專利名稱：一種蜂窩式數(shù)字無線電通訊系統(tǒng)中的分組接通方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)無線電通訊。本發(fā)明特別適用于移動臺的蜂窩式數(shù)字無線電通訊系統(tǒng)，諸如依照GSM(Global System for Mobilecommunications-全球移動通訊系統(tǒng))公共遠程無線電通訊標準而設(shè)計的各種系統(tǒng)。
通常，小區(qū)數(shù)字無線電通訊系統(tǒng)是在一個其中有著移動臺運行通過的地理小區(qū)網(wǎng)絡內(nèi)實現(xiàn)的。每個小區(qū)聯(lián)接有一個基地臺，而移動臺通過和該移動臺所在小區(qū)相關(guān)聯(lián)的基地臺進行通訊。
在這種系統(tǒng)中，穩(wěn)定方式的通訊是在通信信道(TCH)上沿著兩個發(fā)送方向進行的，即沿著從移動臺到基地臺的方向(上行方向)和沿著從基地臺到移動臺的方向(下行方向)。
另外，這種系統(tǒng)使用一種稱之為“TDMA”(Time DivisionMultiple Access)的技術(shù)實現(xiàn)時間分隔多路信道。
眾所周知，TDMA技術(shù)是將時間劃分成長度預先確定且不變的幀，而幀本身則劃分成時隙。于是，系統(tǒng)傳遞的信號被編成幀，而幀的每個時隙相應于一個通信信道，通過它可以向一個方向進行一次穩(wěn)定方式的通訊。
發(fā)送時，在上行方向的每一幀中一個移動臺在專門分配給它的時隙期間發(fā)送數(shù)據(jù)。在下行方向的每一個幀中，基地臺在每一個時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，以便同時與許多移動臺通訊。其中每一個移動臺和各自的一個時隙相關(guān)聯(lián)。
接收時，每一個移動臺知道如何從下行方向的每一幀取出發(fā)送給它的時隙。同樣，基地臺也知道它接收到的幀中的每一個時隙是和哪一個移動臺相關(guān)聯(lián)的。
在上面敘述的這種常規(guī)系統(tǒng)中，在整個通訊期間一個移動臺分配得到一個時隙。這可以稱為“電路方式”分配。
這種電路方式分配有一個大缺點，那就是傳送資源得不到充分使用。在一個移動臺和基地臺的一次通訊期間，這兩個臺并不連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。換句話說，在有些時隙期間是沒有數(shù)據(jù)發(fā)送的。
彌補這一缺點的一個已知解決辦法是，以分組(paclet)方式在每一個幀中至少使用一個時隙。以分組方式時，一個時隙(即一個通信信道)在上行方向是由許多移動臺共用。這樣，希望和其他移動臺共用通信信道的一個移動臺便經(jīng)接入信道(在GSM系統(tǒng)中為RACH或RandonAccess Channel-隨機接入信道)送出一個分配請求。分配請求得到系統(tǒng)響應同意的所有移動臺都和一個共用通信信道相關(guān)聯(lián)，同時為它們每一個都建立有一條虛擬電路(不同于分配到一個時隙而在整個通訊期間不共用的一個移動臺可得到的實際電路)。
有幾種已知的技術(shù)可以確定，和同一個共用通信信道相關(guān)聯(lián)的移動臺中哪一個實際上可以發(fā)送數(shù)據(jù)。
分配發(fā)送數(shù)據(jù)權(quán)力的第一個已知技術(shù)是如下操作的基地臺向所有相關(guān)聯(lián)的移動臺指出，上行方向的共用通信信道是否有空。如果有空，一個希望發(fā)送數(shù)據(jù)給基地臺的移動臺便經(jīng)共用通信信道向上行方向送出一個接入請求?；嘏_向下行方向回答批準該移動臺經(jīng)共用通信信道向上行方向發(fā)送數(shù)據(jù)。該移動臺于是獨占通信信道直至再無數(shù)據(jù)可發(fā)送。
在下行方向，分組方式不成問題基地臺在它發(fā)送的每一個幀包含的共用時隙內(nèi)放入提交給一個移動臺的數(shù)據(jù)另加一個識別符以便識別該移動臺，使得能將它和其他與同一個共用時隙相關(guān)聯(lián)的移動臺明白無誤地區(qū)別開來。
但是，在上行方向分組方式有幾個缺點。
首先，當兩個移動臺都同時要求接入共用通信信道(或要求授權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù))時便會發(fā)生沖突。這兩個移動臺便必需在任意經(jīng)過一段時間后再試一次。移動臺的數(shù)目必需保持限制以便減少沖突次數(shù)，并因此使移動臺能更容易和更快地接通共用時隙。
另外很明顯，一個要發(fā)送大量數(shù)據(jù)的移動臺會長時間占用共用時隙。這是其他和共用時隙相關(guān)聯(lián)并等待它有空使它們能發(fā)送數(shù)據(jù)的移動臺所無法接受的。
第二個已知的技術(shù)試圖緩解第一個已知技術(shù)的缺點。該技術(shù)在于許可所有和共用時隙相關(guān)聯(lián)的移動臺在經(jīng)過一定時間后相繼接通一個共用時隙，即許可每一個發(fā)出了分配請求后為其整個通訊期間分配到該共用時隙的移動臺接通。
該第二項已知技術(shù)確能有效防止一個移動臺獨占共用時隙。但反過來它有允許相關(guān)聯(lián)的移動臺在沒有東西可發(fā)送時也接通共用時隙的缺點。換句話說，傳送資源的使用未做到最佳化。
本發(fā)明的一個特別目的是減輕該技術(shù)的各種缺點。
更準確地說，本發(fā)明的一個目的是在實現(xiàn)TDMA技術(shù)的蜂窩式數(shù)字無線電通訊系統(tǒng)中提出一種分組接通方法。該方法對于實施系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)不需作任何修改。
本發(fā)明的另一個目的是提出一種實施起來不需另外的發(fā)送資源的方法。
本發(fā)明的又一目的是提出一種在大量數(shù)據(jù)通信時仍能依據(jù)資源共享呈現(xiàn)高性能的方法。
本發(fā)明的再一個目的是提出一種可能限制接通沖突次數(shù)、并由此縮短和共用通信信道相關(guān)聯(lián)的一個同樣的移動臺在數(shù)據(jù)發(fā)送時間段之間過去的時間的方法。
本發(fā)明還有另一個目的是提出一種可能在該移動臺處監(jiān)視通信流量的辦法。
這些各種各樣的目的、以及后面出現(xiàn)的其他種種都是根據(jù)本發(fā)明在一個有移動臺運行通過的地理小區(qū)網(wǎng)絡中以實現(xiàn)時間分隔多路接通系統(tǒng)進行小區(qū)數(shù)字無線電通訊的方法達到的。其中每個小區(qū)聯(lián)有一個基地臺，而移動臺通過和該移動臺所在小區(qū)相關(guān)聯(lián)的基地臺進行通訊；系統(tǒng)在與一個小區(qū)相關(guān)聯(lián)的基地臺和位于該小區(qū)中的移動臺之間傳送被編成幀的信號。每一幀由N個時隙構(gòu)成。可以使基地臺和一個移動臺之間的一次不同的通訊和每個時隙聯(lián)系起來；在移動臺到基地臺的上行傳送方向，每一幀至少包含一個共用時隙。而一個共用時隙至少要分配給兩個不同的移動臺；系統(tǒng)對于每一個共用時隙都有一有效移動臺清單。有效移動臺是一個分配得有共用時隙、并至少滿足一個預定的選擇定則的移動臺；而且，對于上行傳送方向的每一個幀，系統(tǒng)將每一個共用時隙和該共用時隙相關(guān)聯(lián)的有效移動臺清單中選出的一個移動臺聯(lián)接起來。選擇是用一個預定的策略作出的。
因此本發(fā)明的原理是將那些和每一個共用時隙相關(guān)聯(lián)的移動臺即有效移動臺和那些不是有效的移動臺區(qū)分開來，并為有效移動臺保證最低限度的服務(按發(fā)送時間算)。換句話說，在每一組分配得有同一個共用時隙的移動臺中建立一個有效移動臺的小組。
這樣一來，作為預定策略的一種功能，系統(tǒng)實際上準許清單上和一個共用時隙相關(guān)聯(lián)的每一個有效移動臺、而不是所有和該共用時隙相關(guān)聯(lián)的(即獲得使用它的授權(quán)的)移動臺相繼接通該共用時隙。
這樣，傳送資源的使用便最佳化了，因為實際上只有有效移動臺共用著同一個通信信道(即同一個共用時隙)。換句話說，當一個移動臺再沒有數(shù)據(jù)可發(fā)送但它的通訊還沒有結(jié)束時，它仍然與共用時隙相關(guān)聯(lián)，但已被從有效移動臺清單上去掉。結(jié)果，系統(tǒng)實際上不再準許它接通共用時隙以免使共用時隙空著(即不傳送任何數(shù)據(jù))。
本發(fā)明提出的方法在信息通信量大時仍表現(xiàn)出高性能。系統(tǒng)實際上準許每個有效移動臺相繼地接通共用通信信道。結(jié)果，一個有大量數(shù)據(jù)要發(fā)送的有效移動臺不會很長時間地獨占共用通信信道，而是分配得到不同的接通時間段。其他有效移動臺可以在這些時間段之間發(fā)送數(shù)據(jù)。
從清單中選取一個有效移動臺的策略可以用許多方式規(guī)定。例如，可以使用一種常規(guī)的選擇邀請技術(shù)。這種技術(shù)在于實際上準許清單上的每一個有效移動臺相繼并在長度固定不變的時間內(nèi)接通共用通信信道。也有可能采取措施使每一個有效移動臺的實際接通時間的長度可變、使某些有效移動臺實際上次數(shù)較多地準許接通等。
本發(fā)明提出的方法也使得可能防止在共用通信信道上發(fā)生沖突，因為移動臺并不經(jīng)此信道送出發(fā)送授權(quán)請求；減少在接入信道上的沖突，因為移動臺僅經(jīng)此信道送出分配請求(以第一次返回清單)，另外，可能還有發(fā)送授權(quán)請求(以再次返回清單，如果已從清單中除名)。
這樣每個移動臺只經(jīng)接入信道嘗試接通幾次。因此，移動臺數(shù)目可以高而不會有太高的沖突危險。
應該指出，本發(fā)明提出的方法可以實現(xiàn)而不會對幀結(jié)構(gòu)進行任何變動，也不要添加另外的發(fā)送資源(特別是控制信道和接入信道)。
最好所說的有效移動臺清單根據(jù)至少一個如下的預定選擇定則來管理當一個移動臺希望發(fā)送數(shù)據(jù)時它便被插入有效移動臺清單；當一個移動臺分配到一定次數(shù)的接通時間段后沒有發(fā)送數(shù)據(jù)時它便被從有效移動臺清單中除名；而如果一個從有效移動臺清單中除名的移動臺希望再次發(fā)送數(shù)據(jù)，它便可以被放回到有效移動臺清單中。
這樣，一個和共用時隙相關(guān)聯(lián)的移動臺或者在清單上、或者不在清單上。當它不在清單上時如有必要又可以回到清單上。
系統(tǒng)用來選取有效移動臺.的所說的預定策略在于相繼地給所說的清單上的每一個有效移動臺分配一個接通時間段。這很有好處。這樣，清單上的每一個有效移動臺便能保證得到一次最低限度的服務。
在第一種有利地實現(xiàn)本發(fā)明的方式中，任何一個有效移動臺兩個接通時間段之間經(jīng)過的時間是固定的，每一個接通時間段的最大長度隨所說的清單上有效移動臺的數(shù)目而改變。
在第二種有利地實現(xiàn)本發(fā)明的方式中，每一個接通時間段的最大長度固定，任何一個有效移動臺兩次接通時間段之間經(jīng)過的時間隨所說的清單上有效移動臺的數(shù)目而變。
很清楚，如果移動臺沒有什么可發(fā)送，它便會在分配給它的接通時間段的最大長度結(jié)束之前停止傳送數(shù)據(jù)。在這種情況下，該共用時隙可以由別的移動臺使用。
最好，有效移動臺清單在基地臺進行管理。
在一個本發(fā)明的最佳實現(xiàn)中，當一個移動臺收到系統(tǒng)對它經(jīng)由一個接入信道專用的時隙向系統(tǒng)送去的分配一個共用時隙的請求的贊同回答時該移動臺便變成有效的。這樣，在GSM系統(tǒng)中，接入信道是一個RACH。
移動臺經(jīng)接入信道專用的所說的時隙向系統(tǒng)送出一個發(fā)送數(shù)據(jù)的授權(quán)請求便再次成為有效臺，這是很有利的。
系統(tǒng)監(jiān)測所說接入信道的擁擠程度并隨接入信道的所說的擁擠程度的變動而改變預定的接通時間段的數(shù)目，之后一個移動臺如果沒有發(fā)送數(shù)據(jù)便被從有效移動臺清單中除名。這也是很有利的。
這樣，通過將有效移動臺即使不發(fā)送數(shù)據(jù)也更久地保留在清單上，有可能防止接入信道的過載。那樣事實上可以減少希望再次成為有效臺的移動臺的發(fā)送授權(quán)請求的數(shù)量。
最好，當一個移動臺第一次成為有效臺時系統(tǒng)便考慮已經(jīng)和各個共用時隙相關(guān)聯(lián)的有效移動臺的數(shù)目，以便選取和新的有效移動臺相關(guān)聯(lián)的共用時隙。
這樣，系統(tǒng)不僅考慮已經(jīng)分配得到每一個共用時隙的移動臺的數(shù)目，而且考慮這些相關(guān)聯(lián)的有效移動臺的數(shù)量。例如，如果和一個共用時隙相關(guān)聯(lián)的移動臺總數(shù)中有效移動臺的比例很低，系統(tǒng)可以決定繼續(xù)授權(quán)新的移動臺接通該共用時隙。
和第一共用時隙相關(guān)聯(lián)的第一清單上的一個有效移動臺可以動態(tài)轉(zhuǎn)移到和第二共用時隙相關(guān)聯(lián)的第二清單上。這是很有好處的。
從有效移動臺的數(shù)目可以知道一個移動臺能夠處理的通信量的上下極限。因此有可能在該移動臺處監(jiān)測通信流量，以及在必要時決定將其從一個清單動態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個清單，亦即再將另一個共用時隙分配給一個有效移動臺。
很有好處的是，如果至少滿足如下條件之一，一個有效移動臺便可以從第一個清單動態(tài)轉(zhuǎn)移到第二個清單第一清單上的有效移動臺數(shù)大于一個預定閾值數(shù)；以及該有效移動臺要發(fā)送的數(shù)據(jù)量大于一個預定閾值量。
如果一個有效移動臺以數(shù)據(jù)塊形式發(fā)送數(shù)據(jù)，那么一個處于發(fā)送過程中的有效移動臺將每一個所說的數(shù)據(jù)塊加上一個第一信息項，以便指出它是否還有數(shù)據(jù)要發(fā)送是很有好處的。
最好至少有兩個從同一個有效移動臺來的數(shù)據(jù)塊經(jīng)與所說的同一個有效移動臺相關(guān)聯(lián)的至少兩個共用時隙以每幀一個共用時隙的速率在上行方向同時交替(interleaved)；而每一個共用時隙至少劃分成兩部分，每一部分接收同時交替數(shù)據(jù)塊之一的部分。
在此情況下，將所說的第一信息項加到所說的同時交替數(shù)據(jù)塊的單獨的一塊上是很有好處的。這樣，如果數(shù)據(jù)塊的長度固定，則在那些沒有加第一信息項的同時交替數(shù)據(jù)塊中可以代替第一信息項而加上附加的信息項。
同樣，如果系統(tǒng)以數(shù)據(jù)塊的形式在下行方向發(fā)送數(shù)據(jù)，那么隨所說的預定選擇策略而定，系統(tǒng)將在每一個數(shù)據(jù)塊上加上如下項目一個第二信息項，它指出分配得到上行傳送方向的下一個接通時間段的清單上的有效移動臺；一個第三信息項，它指出數(shù)據(jù)塊被送往的那個有效移動臺。
所說的第二和第三信息項被加到該基地臺所屬于的一個基地臺子系統(tǒng)上。
最好在下行方向至少有兩個送往同一個移動臺的數(shù)據(jù)塊經(jīng)與所說的同一個移動臺相關(guān)聯(lián)的至少兩個時隙以每幀一個時隙的速率在下行方向同時交替；而每一個共用時隙至少劃分成兩部分，每一部分接收同時交替數(shù)據(jù)塊之一的那部分。
在此情況下，將所說的第二和第三信息項中至少一項加到單獨的一個所說的同時交替數(shù)據(jù)塊是很有好處的。這樣，如果數(shù)據(jù)塊的長度固定，則在那些沒有加上第二和第三信息項中至少一項的同時交替數(shù)據(jù)塊中可以代替第二和第三信息項中至少一項而加上另外的信息項。
本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點通過閱讀下面對本發(fā)明的一個較好實施例的說明而顯露出來。該說明是作為非限制性的例子和參照附圖而給出的。其中

圖1示意畫出了一個可實現(xiàn)本發(fā)明的蜂窩式無線電通訊系統(tǒng)的例子的原理圖；圖2表示出一個幀的結(jié)構(gòu)和以本發(fā)明提出的方法使用它的例子；圖3示意畫出了按照本發(fā)明提出的方法和同一個通信信道相關(guān)聯(lián)的一組移動臺中一個有效移動臺清單的例子；圖4表示出為一個共用時隙選取一個有效移動臺的一種策略的例子；圖5表示出本發(fā)明提出的方法的一個流程圖的例子；圖6和圖7分別表示出在上行方向和下行方向發(fā)送的數(shù)據(jù)塊的例子；圖8示意畫出了相應于本發(fā)明提出的方法的一個特殊實現(xiàn)的表示數(shù)據(jù)塊如何可以交替的例子；和圖9和圖10分別表示對于上行方向和下行方向的數(shù)據(jù)塊，以圖8中表示的預定進行交替的數(shù)據(jù)塊發(fā)送附加數(shù)據(jù)的例子；
本發(fā)明涉及在一個蜂窩式數(shù)字無線電通訊系統(tǒng)中的一種分組接通方法。
在本說明的其余部分假定系統(tǒng)是遵照GSM公用遠程無線電通訊標準設(shè)計的那種類型。然而很清楚，本發(fā)明并不限于這種特殊種類的系統(tǒng)。
圖1示意畫出了這樣一個無線電通訊系統(tǒng)的例子的原理圖。無線電通訊系統(tǒng)覆蓋的地區(qū)被劃分成小區(qū)111至11n。每個小區(qū)111，115包括一個基地臺121，125。該基地臺能夠和在所說的小區(qū)111中運行的眾多移動臺141，142交換信號幀131，132。頻率分配是基于按七個小區(qū)的式樣151，152組織小區(qū)。任何一種式樣的小區(qū)使用不同的頻帶。相反，頻帶則是從一個式樣151到另一個式樣152反復使用。
圖2表示出當無線電通訊系統(tǒng)實現(xiàn)一種TDMA(Time DivisionMultiple Access)類型的時間分隔多路傳輸技術(shù)時的一個幀的結(jié)構(gòu)的例子。
幀21由N個時隙IT1至IT8(本例中N＝8)組成。每個時隙長度為T，可以和各自相應的發(fā)送信道相關(guān)聯(lián)。在表示于圖2的例子中，時隙IT1和一個接入信道(RACH，表示Random Access Channel)相關(guān)聯(lián)，而其他從IT2至IT8的每一個時隙和各自相應的通信信道(TCH，表示Traffic Channel)相關(guān)聯(lián)。
和各自相應的通信信道相關(guān)聯(lián)的時隙IT2至IT8使用電路法或分組法進行分配。在任何一個幀中，兩種分配方式(電路方式和分組方式)可以同時存在。即一些時隙以電路方式分配而其他的以分組方式分配。
按電路方式時，IT2至IT5、IT7、IT8的一個時隙被分配給SM1至SM4，SM5，SM6的一個移動臺，持續(xù)時間達該移動臺的整個通訊期間。每個移動臺這樣便有它自己的通信信道TCH1至TCH4，TCH5，TCH6。
按分組方式，一個時隙IT6被分配給許多移動臺SM7至SM22使其得以共用相應的通信信道TCHP。這樣的時隙或通信信道可以稱之為共用時隙或共用通信信道。
本發(fā)明更準確地說涉及用于接通一共用時隙的一種接通的規(guī)程方法。
依照本發(fā)明提出的方法，對于每一個共用通信信道系統(tǒng)都有一個有效移動臺清單，即那些不僅分配得有共用時隙，而且滿足一個以上選擇定則(例如沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時便不占用過久)的移動臺的清單。
如下面參照圖5所闡明的，一個移動臺可以記入清單中、排除出清單中或再放回去。
在上行傳送(從一個移動臺到基地臺的)方向，只有清單上的移動臺真正得以接通共用通信信道TCHP。換句話說，只有有效移動臺才能共用共用通信信道TCHP。這樣，圖3中示意地畫出了，和一個共用通信信道TCHP相關(guān)聯(lián)的有效移動臺SM7、SM8、SM10、SM12、SM13、SM16、SM17、SM19、SM22的清單31是分配得有共用通信信道TCHP的移動臺SM7至SM22的大組32中的一個小組。
對于上行方向每一個依次連接的幀，系統(tǒng)使用一種預定策略從此清單中選取一個有效移動臺。圖4表示出一個這樣的選擇策略的例子，其中有效移動臺清單表示于圖3。本例中，系統(tǒng)實際上準許清單上的每一個移動臺相繼地接通共用時間信道。一個移動臺接通共用通信信道的時間段(即其時可以發(fā)送數(shù)據(jù)的時間段)在該移動臺沒有數(shù)據(jù)可發(fā)送、或最大期間長度已到時結(jié)束。在后一種情況下，該移動臺必需等待它的下一個接通時間段才能繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。
在圖4表示的例子中，任何一個有效移動臺兩個接通時間段之間經(jīng)過的時間T1是固定不變的。因此，每一個接通時間段的最大長度TM是隨清單上有效移動臺數(shù)目而變的。
在一種變體(未畫出)中，任何一個有效移動臺兩個接通時間段之間經(jīng)過的時間是固定不變的。因而每一個接通時間段的最大長度是隨清單上有效移動臺數(shù)目而變的。
圖5表示出本發(fā)明提出的方法的流程圖的一個例子。
當一個移動臺第一次希望傳送數(shù)據(jù)時，它經(jīng)接入信道送出(51)分配一個共用時隙的請求。
如果另一個移動臺同時發(fā)送一個請求便構(gòu)成沖突(52)，這兩個移動臺必需再嘗試一次。
如果不沖突，系統(tǒng)便記錄下請求并分配一個共用時隙給該移動臺這個移動臺便列進了(53)和共用時隙相關(guān)聯(lián)的有效移動臺清單上。另外，在分配時每一個移動臺聯(lián)有一個識別符，以便能將它和其他和同一個共用時隙相關(guān)聯(lián)的移動臺明白無誤地區(qū)分開來。換句話說，每一個和任何一個共用時隙相關(guān)聯(lián)的移動臺都有一個特別的識別符。可是，和兩個不同的共用時隙相關(guān)聯(lián)的兩個移動臺可以有同樣的識別符。
然后，該移動臺(54)便等待系統(tǒng)相應于已分配給它的共用時隙分配給它一個接通通信信道的的時間段。
一旦該移動臺分配得到一個接通時間段(55)，取決于該移動臺是否有數(shù)據(jù)可發(fā)送(56)，可以發(fā)生各種可能情況。
如果該移動臺有數(shù)據(jù)發(fā)送，便在接通時間段內(nèi)發(fā)送(57)，之后等待(54)一個新的接通時間段(當然，除非如果它的通訊已完)。
如果該移動臺沒有數(shù)據(jù)可發(fā)送，系統(tǒng)便將無需發(fā)送數(shù)據(jù)而分配給該移動臺的連續(xù)接通時間段的數(shù)目N增加(58)1，然后將增加后的數(shù)目和一個確定的并可改變的閾值數(shù)目Ns作比較(59)。如果N＜Ns，該移動臺便等待(54)一個新的接通時間段(它仍然在清單上)。如果N≥Ns，該移動臺便被從有效移動臺清單上除名(510)。
有可能考慮向該移動臺指出這是它從清單上除名之前的最后一次嘗試了。這樣該移動臺便能準確知道它從何時開始便不再在清單上。否則，移動臺只有在經(jīng)過一定的時間之后，系統(tǒng)實際上不再準它接通共用通信信道才能知道它已不在清單上。通過使移動臺準確知道它何時從清單上除名，系統(tǒng)可以避免使該移動臺無益地等待一個接通時間段。這樣，當該移動臺被從清單上除名又希望再次傳送數(shù)據(jù)時，它立即送出發(fā)送授權(quán)請求以便回到清單上(不會因相信它仍在清單上而等待系統(tǒng)準許它接通共用通信信道)。
當一個移動臺得知這是它從清單上除名之前的最后一次嘗試了，它可以隨便發(fā)送任意數(shù)據(jù)，唯一的目的是為了留在清單上。
在該移動臺被從清單上除名后如果有數(shù)據(jù)要發(fā)送(511)，它如果發(fā)送(51)一個發(fā)送數(shù)據(jù)的授權(quán)請求(指出已分配到了哪個時隙)便可以被放回到清單上。
本發(fā)明提出的方法可能還有許多其他的特性。例如，可以預料，系統(tǒng)可以隨接入信道(RACH)擁擠情況的的變動而改變閾值數(shù)目Ns，其后如果一個移動臺沒有發(fā)送數(shù)據(jù)，它便會被從有效移動臺清單上除名。
為了知道將一個移動臺聯(lián)到哪一個時隙，系統(tǒng)也會注意對每個共用時隙為有效(不僅是相關(guān)聯(lián))的移動臺的數(shù)目。
甚至會考慮在共用時隙之間動態(tài)轉(zhuǎn)移一個移動臺，例如，在一個移動臺有大量數(shù)據(jù)要發(fā)送，或者如果在該移動臺所屬的清單中有大量的有效移動臺的時候。
也有可能在有效移動臺清單中提供優(yōu)先權(quán)級別。例如，一個剛列入清單的移動臺可以被認為更優(yōu)先并比一個在幾個接通時間段后還沒有發(fā)送出數(shù)據(jù)的有效移動臺更快地準予接通。
一個基地臺或有效移動臺發(fā)送的數(shù)據(jù)一般是以數(shù)據(jù)塊的形式。本說明書的其余部分較確切地涉及數(shù)據(jù)塊的一些例子和數(shù)據(jù)塊交替的特別實現(xiàn)情況。
圖6表示出一個在上行方向傳送的數(shù)據(jù)塊的例子。數(shù)據(jù)塊61是由一個“常規(guī)的”數(shù)據(jù)塊62加上一個第一信息項63構(gòu)成的?！俺Ｒ?guī)的”數(shù)據(jù)塊62一項例如在GSM中指的是一種RLP塊(或幀)。它可以包含在4個時隙中，并包括有一個頭部、信息數(shù)據(jù)和一個幀控制時序。第一信息項63使得移動臺有可能向基地臺指出它是否仍有數(shù)據(jù)發(fā)送。因此第一信息項只需一位便已足夠。
圖7表示出一個在下行方向傳送的數(shù)據(jù)塊的例子。數(shù)據(jù)塊71是由一個“常規(guī)的”數(shù)據(jù)塊72(同上)加上一個第二信息項73和一個第三信息項74(例如在基地臺的基地臺子系統(tǒng)中)構(gòu)成的。
第二信息項73使系統(tǒng)能夠確定下一個接通共用時隙的時間段將分配給哪一個有效移動臺。
第三信息項74對于一個給定共用時隙是一個移動臺識別符。這個識別符(如上所述)使系統(tǒng)能夠指出數(shù)據(jù)塊71送往(和該給定共用時隙相關(guān)聯(lián)的有效移動臺中的)哪一個有效移動臺。
這樣，以第二和第三信息項每一項4位的長度，系統(tǒng)可以準許十六個移動臺中的一個實際上接通該共用時隙(通過第二信息項)，和向十六個移動臺中的一個送出數(shù)據(jù)(通過第三信息項)。
圖8示意地表示出數(shù)據(jù)塊交替的一個例子(在上行方向或在下行方向)。
在本例中，F(xiàn)RAME1至FRAME16的每一個幀包含長度為T的8個時隙IT1至IT8，其中包括了共用時隙IT6。在同一次通訊中有4個數(shù)據(jù)塊BLOCK1至BLOCK4經(jīng)由16個依次連接的幀F(xiàn)RAME1至FRAME16同時進行交替(“正交”交替)。為此目的，每一幀的共用時隙IT6被劃分為4個且收到4個數(shù)據(jù)塊BLOCK1至BLOCK4中每一個的16分之一。
很清楚，正交交替可以有各種不同的實現(xiàn)。例如，兩個數(shù)據(jù)塊可以通過將每一個共用時隙劃分成兩個經(jīng)由8個幀進行交替。同樣可以考慮數(shù)據(jù)塊的其他長度(視編碼率而定)。
如圖9中對于上行方向數(shù)據(jù)塊和圖10中對于下行方向數(shù)據(jù)塊所表示的，在本發(fā)明的情況下正交交替使得有可能傳送附加信息。
實際上，同時交替的數(shù)據(jù)塊屬于同一次呼叫。因此，加到“常規(guī)”數(shù)據(jù)塊62、72上的信息項63，73，74可以加到每組同時交替數(shù)據(jù)塊中的單獨一個數(shù)據(jù)塊上。
這樣，在上行方向如圖9所示，一個數(shù)據(jù)塊BLOCK1包含第一信息項63而其他數(shù)據(jù)塊BLOCK2至BLOCK4有空白91可以發(fā)送附加信息。
同樣，在下行方向如圖10所示，一個數(shù)據(jù)塊BLOCK1包含第二和第三信息項73、74，而其他數(shù)據(jù)塊BLOCK2至BLOCK4有空白101可以發(fā)送附加信息。
在上行方向，附加信息91例如可以是信令(signalling)數(shù)據(jù)。
在下行方向，附加信息可以是識別符疊加編碼(overencoding)數(shù)據(jù)，或使通信流在該移動臺處受到監(jiān)測的數(shù)據(jù)。例如，基地臺向該移動臺指出有多少移動臺為有效、能使該移動臺知道它能有多少發(fā)送時間，或者基地臺警告該移動臺它將被從清單中除名、從而使該移動臺能提前送出數(shù)據(jù)(以便留在清單上并避免了經(jīng)由RACH送出一個經(jīng)共有通信信道發(fā)送數(shù)據(jù)的授權(quán)請求的必要)。
本發(fā)明是參照一種蜂窩式無線電通訊系統(tǒng)而進行說明的，因為通信信道使用的最佳化是和這種系統(tǒng)特別有關(guān)系的。但是本發(fā)明很明顯適用于任何類型的發(fā)送系統(tǒng)，而不管傳播媒介如何。特別可以參考非蜂窩式無線電網(wǎng)絡(特別在ISM-Industrial，Scientific，and Medical-工業(yè)、科學和醫(yī)學頻帶)、有線網(wǎng)絡和光纖網(wǎng)絡，不論是覆蓋廣大范圍的還是局部區(qū)域的網(wǎng)絡。
本發(fā)明對多用戶共用信道的管理提出的問題提供了普遍的解決辦法。
權(quán)利要求
1.用一種在一個地理小區(qū)(111至11n)網(wǎng)絡中實現(xiàn)的時間劃分多路接通系統(tǒng)進行小區(qū)數(shù)字無線電通訊的方法。小區(qū)中有移動臺(141、142；SM1至SM22)運行通過，每個小區(qū)和一個基地臺(121、125)相關(guān)聯(lián)，一個移動臺經(jīng)由與其所在小區(qū)相關(guān)聯(lián)的基地臺進行通訊；系統(tǒng)在與一個小區(qū)相關(guān)聯(lián)的基地臺和處于該小區(qū)中的諸移動臺之間傳送編成幀(21)的信號。每個幀由N個時隙(IT1至IT8)組成。有可能將每個時隙和基地臺與一個移動臺之間的一次不同的呼叫聯(lián)系起來；在上行傳送方向，即由移動臺到基地臺，每一幀至少含有一個共用時隙(IT6)，它至少要分配給兩個不同的移動臺(SM7至SM22)；上述方法的特征在于，對于每一個共用時隙(IT6)，系統(tǒng)有一個有效移動臺清單(31)。有效移動臺是一個分配得有共用時隙并至少滿足一個預定選擇定則的移動臺；特征也在于，對于上行傳送方向的每一個幀，系統(tǒng)將每一個共用時隙和從該共用時隙相關(guān)聯(lián)的有效移動臺清單(31)上選取的一個移動臺相關(guān)聯(lián)起來。選取是使用預定策略完成的。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上述的有效移動臺清單(31)受到如下的至少一個預定選擇定則的支配當一個移動臺希望發(fā)送數(shù)據(jù)時，便被記入(53)有效移動臺清單中；當一個移動臺分配到一定數(shù)目(Ns)的接通時間段后如果沒有發(fā)送數(shù)據(jù)，便從有效移動臺清單上除名；而一個已被從有效移動臺清單上除名的移動臺，如果再次希望發(fā)送數(shù)據(jù)，可以放回有效移動臺清單。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法，其特征在于系統(tǒng)用來選擇一個有效移動臺的上述的預定策略在于給上述清單上的每個有效移動臺相繼地分配一個接通時間段。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于對于任何一個有效移動臺，兩個接通時間段之間經(jīng)過的時間(T1)是固定不變的，而每個接通時間段的最大長度(TM)隨上述清單上有效移動臺的數(shù)目而變。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于每個接通時間段的最大長度是固定不變的，而對于任何一個有效移動臺，兩個接通時間段之間經(jīng)過的時間隨上述清單上有效移動臺的數(shù)目而變。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5之中任何一個權(quán)利要求的方法，其特征在于有效移動臺清單是在基地臺進行管理。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6之中任何一個權(quán)利要求的方法，其特征在于當一個移動臺從系統(tǒng)收到對該移動臺經(jīng)一個接入信道專用的時隙送(51)給系統(tǒng)的分配一個共用時隙的請求的贊同回答時，即變?yōu)橛行У?53)。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于一個移動臺經(jīng)一個接入信道專用的上述的時隙送(51)給系統(tǒng)一個發(fā)送數(shù)據(jù)的授權(quán)請求即再次成為有效的。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于系統(tǒng)監(jiān)測上述接入信道(RACH)的擁擠程度，以及在于系統(tǒng)根據(jù)該接入信道的上述的擁擠程度改變預定的接通時間段數(shù)目，之后如果一個移動臺未發(fā)送數(shù)據(jù)便從有效移動臺清單除名。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求9之中任何一個權(quán)利要求的方法，其特征在于當一個移動臺第一次成為有效時，系統(tǒng)在選取將和新的有效移動臺相關(guān)聯(lián)的共用時隙時便考慮已經(jīng)和各個共用時隙相關(guān)聯(lián)的有效移動臺的數(shù)目。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求10之中任何一個權(quán)利要求的方法，其特征在于和第一共用時隙相關(guān)聯(lián)的第一清單上的一個有效移動臺可以動態(tài)轉(zhuǎn)移到和第二共用時隙相關(guān)聯(lián)的第二清單上。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于如果至少滿足以下條件之一，一個有效移動臺便從一個第一清單動態(tài)轉(zhuǎn)移到第二清單上該第一清單上的有效移動臺數(shù)目大于預定的閾值數(shù)目；該有效移動臺待發(fā)送的數(shù)據(jù)量大于預定的閾值量。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求12之中任何一個權(quán)利要求的方法，用一個有效移動臺以數(shù)據(jù)塊(62)的形式發(fā)送數(shù)據(jù)，上述的方法的特征在于一個處于發(fā)送過程中的有效移動臺將一個第一信息項(63)加到每個上述的數(shù)據(jù)塊上，以標明它是否仍有數(shù)據(jù)可發(fā)送。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于至少有兩個從同一個有效移動臺來的數(shù)據(jù)塊(BLOCK1至BLOCK4)經(jīng)由至少兩個和上述的同一個有效移動臺相關(guān)聯(lián)的共用時隙(IT6)，以每幀一個共用時隙的速率在上行方向同時交替；其特征也在于每一個共用時隙至少被劃分成兩個部分，每一部分接收同時交替數(shù)據(jù)塊之一的部分。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于上述的第一信息項(63)加到上述的同時交替數(shù)據(jù)塊之中的單獨一個(BLOCK1)上。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于數(shù)據(jù)塊為固定長度，特征還在于在那些沒有加第一信息項的同時交替數(shù)據(jù)塊(BLOCK2至BLOCK4)中代替第一信息項(63)加上了附加信息項(91)。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求16之中任何一個權(quán)利要求的方法，系統(tǒng)以數(shù)據(jù)塊(71)的形式在下行方向發(fā)送數(shù)據(jù)，上述的方法的特征在于系統(tǒng)隨著進行選擇的上述的預定策略的變動，在每個上述的數(shù)據(jù)塊上加上以下項目一個第二信息項(73)，指明該清單上分配得有上行傳送方向下一個接通時間段的那個有效移動臺；以及一個第三信息項(74)，指出數(shù)據(jù)塊被送往的有效移動臺。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于上述的第二和第三信息項被加在基地臺所屬于的基地臺子系統(tǒng)處。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其特征在于在下行方向至少有兩個被送往同一個移動臺的數(shù)據(jù)塊(BLOCK1至BLOCK4)經(jīng)由至少兩個和上述的同一個移動臺相關(guān)聯(lián)的時隙，以每幀一個時隙的速率在下行方向同時交替；其特征還在于每一個共用時隙被劃分成至少兩個部分，每一部分接收同時交替數(shù)據(jù)塊之一的部分。
20.一種根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于上述的第二和第三信息項中至少一個被加在上述的同時交替數(shù)據(jù)塊中的單獨一個(BLOCK1)上。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于數(shù)據(jù)塊為固定長度，特征還在于在那些沒有加第二和第三信息項中至少一項的同時交替數(shù)據(jù)塊(BLOCK2至BLOCK4)中代替第二和第三信息項(7V、74)中至少一項加上附加信息項(101)。
全文摘要
一種以時間分隔多重接通系統(tǒng)使用一種地理小區(qū)網(wǎng)絡進行小區(qū)數(shù)字無線電通訊的方法。小區(qū)網(wǎng)絡中有移動臺(SM1至SM22)通過。每個小區(qū)分配有一個基地臺。一個移動臺通過與其所在小區(qū)相關(guān)聯(lián)的基地臺進行通訊。由移動臺到基地臺的上行傳送方向的幀至少包含一個共用時間間隔(IT6)，后者至少分配給兩個獨立的移動臺(SM7至SM22)。根據(jù)本發(fā)明，對于每個共用時間間隔(IT6)，系統(tǒng)都有一個有效移動臺清單。有效移動臺是分配得有上述的共用時間間隔且至少符合一個預先規(guī)定的選擇準則的移動臺。對于上聯(lián)傳送方向的每個幀，系統(tǒng)將每個共用時間間隔和一個根據(jù)預定策略從上述的共用時間間隔相關(guān)聯(lián)的有效移動臺清單中選出的一個移動臺相關(guān)聯(lián)。
文檔編號H04L12/56GK1151238SQ9519357
公開日1997年6月4日 申請日期1995年5月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月10日
發(fā)明者法布里斯·德·塞茲 申請人:阿爾卡塔爾-阿爾斯托姆通用電氣公司