，则从GW2传递消息的可能性是不可提供的。在这种情况下，可任选的GW1应答消息是有用的。假定，用户在GW2处已注销，并刚好在GW(N)登录上，于是，GW(N)询问在GW1处的HLR数据库，以证实试图成为被附着在GW(N)上的用户单元106是有效的以及被鉴权允许漫游的。该程序然后启动询问寻呼系统300，以证实所有发送的消息已被成功地接收。假定用户单元106在消息已能被发送之前已被注销，以及用户单元106还没有从GW2请求到来自GW2的消息，则GW1将不知道对于所接收的消息的应答(ACK)。在这种情况下，GW1于是便格式化未被传递的消息的另一个拷贝，并按照上面描述的程序发送它们。如前面所描述的，在某个时间周期以后，任何不成功地发射的消息可以从系统10被删除。
通过带有卫星支持的地面寻呼系统进行传递：
这个方法类似于上面所描述的方法，不同之处在于首先进行地面的尝试，并在地面尝试失败的情况下使用卫星系统作为备用。
只通过地面的传递
对于把消息传递到只具有地面寻呼系统109作为接收寻呼的装置的用户单元106的一种方法，可参照图6C。当两个系统是能兼容的，因而用户单元106能从一个系统漫游到另一个系统的情况下，这个方法是有用的。寻呼消息被网关103接收，并被发送到寻呼子系统300，在其中它被格式化以用于传递。网关103通过其它手段来检验直接传递，并发现用户单元106是只能通过地面寻呼系统而传送到的。网关103从位置数据库(并且可能地从由GW1提供的信息)证实用户单元106的一般位置。然后网关103检验可与在地面寻呼系统109的范围内的用户单元106兼容的虚拟网关107。如果没有找到这样一个虚拟网关，则通过格式化产生一个不能传递的消息，并把它传送到原先的网关103。如果找到了与用户单元106能兼容的虚拟网关107，则网关103发送该消息和用户ID的复制品给消息中心302，并向所选择的虚拟网关107发出呼叫通知。虚拟网关107接收呼叫通知，并发送已准备好接收ACK的信息作为回答。已准备好接收ACK的信息被网关103接收，然后它把信道资源分配到虚拟网关107。信道资源消息被虚拟网关107接收，该网关107然后移到所分配的信道，并发送一个ACK。网关103在从虚拟网关107接收到ACK后，便发送寻呼消息。虚拟网关107接收寻呼消息，并把它传送到寻呼机接口单元108。寻呼机接口单元108接收寻呼消息和用户ID，并在地面寻呼系统109需要时格式化该消息，以及把格式化的消息通过链路113发送到地面寻呼系统109。地面寻呼系统109然后按照其自己的程序运行，以便传递消息给用户单元106。用户单元106接收寻呼消息，并把消息显示给用户。所传递(如果可提供的话)的ACK被用户单元106发送到地面寻呼系统109。地面寻呼系统109接收可任选的ACK，并且如果成功的话，则形成寻呼传递的消息，把它发送到寻呼机接口单元108，从而传送到虚拟网关107。虚拟网关107处理ACK消息，并在适当的时间，将寻呼传递的ACK消息的信息优选地连同其它业务或消息一起发送，到网关GW2。网关103然后发送寻呼传递消息到原先的网关。如果消息不能被传递，则不能传递的消息改换成由寻呼地面寻呼系统109来形成，并被传送到寻呼接口单元108，以用于最终传递回GW2。在这种情况下，一个定时器被启动，以用于以后的传递重试。在一段特定的时间长度以后，该重试被引导到网关103的呼叫告警程序中，以便自动地触发产生出一个重新传递所存储的寻呼消息的重试。如果在“n”次重试后不成功，则寻呼消息被删除。
如果不能传递寻呼消息的话，一个替换的方法是使用寻呼机接口单元108中的可任选的消息存储和恢复系统108a。最好是由未传递的寻呼消息的本地存储器卸载掉卫星系统的重试功能，这样，保存了卫星系统资源。在这种情况下，以及如果消息不能被传递，则消息最终从消息存储和恢复系统108a中被删除，且通过虚拟网关107通知网关103。如果重试的尝试之一成功地传递了来自消息存储和恢复系统108a中的所存储的寻呼消息，则也通知网关103。
它可能是如前面所描述的那种情况，用户单元106可以从GW2的位置移到另一个GW(N)，或原籍网关。在这种情况下，可任选的GW1应答消息可以以前面所描述的方式被使用。
虽然是根据具体实施例进行描述，应当认识到，本领域的技术人员可作出多种修正。仅作为一个例子，通过使用适合的信令协议来为用户提供通知服务的网关的能力：即服务的网关在某个特定的时间内或直到被通知进一步改变之前都是按系统设定方式只使用卫星寻呼传递路由或地面寻呼系统路由，这是属于本发明的教导范围。例如，在用户把用户单元106带到建筑物内以前，如果接收到给用户的寻呼消息，用户可通知服务的网关只使用地面寻呼系统109，由此使得系统10当第一次试图与用户联系时能保留卫星系统资源。
因此，虽然已相对于本发明的优选实施例具体显示和描述了本发明，但本领域的技术人员将看到，在其中可作出在形式上和细节上的修改，而不背离本发明的范围和精神。

Claims (34)

1．通信系统，包括：
至少一个卫星；
至少一个地面网关，它能够双向地耦合到所述至少一个卫星；
至少一个地面寻呼系统；以及
至少一个用户单元，它能够通过所述至少一个卫星以无线方式耦合到所述至少一个地面网关，或至少一个地面寻呼系统；其中
所述至少一个网关包括寻呼系统，该寻呼系统用于接收给所述至少一个用户单元的寻呼消息，用于存储所述接收的寻呼消息，和用于试图通过所述至少一个卫星中的一个卫星或通过所述地面寻呼系统来有选择地传递所述接收的寻呼消息到所述用户单元。
2．如权利要求1中的通信系统，其特征在于，其中所述至少一个网关通过所述至少一个卫星、虚拟网关、和寻呼机接口单元从而被双向地耦合到所述至少一个地面寻呼系统。
3．如权利要求2中的通信系统，其特征在于，其中所述寻呼机接口单元由寻呼机消息和恢复系统组成，该系统用于存储寻呼消息，直到确定该寻呼消息是一个通过地面寻呼系统成功地传递到用户单元或未成功地传递到用户单元的寻呼消息为止。
4．如权利要求1中的通信系统，其特征在于，其中所述至少一个网关根据原籍位置寄存器或访问位置寄存器中的至少一个的内容来有选择地传递所述接收的寻呼消息。
5．如权利要求1中的通信系统，其特征在于，其中所述至少一个网关使用至少一次重试、并且通过原先选择的寻呼消息传递路由或通过另一条寻呼消息传递路由，从而有选择地传递所述存储的寻呼消息。
6．如权利要求1中的通信系统，其特征在于，其中所述系统还包括根据寻呼消息传递的应答来记录寻呼消息的传递以便进行计费的装置。
7．如权利要求2中的通信系统，其特征在于，其中所述寻呼机接口单元还包括这样一种装置，该装置响应于通过所述至少一个地面寻呼系统的寻呼消息传递的应答，用于存储对于寻呼消息传递的指示，以及用于通过所述虚拟网关和所述至少一个卫星发送所存储的指示给所述至少一个网关。
8．如权利要求1中的通信系统，其特征在于，其中所述系统响应于其中试图传递寻呼消息没有成功的情况，以便在某个将来的时间，把存在着所存储的寻呼消息通知给用户单元的用户，以及响应于来自用户的请求，恢复和传递所存储的寻呼消息。
9．通信系统，包括：
至少一个卫星；
至少一个地面网关，它能够双向地耦合到所述至少一个卫星；
至少一个地面寻呼系统；以及
至少一个用户单元，它能够以无线方式耦合到所述至少一个地面寻呼系统；其中
所述至少一个网关包括寻呼系统，该寻呼系统用于接收给所述至少一个用户单元的寻呼消息，用于存储所述接收的寻呼消息，和用于通过所述的通过所述至少一个卫星、虚拟网关和寻呼机接口单元的地面寻呼系统传递所述接收的寻呼消息到所述用户单元。
10．如权利要求9中的通信系统，其特征在于，其中所述寻呼机接口单元由寻呼机消息和恢复系统组成，该系统用于存储寻呼消息，直到确定该寻呼消息是一个通过地面寻呼系统成功地传递到用户单元或未成功地传递到用户单元的寻呼消息为止。
11．如权利要求9中的通信系统，其特征在于，其中所述至少一个网关根据原籍位置寄存器或访问位置寄存器中的至少一个的内容来选择虚拟网关和地面寻呼系统。
12．如权利要求9中的通信系统，其特征在于，其中所述系统还包括根据寻呼消息传递的应答来记录寻呼消息的传递以便进行计费的装置。
13．如权利要求9中的通信系统，其特征在于，其中所述寻呼机接口单元还包括一种装置，该装置响应于通过所述至少一个地面寻呼系统的寻呼消息传递的应答，用于存储对于寻呼消息传递的指示，以及用于通过所述虚拟网关和所述至少一个卫星来发送所存储的指示给所述至少一个网关。
14．用于传递寻呼消息给用户单元的方法，包括以下步骤：
在地面网关接收和存储寻呼消息；
确定用户单元的上一个已知的位置；
至少部分地按照上一个已知位置，选择寻呼消息卫星传递方法或寻呼消息地面寻呼系统传递方法中的一个方法；以及
试图通过使用所选择的方法传递所存储的消息给用户单元。
15．如权利要求14中的方法，其特征在于，其中如果试图通过使用所选择的方法的传递不成功，则还包括试图通过使用另一个方法传递寻呼消息的步骤。
16．如权利要求14中的方法，其特征在于，还包括把寻呼消息传递应答信号发送到用户单元的原籍网关的步骤。
17．如权利要求16中的方法，其特征在于，其中寻呼消息传递应答信号起源于用户单元。
18．如权利要求16中的方法，其特征在于，其中寻呼消息传递应答信号起源于地面寻呼系统。
19．如权利要求16中的方法，其特征在于，其中寻呼消息传递应答信号起源于网关。
20．如权利要求14中的方法，其特征在于，对于试图传递寻呼消息是不成功的情况，还包括以下步骤：
在某个将来的时间，把所存储的寻呼消息的存在通知给用户单元的用户；以及
响应于来自用户的请求，恢复和传递所存储的寻呼消息。
21．如权利要求14中的方法，其特征在于，其中寻呼消息首先在第一网关处被接收，并被路由到第二网关以便传递到用户单元。
22．如权利要求21中的方法，其特征在于，其中寻呼消息至少部分地通过地面通信网被定路由。
23．如权利要求21中的方法，其特征在于，其中寻呼消息至少部分地通过卫星通信网被定路由。
24．如权利要求23中的方法，其特征在于，其中寻呼消息当至少部分地通过卫星通信网被定路由时，被暂时存储在至少一个卫星上。
25．用于传递寻呼消息给用户单元的方法，包括以下步骤：
在第一地面网关接收寻呼消息；
确定用户单元的上一个已知的位置；
根据上一个已知位置，把寻呼消息路由到第二地面网关，并把寻呼消息存储在第二地面网关；
在第二地面网关选择寻呼消息卫星传递方法或寻呼消息地面寻呼系统传递方法中的一种；以及
试图通过使用所选择的方法把所存储的消息从第二地面网关传递到用户单元。
26．如权利要求25中的方法，其特征在于，其中如果试图通过使用所选择的方法的传递不成功，则还包括试图通过使用另一个方法传递寻呼消息的步骤。
27．如权利要求25中的方法，其特征在于，还包括把寻呼消息传递应答信号发送到第一地面网关的步骤。
28．如权利要求27中的方法，其特征在于，其中寻呼消息传递应答信号起源于用户单元。
29．如权利要求27中的方法，其特征在于，其中寻呼消息传递应答信号起源于地面寻呼系统。
30．如权利要求27中的方法，其特征在于，其中寻呼消息传递应答信号起源于第二地面网关。
31．如权利要求25中的方法，其特征在于，对于试图传递寻呼消息是不成功的情况，还包括以下步骤：
在某个将来的时间，把所存储的寻呼消息的存在通知给用户单元的用户；以及
响应于来自用户的请求，恢复和传递所存储的寻呼消息。
32．如权利要求25中的方法，其特征在于，其中路由步骤至少部分地通过地面通信网发生。
33．如权利要求25中的方法，其特征在于，其中路由步骤至少部分地通过卫星通信网发生。
34．如权利要求33中的方法，其特征在于，其中寻呼消息当至少部分地通过卫星通信网被定路由时，被暂时存储在至少一个卫星上。
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