專利名稱：無線通信系統(tǒng)中通信的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信，特別是涉及一個(gè)無線通信系統(tǒng)中用于傳送數(shù)據(jù)的一種改進(jìn)的方法和設(shè)備。
過去的十年中，對(duì)于可處理數(shù)據(jù)通信的無線網(wǎng)絡(luò)的需求有了巨大的增長(zhǎng)。在話音業(yè)務(wù)中，比如GSM(全球移動(dòng)系統(tǒng))蜂窩業(yè)務(wù)，使用電路交換通信是因?yàn)橛脩魧?duì)于口頭對(duì)話的時(shí)間很敏感，與話音業(yè)務(wù)不同，在數(shù)據(jù)通信中通過利用分組交換及混合通信可達(dá)到更高的效率。因此，可以預(yù)期，通過使用所提議的業(yè)務(wù)如GPRS(GSM分組無線電業(yè)務(wù))，對(duì)于短業(yè)務(wù)可以達(dá)到比傳統(tǒng)的電路交換無線技術(shù)高得多的通過量。
然而，隨著對(duì)無線業(yè)務(wù)需求的增長(zhǎng)，也會(huì)產(chǎn)生對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的更高通過率的需求，至少對(duì)某些用戶是這樣。對(duì)此需求的一種解決辦法是使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的“服務(wù)質(zhì)量”(QOS)分級(jí)。通過給某一特定的數(shù)據(jù)消息指定一個(gè)高QOS級(jí)或優(yōu)先級(jí)，需要快速端對(duì)端傳遞數(shù)據(jù)的用戶可以在低QOS數(shù)據(jù)之前傳遞它們的數(shù)據(jù)。另一方面，那些不想支付高QOS價(jià)格并可以容忍較長(zhǎng)端對(duì)端延遲的用戶，則可給它們的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)指定一個(gè)低QOS級(jí)。
在實(shí)現(xiàn)上述無線通信業(yè)務(wù)的兩個(gè)關(guān)鍵問題是獲得接入無線信道的延遲，及由于無線信道的有限帶寬造成的有限通過量。第一個(gè)問題的產(chǎn)生，是由于對(duì)任意指定的基站業(yè)務(wù)區(qū)域，只有有限數(shù)目的信道(或者在TDMA(時(shí)分多址)系統(tǒng)中，如GSM，子信道/時(shí)隙集)可利用。任何接入中的延遲就意味著子信道能用于實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間減少。而且，當(dāng)系統(tǒng)趨于峰值負(fù)載時(shí)，很有可能比系統(tǒng)能容納的多得多的移動(dòng)臺(tái)(MS，或更一般的用戶單元)試圖獲得接入。
為了減少這一接入延遲，人們提出了一些用于無線系統(tǒng)的中速接入控制(MAC)協(xié)議，它包括ALOHA，時(shí)隙ALOHA，預(yù)定ALOHA，CSMA(載波檢測(cè)多址)，DSMA(數(shù)字檢測(cè)多址)，PRMA(分組預(yù)定多址)和QCRA(排隊(duì)鄰近預(yù)定ALOHA)。然而所有這些協(xié)議都有一個(gè)局限性，即它們?cè)谝欢芜B續(xù)時(shí)間內(nèi)為一移動(dòng)臺(tái)分配單一信道(或在TDMA系統(tǒng)中，一個(gè)連續(xù)子信道，即一系列時(shí)隙)，直到數(shù)據(jù)傳輸完成。因此，任何新用戶，即使它有較高的優(yōu)先級(jí)，也須等待直到當(dāng)前用戶消息的終止。另外，無法推遲一個(gè)低優(yōu)先級(jí)消息，該消息可能是正等待發(fā)出或者僅僅部分地發(fā)出，這是因?yàn)槟切┪吹玫椒峙涞挠脩舢?dāng)信道下次變?yōu)榭捎脮r(shí)需要再一次競(jìng)爭(zhēng)接入信道。
第二個(gè)問題，有限的通過量，在TDMA系統(tǒng)中是特別明顯。例如，在當(dāng)今的GSM系統(tǒng)中，帶糾錯(cuò)的分組數(shù)據(jù)的最大通過量是9.6kbps，而不帶糾錯(cuò)的通過量更高，這是因?yàn)榻o定標(biāo)準(zhǔn)化比特率270.833kbps以及每個(gè)八時(shí)隙周期.577ms(毫秒)，對(duì)于一個(gè)脈沖串，只有約33kbps的原始傳輸率是可能的。為了改進(jìn)這一通過量，一個(gè)建議是允許使用多個(gè)子信道(如每一幀有2個(gè)或更多的時(shí)隙)，從而有效地成倍增加通過率。該方法的一個(gè)缺點(diǎn)是環(huán)境因素，比如衰落經(jīng)常比一個(gè)時(shí)隙的時(shí)間還長(zhǎng)，雖然大多數(shù)移動(dòng)用戶的衰落會(huì)在一幀的周期內(nèi)結(jié)束。在先前的方法中，一個(gè)給定的衰落只會(huì)破壞一個(gè)時(shí)隙段內(nèi)的數(shù)據(jù)，而在所提出的方法中，一個(gè)衰落可破壞2個(gè)或更多的時(shí)隙段內(nèi)的一行數(shù)據(jù)。這又使得任何糾錯(cuò)編碼都無法成功地恢復(fù)所收到分組的可能性增加，從而導(dǎo)致ARQ(自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求)的增加以及通過量的全面下降。
因此，需要一種用于無線系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信的改進(jìn)方法，來解決這些以及相關(guān)的問題。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)的方框圖；圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的MAC層分組分段和交錯(cuò)的圖表；圖3示出MAC層子信道的結(jié)構(gòu)圖；圖4示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的多幀結(jié)構(gòu)圖；圖5示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的子信道接入和分配；
圖6示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的接入和數(shù)據(jù)傳送的通信聯(lián)系；圖7示出圖1的無線通信系統(tǒng)中不同的功能實(shí)體間的通信聯(lián)系。
圖8是一狀態(tài)圖，示出圖1的無線通信系統(tǒng)中用戶接入的過渡狀態(tài)；圖9示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的上行線路多幀結(jié)構(gòu)；以及圖10是一表格，示出用于本發(fā)明的第二實(shí)施例的接入控制參數(shù)。
這些及其它的問題可由依據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的方法及設(shè)備解決。本發(fā)明的當(dāng)前的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是一基于用戶數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)來分配一個(gè)或多個(gè)子信道的系統(tǒng)。在從基站接收到一個(gè)包括當(dāng)前優(yōu)先服務(wù)級(jí)消息的控制消息后，用戶單元決定是否發(fā)出對(duì)于一個(gè)或多個(gè)子信道的接入請(qǐng)求。收到分配/接入請(qǐng)求后，系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)根據(jù)接入請(qǐng)求確定是否分配子信道給用戶單元。接入和調(diào)度周期性地更多的接入請(qǐng)求，當(dāng)收到一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)消息時(shí)，則推遲完成較低優(yōu)先級(jí)消息，而允許進(jìn)行較高的優(yōu)先級(jí)請(qǐng)求。因此，提供了一種改進(jìn)的接入過程，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的增加，其接入時(shí)間也越來越快。在另一實(shí)施例中，多個(gè)子信道被請(qǐng)求，當(dāng)被分配時(shí)，將一數(shù)據(jù)分組分割成多個(gè)數(shù)據(jù)單元，每一數(shù)據(jù)單元通過不同的子信道發(fā)出。由于分割和傳輸對(duì)不同的子信道的影響與交錯(cuò)原先的數(shù)據(jù)分組的影響類似，利用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)更為健全和更高的通過量。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，它一般性地描繪了一個(gè)無線通信系統(tǒng)100，它有一個(gè)或多個(gè)用戶單元(即移動(dòng)臺(tái)(MS)105)，它們通過基站(BS)110和基站控制器(BSC)115進(jìn)行通信。用戶單元可以有各種形式，如專用數(shù)據(jù)單元(如個(gè)人數(shù)字助理(PDA))，適配與數(shù)據(jù)終端相連的無線電話(如便攜式電腦)或無線適配器設(shè)備(如適配與電腦相連的無線調(diào)制解調(diào)器，消息填充等)，以及其它類似的設(shè)備。在任一種情況下，用戶單元包括一個(gè)收發(fā)信機(jī)107和處理器106，它依據(jù)服務(wù)系統(tǒng)協(xié)議為無線數(shù)據(jù)通信而得到適當(dāng)?shù)木幊?。在圖示的情況下，示出了一個(gè)GPRS-GSM聯(lián)合系統(tǒng)，可以認(rèn)為這里討論的實(shí)施例也同樣適用于任何其它無線通信系統(tǒng)，這還包括CDPD(蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù))，CDMA(碼分多址)，以及數(shù)據(jù)系統(tǒng)為ARDIS或RAM。因此，服務(wù)話音用戶的GSM系統(tǒng)的部分包括一個(gè)MSC(移動(dòng)交換中心)125，它連接到一個(gè)HLR/AUC(本地方位寄存器/鑒別中心)130和PSTN(公共交換電話網(wǎng))150。GPRS部分包括一個(gè)GSN(GPRS業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn))120，它連接到一個(gè)分組交換PDN(公共數(shù)據(jù)網(wǎng))。GSN120包括數(shù)據(jù)消息的適當(dāng)路由選擇所需的所有信息；它也可連接到MSC 125，使得可以接入存貯在一公共平臺(tái)如HLR 130中的更高層用戶信息。BSC 115包括一個(gè)信道控制器116和調(diào)度器117，以及典型的BSC電路。
再參照?qǐng)D2和3，可以更深入地理解本系統(tǒng)的工作情況。圖2示出依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的分段/復(fù)用過程。一個(gè)用戶分組205可以在邏輯上被認(rèn)為是一系列MAC層PDU(分組數(shù)據(jù)單元)。在GPRS的情形下，每一PDU的長(zhǎng)度是由在一個(gè)單一脈沖串/時(shí)隙期間內(nèi)可傳送的數(shù)據(jù)量決定。因此，在先前的技術(shù)方法中，第一PDU“A”將在第一幀(每幀有8個(gè)時(shí)隙)的第一時(shí)隙內(nèi)發(fā)出，第二PDU“B”將在第二幀的第一時(shí)隙內(nèi)發(fā)出，依次類推，直到所有的PDU都被發(fā)送出。由于該方法的帶寬有限，所提出的另一方法是分配多個(gè)時(shí)隙并且順序地發(fā)送PDU。因此，例如，若時(shí)隙1和2被分配，PDU“A”將在幀1的時(shí)隙1發(fā)現(xiàn)，PDU“B”在幀1的時(shí)隙2，PDU“C”在幀2的時(shí)隙1發(fā)出，依此類推。本實(shí)施例對(duì)上述方法作了改進(jìn)，將分組205進(jìn)一步分割成多個(gè)SDU(服務(wù)數(shù)據(jù)單元，如211，212和213)，每一SDU在指定的子信道中傳輸(如圖3所示，在信道305的時(shí)隙2中送出的PDU組成一個(gè)MAC層子信道SDU 310)。這樣，所示情形中實(shí)際的發(fā)送序列220是時(shí)隙1中的SDU 211，時(shí)隙2中的SDU 212，和時(shí)隙3中的SDU 213。在此情形下，PDU被有效地交錯(cuò)，從而提供更大的抗衰落性，同時(shí)通過多個(gè)子信道增加通過量。收到多個(gè)PDU后，它被重組并糾錯(cuò)，成為一個(gè)原始數(shù)據(jù)分組的拷貝。
在分割數(shù)據(jù)分組的優(yōu)選方法中，請(qǐng)求的通信單元先決定所需的通過率(即它希望申請(qǐng)多少子信道)，并相應(yīng)地將分組205分割。這使得用戶可以將每一SDU的大小包括在接入申請(qǐng)中，如果開銷許可的話。
對(duì)于簡(jiǎn)化的工作，接入申請(qǐng)是在每一所希望的子信道上送出的。比如，在基站廣播信息指示通信資源/信道的時(shí)隙1-3可用于GPRS業(yè)務(wù)時(shí)，一個(gè)需要高通過量的用戶會(huì)將其數(shù)據(jù)分組分割為3個(gè)SDU，并在所有的三個(gè)時(shí)隙上送出接入請(qǐng)求。當(dāng)被基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)收到時(shí)，如在BSC115的調(diào)度器117，決定是否同意接入每一子信道。在數(shù)據(jù)分組比任何其它未決的接入請(qǐng)求有更高的優(yōu)先級(jí)時(shí)，發(fā)送一個(gè)調(diào)度消息給分配所有3個(gè)子信道的信道控制器116，并且由相應(yīng)的子信道上的分配消息通知用戶。
另一方面，當(dāng)數(shù)據(jù)分組僅在子信道1和2上具有最高優(yōu)先級(jí)時(shí)，將只分配這些子信道。剩余的子信道將被分配給更高優(yōu)先級(jí)的消息，時(shí)隙3的SDU的分配被推遲；或者接入請(qǐng)求被拒絕，這使得用戶可以在信道1-2上，或可能在不同的信道上，嘗試再一次分配，不必由于子信道3上的優(yōu)先隊(duì)列要服務(wù)而等待更長(zhǎng)的時(shí)間。
在另一方法中，發(fā)送一個(gè)單一接入請(qǐng)求申請(qǐng)多個(gè)子信道。相應(yīng)地，調(diào)度器117或者送回一個(gè)分配消息，或者如第一種方法，將每一子信道上的分配消息分開，而用戶掃描每一可能的子信道(比如所有GPRS可能的信道)以收聽其分配情況。收到n個(gè)指定子信道的分配后，用戶則將數(shù)據(jù)分組分割為n個(gè)數(shù)據(jù)單元，并通過n個(gè)指定子信道中相應(yīng)的一個(gè)子信道傳送每一數(shù)據(jù)單元。由于每一子信道可能因更高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)而被推遲，每一子信道的傳輸相對(duì)于其它子信道最好是異步的。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，每一子信道分配僅用于指定的一段時(shí)間，從而允許將子信道重新分配給一更高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)消息。參照?qǐng)D4-6，它示出了可用于實(shí)現(xiàn)這一特性的多幀信道結(jié)構(gòu)。一個(gè)GSM控制信道多幀405具有51幀，包括BCCH(廣播控制信道)幀409和CCCH(公共控制信道)幀408，F(xiàn)CCH(頻率控制信道)幀406和SCH(同步信道)幀407。GPRS多幀無需重復(fù)SCH和FCCH幀，所以在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，這些由上行線路信道410的控制UBG(上行線路脈沖串組)、下行線路信道420的控制DBG(下行線路脈沖串組)及業(yè)務(wù)脈沖串組所替代。在GPRS的優(yōu)選方法中，一個(gè)MAC層碼字(如原始數(shù)據(jù)分組的糾錯(cuò)編碼分組數(shù)據(jù)單元(PDU))還被定義為一個(gè)4幀脈沖串組(即，它占據(jù)4個(gè)時(shí)隙，這種情況下，MAC層PDU典型地與脈沖串一致)。因此，就提供了時(shí)間同步和時(shí)分復(fù)用的上行及下行通信信道，它們具有重復(fù)控制及業(yè)務(wù)通信周期。
在此情況下，一個(gè)典型的用于上行線路數(shù)據(jù)傳送的通信序列610可如下進(jìn)行。在廣播優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)參數(shù)的基礎(chǔ)上，用戶確定何時(shí)開始發(fā)送一隨機(jī)的接入脈沖串505。由于一個(gè)典型的隨機(jī)接收脈沖串長(zhǎng)度有限，在這起始接入時(shí)期內(nèi)，在兩個(gè)業(yè)務(wù)級(jí)間，最多也只可能有有限的優(yōu)先級(jí)指示器(比如，或者區(qū)分最高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)與所有其它數(shù)據(jù)，或者區(qū)分所有優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)與“盡全力”數(shù)據(jù)，這取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì))。因此，典型地，在一補(bǔ)充的接入時(shí)期內(nèi)需要進(jìn)一步的信息，比如一個(gè)全優(yōu)先級(jí)指示器(即指示所請(qǐng)求業(yè)務(wù)的具體級(jí)別)。在此情況下，在優(yōu)先級(jí)基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個(gè)單一業(yè)務(wù)UBG 509的分配507(除非當(dāng)僅有優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)被服務(wù)而該請(qǐng)求是非優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)時(shí))。這一補(bǔ)充接入請(qǐng)求除了包括優(yōu)先級(jí)指示器和其它所需信息(如標(biāo)識(shí)符，鑒別信息，一個(gè)包括多子信道傳輸容量的參數(shù)，等等)外，最好還包括有關(guān)將要傳送的SDU的長(zhǎng)度的信息。調(diào)度器117接收接入請(qǐng)求，并且，根據(jù)信道/活動(dòng)因子，比如優(yōu)先級(jí)、其它未決的相似或更高優(yōu)先級(jí)的請(qǐng)求數(shù)目、SDU的長(zhǎng)度、鑒別結(jié)果，來確定是否分配業(yè)務(wù)子信道。確定該請(qǐng)求具有最高優(yōu)先級(jí)后，比如比較優(yōu)先級(jí)或在同一級(jí)別內(nèi)的FIFO(先進(jìn)先出)，通過控制DBG發(fā)出一個(gè)分配，如在幀515-519內(nèi)，每一幀分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)業(yè)務(wù)脈沖串組525-529。監(jiān)控并接收到該分配后，用戶通過指定的脈沖串組傳送PDU。對(duì)于下行線路數(shù)據(jù)傳送620，進(jìn)行類似的分配/通信(主要的區(qū)別在于通過一個(gè)下行線路尋呼信號(hào)起始)，并且在其它子信道上請(qǐng)求與分配多個(gè)子信道。最后，收到確認(rèn)請(qǐng)求及糾錯(cuò)后，如所需的那樣，產(chǎn)生進(jìn)一步的分配531，532，以便在業(yè)務(wù)DBG 533時(shí)發(fā)送ACK(確認(rèn))及在業(yè)務(wù)DBG 544時(shí)響應(yīng)。
當(dāng)業(yè)務(wù)UBG被分配給第一數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(比如具有優(yōu)先級(jí)3)時(shí)，但基站正在監(jiān)控并收到一個(gè)具有更高優(yōu)先級(jí)2的第二數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入請(qǐng)求時(shí)，該多幀控制結(jié)構(gòu)有利地允許調(diào)度器117推遲完成第一用戶數(shù)據(jù)的傳送(即僅送出第一部分)，直到送出第二用戶的數(shù)據(jù)之后。如果第二用戶的數(shù)據(jù)僅含有三個(gè)碼字，調(diào)度器117可將下面三個(gè)業(yè)務(wù)UBG分配給第二用戶，將后續(xù)的業(yè)務(wù)UBG重新分配給第一用戶，以便完成對(duì)其數(shù)據(jù)分組的其余部分的發(fā)送。熟練的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，該多幀結(jié)構(gòu)可在任何給定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因素的基礎(chǔ)上很容易地改變。本特定實(shí)施例的重要之處在于，僅僅對(duì)于有限的資源部分進(jìn)行分配(如有限的一段時(shí)間，比如脈沖串組的最大數(shù)目)，接著，對(duì)于同一數(shù)據(jù)或新的，更高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組進(jìn)行另一次分配。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7和8，進(jìn)一步示出了優(yōu)選實(shí)施例的接入控制和數(shù)據(jù)傳送功能。在圖7中，一般地繪出了MS 710，BS子系統(tǒng)720和GSN 730間的控制/業(yè)務(wù)通信流。MS 710和BS/BSC都包括接入控制器(分別為712和722)，及數(shù)據(jù)傳輸控制器(分別為714和724)，而GSN 730包括一個(gè)接入管理器732。當(dāng)前的配置參數(shù)，包括由使用率及接入信道統(tǒng)計(jì)量得出的負(fù)載和服務(wù)優(yōu)先級(jí)信息，在GSN 730和BS/BSC接入控制器722間傳遞。在此信息基礎(chǔ)上，確定接入控制參數(shù)，并通過BS將其廣播到BS業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的MS。這些接入?yún)?shù)最好是當(dāng)前服務(wù)優(yōu)先級(jí)與接入概率參數(shù)。當(dāng)MS數(shù)據(jù)傳輸控制器714收到一個(gè)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求時(shí)，將一個(gè)傳輸請(qǐng)求消息轉(zhuǎn)送到接入控制器712(即圖8中從狀態(tài)810轉(zhuǎn)移到監(jiān)控狀態(tài)820)。在接入控制參數(shù)及其數(shù)據(jù)消息優(yōu)先級(jí)的基礎(chǔ)上，MS接入控制器712決定是否送出一個(gè)接入請(qǐng)求(狀態(tài)830)或補(bǔ)償(狀態(tài)825)，并且BS/BSC接入控制器722決定是否分配通信資源以響應(yīng)這樣的請(qǐng)求。在經(jīng)過一段暫停時(shí)間和無響應(yīng)后，MS 710再次嘗試接入(狀態(tài)835)。分配時(shí)，接入控制器722通知MS 710和子信道分配的數(shù)據(jù)接收機(jī)控制器724，數(shù)字發(fā)送機(jī)控制器714及數(shù)據(jù)接收機(jī)控制器724開始數(shù)據(jù)的傳送(狀態(tài)840)。
為了便于更高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的傳送，最好用兩種方法來限制MS接入請(qǐng)求。第一種方法是廣播當(dāng)前業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)消息。這一消息傳遞輸入業(yè)務(wù)的最小QOS級(jí)/優(yōu)先級(jí)，從而避免超過接入和/或業(yè)務(wù)信道的峰值負(fù)載。每一要傳送數(shù)據(jù)的MS在其處理器中決定數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)，并且如果其優(yōu)先級(jí)小于當(dāng)前優(yōu)先業(yè)務(wù)級(jí)時(shí)，則禁止任何接入請(qǐng)求。如果一用戶要送出業(yè)務(wù)，并且對(duì)于其它子信道的優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)級(jí)的比較顯示在具體業(yè)務(wù)級(jí)別上沒有子信道可使用，用戶則可隨意選擇或是自動(dòng)地工是通過用戶輸入將數(shù)據(jù)優(yōu)先(及收費(fèi))級(jí)改變?yōu)橐粋€(gè)高到足以允許接入請(qǐng)求的級(jí)別。此外，如果更高優(yōu)先級(jí)的其它分組在MS中排隊(duì)，MS可選擇在一當(dāng)前排隊(duì)的較低優(yōu)先級(jí)分組之前發(fā)送較高的優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組。
圖9和圖10示出第二種方法。每一具有合格優(yōu)先級(jí)的MS接著在所接收的接入控制參數(shù)基礎(chǔ)上決定是否在當(dāng)前接入周期內(nèi)發(fā)送(比如，一個(gè)空閑UBG業(yè)務(wù)或控制時(shí)段)。這些參數(shù)最好包括一個(gè)接入概率值的向量{p1，p2，…pn}，每一p值代表一個(gè)對(duì)應(yīng)于業(yè)務(wù)/優(yōu)先級(jí)1到n的p-持續(xù)值。圖10的表格示出p-持續(xù)值pn的一個(gè)可能的集合。在此情形中，具有優(yōu)先級(jí)1的數(shù)據(jù)有一個(gè)p向量值為.05?？墒褂酶鞣N廣播及運(yùn)用pn值的方法，其中一種如下。為了便于發(fā)送pn值，對(duì)向量中的每一值發(fā)送最接近的整數(shù)1/pn(＝Wn，或一個(gè)接入窗口周期)。選擇與數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)的值Wn后，MS產(chǎn)生一個(gè)位于1和Wn之間的隨機(jī)數(shù)，作為接入延遲值，并且在發(fā)送其接入/預(yù)定請(qǐng)求前，計(jì)數(shù)這個(gè)允許脈沖串周期的值/數(shù)目(即，可用于接入脈沖串的數(shù)據(jù)時(shí)隙)；在不允許MS接入時(shí)，暫停計(jì)數(shù)。因此，如圖9所示，優(yōu)先級(jí)1的分組將具有一個(gè)最大等待周期t1(901)，它比優(yōu)先級(jí)2到4的周期t2到t4(902-904)短得多。然而，實(shí)際的脈沖串周期905(在此送出接入請(qǐng)求)，可與所有優(yōu)先級(jí)(至少比最小優(yōu)先級(jí)大的那些級(jí))的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相同，盡管它們的發(fā)生概率不同。
實(shí)現(xiàn)上述GPRS的一種有用的算法是所提出的考慮了三態(tài)反饋而修改的偽貝葉斯(Bayesian)算法。這三態(tài)為空閑，成功或沖突。在此情況下，當(dāng)前用戶的數(shù)目n用具有均值為n的積壓用戶的泊松(Doisson)分布近似。這一近似，V被用來計(jì)算傳輸概率p＝β/v，其中β是最大信道通過量發(fā)生時(shí)的值，為便于討論，對(duì)于GPRS中的時(shí)隙ALOHA(S-ALOHA)，可假定為約1.39。新到請(qǐng)求的到達(dá)率可有一個(gè)估計(jì)值λ，對(duì)于GPRSA-ALOHA，類似地，λ可估計(jì)最大約0.39。每一用戶保留數(shù)值v(或Wn)的本地拷貝，并且根據(jù)可得的信道站信息進(jìn)行更新對(duì)于沖突，v＝v+1.39；對(duì)于成功，v＝max(1.39，v-0.61)；對(duì)于空閑，v＝max(1.39，v-1)。計(jì)算后，基站廣播值P，它將被每一MS如上述那樣類似地應(yīng)用。
雖然連同具體的實(shí)施例已描述了本發(fā)明，顯然，依據(jù)前文的描述，對(duì)于熟練的技術(shù)人員來說，許多改變、修正，及變更都是明顯的。比如，盡管處理器106，信道控制器116和調(diào)度器117，及其它電路，是通過具體的邏輯/功能電路關(guān)系描述的，一個(gè)熟練的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到這可以多種方法實(shí)現(xiàn)，為恰當(dāng)配置及編程的處理器，ASIC(專用集成電路)，及DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)。此外，本發(fā)明并不限于所示的蜂窩系統(tǒng)，也可用于其它無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)。因而，可以理解，本發(fā)明并不限于上述優(yōu)選實(shí)施例，它可依據(jù)所附權(quán)利要求的范圍包含各種改變、修正和變更。
權(quán)利要求
1.通過一個(gè)無線通信系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)的方法，它包含接收一個(gè)接入請(qǐng)求，至少在第一接入周期內(nèi)它包含來自第一通信單元的優(yōu)先級(jí)標(biāo)志；相對(duì)先前接收的任何其它未決的接入請(qǐng)求而言，決定第一接入請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)；當(dāng)?shù)谝煌ㄐ艈卧幸蛔罡邇?yōu)先級(jí)時(shí)，在第一業(yè)務(wù)周期內(nèi)分配一個(gè)通信資源給第一通信單元，用于數(shù)據(jù)分組第一部分的傳送；通過另一個(gè)具有更高優(yōu)先級(jí)標(biāo)志的通信單元，在第二接入周期內(nèi)監(jiān)控另一個(gè)接入請(qǐng)求，當(dāng)接收到上述另一接入請(qǐng)求時(shí)，在第二業(yè)務(wù)周期內(nèi)分配通信資源給另一通信單元；以及在又一另外的接入周期內(nèi)，確定第一通信單元再次具有最高的優(yōu)先級(jí)，響應(yīng)于此，在又一另外的業(yè)務(wù)周期內(nèi)，分配通信資源給第一通信單元用于數(shù)據(jù)分組的另外部分的傳送。
2.權(quán)利要求1的方法，其中第一部分是一個(gè)第一碼字，而第一業(yè)務(wù)周期是一個(gè)第一業(yè)務(wù)脈沖組。
3.權(quán)利要求1的方法，還包含對(duì)于通信資源確定一個(gè)當(dāng)前的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，該通信資源是第一子信道，它廣播相應(yīng)于當(dāng)前業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的接入控制參數(shù)。
4.權(quán)利要求3的方法，其中當(dāng)前的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)是基于信道活動(dòng)性的程度而確定的。
5.權(quán)利要求4的方法，其中信道活動(dòng)性的程度是基于活動(dòng)因素而確定的，活動(dòng)因素至少包含以下內(nèi)容之一具有最高優(yōu)先級(jí)的一組未決的接入請(qǐng)求的一個(gè)優(yōu)先等級(jí)；全部未決接入請(qǐng)求的數(shù)量，相應(yīng)于全部未決的接入請(qǐng)求的每個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元的大小。
6.一個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)的無線通信系統(tǒng)，包括一個(gè)基站控制器，它連接到至少一個(gè)基站，基站控制器包括一個(gè)信道控制器，用來決定通信資源的當(dāng)前業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，通過基站發(fā)出一接入控制參數(shù)，并且分配通信資源以響應(yīng)收到的接入請(qǐng)求；以及一個(gè)連接到信道控制器的調(diào)度器，用來決定哪一個(gè)接入請(qǐng)求具有最高優(yōu)先級(jí)，并發(fā)出一調(diào)度消息給識(shí)別上述接入請(qǐng)求之一的信道控制器。
7.權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中基站進(jìn)一步連接到一個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，用于接收關(guān)于通信資源的負(fù)載信息，而信道控制器還進(jìn)一步工作，用于在負(fù)載信息的基礎(chǔ)上決定當(dāng)前的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)。
8.一個(gè)無線通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的用戶單元，包括一個(gè)收發(fā)信機(jī)，用于接收來自系統(tǒng)的基站的接入控制參數(shù)；以及處理器裝置，根據(jù)接入控制參數(shù)和一個(gè)未決的數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)，決定是否送出一個(gè)接入請(qǐng)求。
9.權(quán)利要求8的用戶單元，其中處理器裝置進(jìn)一步工作，當(dāng)優(yōu)先級(jí)小于對(duì)應(yīng)于接入控制參數(shù)的當(dāng)前業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)時(shí)，禁止送出接入請(qǐng)求；否則，根據(jù)一個(gè)基于接入控制參數(shù)的接入概率和未決數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)，決定是否送出接入請(qǐng)求。
10.通過一個(gè)無線通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的方法，它包括接收一個(gè)控制消息，該控制消息指示在第一子信道上允許接入的通信消息的當(dāng)前優(yōu)先業(yè)務(wù)級(jí)；將當(dāng)前優(yōu)先業(yè)務(wù)級(jí)與第一數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)比較；當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)至少與當(dāng)前優(yōu)先業(yè)務(wù)級(jí)一樣大時(shí)，發(fā)送一個(gè)接入請(qǐng)求，該接入請(qǐng)求包括第一數(shù)據(jù)消息用的優(yōu)先級(jí)標(biāo)志；以及監(jiān)控第一子信道的分配。
11.權(quán)利要求10的方法，其中接收的步驟進(jìn)一步地包括接收至少一個(gè)控制消息，該控制消息指示在第一子信道上允許接入的通信消息的當(dāng)前優(yōu)先業(yè)務(wù)級(jí)和另外子信道用的另外當(dāng)前優(yōu)先業(yè)務(wù)級(jí)；還包括當(dāng)?shù)谝蛔有诺烙玫漠?dāng)前優(yōu)先業(yè)務(wù)級(jí)大于第一數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)時(shí)，將另外的當(dāng)前優(yōu)先業(yè)務(wù)級(jí)與優(yōu)先級(jí)比較，以決定另外的子信道之一是否可用。
12.權(quán)利要求11的方法，還包括，當(dāng)另外子信道的所有另外的當(dāng)前優(yōu)先業(yè)務(wù)級(jí)大于第一數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)時(shí)，決定是否增加第一數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)。
13.權(quán)利要求10的方法，還包括在第一數(shù)據(jù)消息優(yōu)先級(jí)的基礎(chǔ)上，決定一個(gè)接入概率值；以及在接入概率值的基礎(chǔ)上，決定是否發(fā)送該接入請(qǐng)求。
14.權(quán)利要求13的方法，其中決定接入概率值的步驟包括接收接入控制參數(shù)，它指示與一組可能的優(yōu)先級(jí)相對(duì)應(yīng)的一組持續(xù)值，決定哪一組持續(xù)值對(duì)應(yīng)于第一數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)，并且通過產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)來決定接入概率值，該隨機(jī)數(shù)介于1和上述一組持續(xù)值的逆之間。
15.通過一個(gè)無線通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括接收一個(gè)控制消息，該控制消息包括接入控制參數(shù)，指示與一組可能優(yōu)先級(jí)相對(duì)應(yīng)的一組持續(xù)值，那些優(yōu)先級(jí)是用于確定何時(shí)發(fā)出通信資源的第一子信道的接入請(qǐng)求；確定哪一組持續(xù)值對(duì)應(yīng)于第一數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)；在上述一組持續(xù)值的基礎(chǔ)上，確定接入延遲值；在接入延遲值的基礎(chǔ)上發(fā)送接入請(qǐng)求。
16.權(quán)利要求15的方法，還包括將第一數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)與后續(xù)存貯消息的優(yōu)先級(jí)比較，當(dāng)后續(xù)存貯消息之一具有大于第一數(shù)據(jù)消息的優(yōu)先級(jí)的第二優(yōu)先級(jí)時(shí)，在對(duì)應(yīng)于第二優(yōu)先級(jí)的另一組持續(xù)值的基礎(chǔ)上，確定是否發(fā)送對(duì)上述后續(xù)存貯消息之一的接入請(qǐng)求。
全文摘要
所公開的系統(tǒng)可以根據(jù)用戶數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)來分配多個(gè)子信道。在一個(gè)實(shí)施例中,用戶(100)從基站(110)收到象當(dāng)前優(yōu)先級(jí)那樣的系統(tǒng)參數(shù)后,決定是否發(fā)出對(duì)多子信道的接入請(qǐng)求。收到該接入請(qǐng)求后,系統(tǒng)由該接入請(qǐng)求決定是否為用戶分配子信道。進(jìn)一步的接入請(qǐng)求被周期性地接收和調(diào)度,當(dāng)收到一個(gè)較高優(yōu)先級(jí)消息時(shí),較低優(yōu)先級(jí)消息被推遲完成,而分配較高優(yōu)先級(jí)請(qǐng)求。這樣,提供了一種改進(jìn)的接入方法,可以有效地接納多優(yōu)先級(jí)請(qǐng)求。在另一實(shí)施例中,系統(tǒng)參數(shù)包括每一服務(wù)優(yōu)先級(jí)的持續(xù)/概率值,并且在確定何時(shí)送出接入請(qǐng)求時(shí),每一發(fā)送單元采用將要送出的數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)的適當(dāng)值。
文檔編號(hào)H04W72/12GK1194083SQ96196584
公開日1998年9月23日 申請(qǐng)日期1996年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月1日
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