專利名稱：訪問(wèn)通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊系統(tǒng)，尤其涉及終端用戶裝置為了競(jìng)爭(zhēng)訪問(wèn)一個(gè)通訊信道的共享資源的方法和系統(tǒng)。
最近在多址聯(lián)接方法中的改進(jìn)允許競(jìng)爭(zhēng)的終端用戶裝置以一種規(guī)則的方式訪問(wèn)共享網(wǎng)絡(luò)資源。隨著無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，許多訪問(wèn)方法對(duì)于分配的共享資源已經(jīng)變得不合適了。特別地，每個(gè)用戶的不同類型的業(yè)務(wù)和不同服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求可能明顯地影響到每個(gè)用戶獲得的信號(hào)質(zhì)量(即SNR)。由于經(jīng)過(guò)一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)可得到不同的應(yīng)用，根據(jù)每個(gè)終端用戶要求的QoS的共享資源的分配和在實(shí)際通訊系統(tǒng)中帶寬的有效使用問(wèn)題變得越來(lái)越重要了?，F(xiàn)有系統(tǒng)的缺點(diǎn)在移動(dòng)無(wú)線通訊系統(tǒng)中，在移動(dòng)終端用戶和基地站之間變得更加嚴(yán)重，特別是當(dāng)在相同的信道中支持如話音、視聽和數(shù)據(jù)通訊的業(yè)務(wù)的集成混合時(shí)。每個(gè)終端用戶的QoS請(qǐng)求在建立的呼叫期間可以明顯地變化以及終端用戶和基地站之間的業(yè)務(wù)類型可以明顯地變化。
由Mark J.Karol和Kai Y.Eng所做的US 5751708以及由Mark J.Karol,Zhao Liu和Kai Y.Eng.在IEEE International Conference onCommunication 18-22 June 1995,ICC’95 Seattle,Gateway toGlobalization，第1224-1231頁(yè)的論文“用于無(wú)線包(ATM)網(wǎng)絡(luò)的分布排隊(duì)(sic)請(qǐng)求更新多址聯(lián)接(DQRUMA)”描述了一種訪問(wèn)方法，它允許一個(gè)終端用戶以包傳輸分段請(qǐng)求訪問(wèn)一個(gè)共享的通訊資源。
US 5598417 A描述了一個(gè)TDM(時(shí)分多路復(fù)用)無(wú)線通訊系統(tǒng)，這里僅僅資源是時(shí)隙的。該系統(tǒng)將通訊服務(wù)限制為兩組。一組處理語(yǔ)言呼叫、電路數(shù)據(jù)連接、以及每幀一個(gè)時(shí)間段傳送的系統(tǒng)控制信息(一幀包括若干時(shí)間段)。另一組處理在幀的時(shí)間段的剩余部分傳送的包交換數(shù)據(jù)。僅僅通過(guò)每一幀分配不同數(shù)量的時(shí)間段，系統(tǒng)對(duì)于一些服務(wù)得到靈活的傳輸速率。
US 5572546描述了一個(gè)隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議，該協(xié)議等效于插入的ALOHA。并且假設(shè)所有的終端能夠相互間聽到。這個(gè)系統(tǒng)本質(zhì)上不適用于移動(dòng)終端僅能夠聽到基地站的移動(dòng)蜂窩式系統(tǒng)。該協(xié)議的應(yīng)用主要在多跳調(diào)制解調(diào)器和同軸電纜。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種用于一個(gè)終端用戶裝置請(qǐng)求通訊系統(tǒng)中資源的方法，包括產(chǎn)生多個(gè)由所述終端用戶裝置傳送的信息包；在所述通訊系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)過(guò)通訊信道順序地傳送所述信息包，其特征在于每個(gè)信息包包含一個(gè)分段字段，它指示一個(gè)由所述終端用戶裝置請(qǐng)求的通訊系統(tǒng)控制器資源，用于以所述順序的另一個(gè)信息包的傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供的一個(gè)通訊系統(tǒng)包括至少一個(gè)終端用戶裝置，以及一個(gè)在所述通訊系統(tǒng)內(nèi)的通訊信道并且經(jīng)過(guò)該信道信息包由所述終端用戶裝置順序地傳送。
其特征在于每個(gè)信息包包含一個(gè)分段字段，該字段指示一個(gè)由所述終端用戶裝置請(qǐng)求的通訊系統(tǒng)控制器資源，用于以所述順序的另一個(gè)信息包的傳輸。
該信息允許一些終端用戶裝置通過(guò)多路復(fù)用每個(gè)用戶的信號(hào)以經(jīng)過(guò)相同的通訊信道傳送，以這種方式使得集合的業(yè)務(wù)是最優(yōu)的?？紤]到通訊信道中可得到的有限資源，可以獲得最優(yōu)的信道吞吐量。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠以最低成本獲得提供給每個(gè)終端用戶裝置服務(wù)的靈活性，并且不使用任何附加的控制信道。
終端用戶裝置的變化的需求可以調(diào)節(jié)并且可以包括增加的或者減少的帶寬。對(duì)于未來(lái)資源分配中變化的分段請(qǐng)求是特別適合用于包交換類型通訊系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)一個(gè)特定的終端用戶裝置的QoS參數(shù)可以被要求在至少一些時(shí)間如一個(gè)電路交換通訊系統(tǒng)運(yùn)行。
為了支持一定的服務(wù)，移動(dòng)終端以一定的延遲要求來(lái)請(qǐng)求一定的信息數(shù)據(jù)率。因此，分段字段能夠表示代表數(shù)據(jù)率和延遲靈敏度的范圍的一組值。每當(dāng)可能時(shí)，基地站將使用延遲靈敏度值來(lái)分配它的資源以支持請(qǐng)求的數(shù)據(jù)率。
空中接口具有支持一個(gè)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)率的有限數(shù)量的資源。空中接口能夠?qū)⑺念l譜分為頻率段、時(shí)間段、擴(kuò)展編碼或者任何它們的組合。更先進(jìn)的系統(tǒng)很可能通過(guò)使用定向天線在空間上分開這些資源。不管分配給系統(tǒng)的頻譜如何被分開，資源是有限的并且僅僅支持一個(gè)有限集合數(shù)據(jù)率，它必須在系統(tǒng)的許多移動(dòng)用戶之間分開。
在碼分多址中，例如擴(kuò)展碼之間的相關(guān)性限制了能夠使用的代碼的數(shù)量。代碼支持的數(shù)據(jù)率越高，這個(gè)代碼相對(duì)于系統(tǒng)中其他代碼的相關(guān)性就越大。因此基地站必須折衷地提供一個(gè)大的編碼組，每個(gè)支持一個(gè)低的數(shù)據(jù)率，以及一個(gè)小的編碼組，每個(gè)支持一個(gè)高的數(shù)據(jù)率。假如編碼資源是可得到的，對(duì)于一定數(shù)據(jù)率的分段字段請(qǐng)求能夠通過(guò)基地站簡(jiǎn)單地允許移動(dòng)站改變到合適的代碼來(lái)調(diào)節(jié)。
參照下面附圖的例子描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1展示了根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)無(wú)線通訊系統(tǒng)的方框圖；圖2說(shuō)明了在實(shí)施例中使用的通訊信道；圖3展示了根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)無(wú)線通訊系統(tǒng)的流程圖；圖4表示了根據(jù)本發(fā)明經(jīng)過(guò)移動(dòng)無(wú)線通訊系統(tǒng)的一個(gè)通訊信道發(fā)送的信號(hào)；以及圖5展示了根據(jù)本發(fā)明經(jīng)過(guò)一個(gè)移動(dòng)無(wú)線通訊系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)的另一種表示。
圖6展示了根據(jù)本發(fā)明經(jīng)過(guò)一個(gè)移動(dòng)無(wú)線通訊系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)的第三種表示。
一個(gè)終端用戶裝置(移動(dòng)站1)可以使用一些通訊協(xié)議中的任何一個(gè)經(jīng)過(guò)天線10和11，通過(guò)空中接口12來(lái)與一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器(例如基地站13和移動(dòng)交換中心14)通訊。在下面的實(shí)施例中，使用的通訊協(xié)議是CDMA(碼分多址)。這允許移動(dòng)站使用其代碼幾乎是不相關(guān)的編碼擴(kuò)展頻譜信號(hào)通訊，因此提供一種多址聯(lián)接通訊協(xié)議，其中碰撞不會(huì)破壞其他信號(hào)的同時(shí)廣播。一旦移動(dòng)站1和它的最近基地站13之間的通訊信道已經(jīng)建立，移動(dòng)交換中心14可以建立與另一個(gè)移動(dòng)交換中心15或者公共語(yǔ)音或者數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)16的進(jìn)一步聯(lián)接。
圖2說(shuō)明了在移動(dòng)站已經(jīng)連接到移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)之后，經(jīng)過(guò)空中接口12在n個(gè)移動(dòng)站(1,2,…n)和基地站20之間建立的邏輯信道。每個(gè)移動(dòng)站(1,2,…n)可以競(jìng)爭(zhēng)允許使用隨機(jī)存取信道RACH發(fā)送數(shù)據(jù)包到系統(tǒng)控制器21?；卣臼褂靡粋€(gè)動(dòng)態(tài)資源分配表22(DRA)以確立是否有足夠的資源可以在網(wǎng)絡(luò)上得到，如果是這樣，允許在反饋信道上來(lái)傳送數(shù)據(jù)包。移動(dòng)站則在業(yè)務(wù)信道TCH上傳送數(shù)據(jù)包。
圖3更詳細(xì)地展示了從移動(dòng)站傳送數(shù)據(jù)所要求的協(xié)議。一旦已經(jīng)建立起一個(gè)連接，移動(dòng)站保持備用直到用戶希望進(jìn)行語(yǔ)音呼叫，建立一個(gè)網(wǎng)間連接，發(fā)送一個(gè)傳真或者一個(gè)電子郵件，或者進(jìn)行一些其他的數(shù)據(jù)交換處理。一旦數(shù)據(jù)已經(jīng)分為包并且已經(jīng)到達(dá)緩沖器，移動(dòng)站通過(guò)在RACH上發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求來(lái)要求一個(gè)業(yè)務(wù)信道。因?yàn)镽ACH上的請(qǐng)求到達(dá)基本上是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，如果1)競(jìng)爭(zhēng)的終端用戶裝置碰巧同時(shí)選擇了相同的代碼，給出在一個(gè)預(yù)定門限之下的代碼互相關(guān)(即硬阻塞)，或者2)如果物理信道的SNR惡化到請(qǐng)求不能被譯碼(即軟阻塞)，則出現(xiàn)訪問(wèn)存取。訪問(wèn)失敗則要求終端用戶裝置使用一個(gè)插入的ALOHA補(bǔ)償和重試協(xié)議來(lái)重新傳送請(qǐng)求。RACH請(qǐng)求包含了移動(dòng)站訪問(wèn)標(biāo)記(訪問(wèn)ID)和服務(wù)請(qǐng)求的指示(例如請(qǐng)求的特定業(yè)務(wù)類型，包的數(shù)量等等)。一旦已經(jīng)成功地譯碼RACH請(qǐng)求，系統(tǒng)控制器在前向訪問(wèn)信道(FACH)上確認(rèn)該請(qǐng)求(RAAck)。該確認(rèn)包含移動(dòng)站訪問(wèn)ID并且使用由移動(dòng)站選擇的相同的正交碼傳送。系統(tǒng)控制器訪問(wèn)DRA表22(它包含了用于一個(gè)特定移動(dòng)站的訪問(wèn)ID和傳送要求)并且確定通訊信道中可得到的資源。系統(tǒng)控制器21與移動(dòng)站協(xié)商資源的使用(例如帶寬、多種編碼、擴(kuò)展因數(shù)、數(shù)據(jù)率、延遲等等)和要求的QoS門限。隨后移動(dòng)站等待傳送許可(TxPerm)，它表示協(xié)商的資源已經(jīng)分配并且系統(tǒng)控制器已經(jīng)因此更新了DRA表22。然后移動(dòng)站傳送數(shù)據(jù)包，它分段為一個(gè)分段字段中的數(shù)據(jù)，表示用于下一個(gè)或者后續(xù)包的傳輸所要求的資源中的任何變化。這些資源可以包括帶寬需求的變化，產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)帶寬外形如圖4所示。如果時(shí)分雙工(TDD)用于控制移動(dòng)站和基地站之間的上行線路和下行線路通訊，分段字段能夠用于請(qǐng)求在一個(gè)特定上行線路的訪問(wèn)。如果插入的ALOHA協(xié)議用于管理包傳輸?shù)挠?jì)時(shí)，分段字段能夠用于請(qǐng)求在一個(gè)特定時(shí)間段的訪問(wèn)。一旦已經(jīng)成功地接收和譯碼一個(gè)數(shù)據(jù)包，系統(tǒng)控制器21在FACH上傳送一個(gè)傳送確認(rèn)(TxAck)，指示移動(dòng)站最新傳送的包可以從緩沖器放棄。移動(dòng)站和系統(tǒng)控制器隨后能夠協(xié)商由移動(dòng)站要求的資源的任何變化而系統(tǒng)控制器可以適當(dāng)?shù)馗翫RA表。
圖5說(shuō)明了一個(gè)可以適用于上面描述的CDMA協(xié)議中的數(shù)據(jù)包類型。該包以一些導(dǎo)頻位(Pilot)開始，這些導(dǎo)頻位允許基地站識(shí)別包的開始，跟隨著的功率控制位(TPC)指示是否基地站功率應(yīng)該增加或減少。接下來(lái)是速率信息位(RI)，它告訴基地站用戶想要使用的傳輸速率。分段字段(PGBK)插入在數(shù)據(jù)的前面。
圖6展示了可以適用于上面描述的CDMA協(xié)議的另一種類型的數(shù)據(jù)包。這另一種類型使用第二個(gè)雙向相關(guān)控制信道(ACCH)，它在業(yè)務(wù)信道分配時(shí)建立。業(yè)務(wù)信道用于傳送數(shù)據(jù)，ACCH傳送控制信息(即導(dǎo)頻位，TPC位，RI位和分段字段PGBK)。數(shù)據(jù)信息和控制信息被同相/正交多路復(fù)用。
前面解釋了作為本發(fā)明說(shuō)明的例子，類似的實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明顯的。例如，另一種通訊協(xié)議，如TDMA或FDMA可以用于傳送數(shù)據(jù)包。在任何協(xié)議中，可以動(dòng)態(tài)地協(xié)商包傳輸，或者如果最初的分配證明是不夠的，在呼叫期間這個(gè)分配可以被動(dòng)態(tài)地改變。
權(quán)利要求
1．一種用于終端用戶裝置請(qǐng)求通訊系統(tǒng)中資源的方法，包括產(chǎn)生多個(gè)由所述終端用戶裝置傳送的信息包；在所述通訊系統(tǒng)內(nèi)的通訊信道上順序地傳送所述信息包，其特征在于每個(gè)信息包包含一個(gè)分段字段，該字段指示一個(gè)由所述終端用戶裝置請(qǐng)求的通訊系統(tǒng)控制器資源，用于另一個(gè)信息包以所述順序的傳輸。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于另一個(gè)信息包是在所述順序中的下一個(gè)信息包。
3．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于通訊系統(tǒng)控制器指示出分配給所述終端用戶裝置的資源的變化。
4．一個(gè)通訊系統(tǒng)包括至少一個(gè)終端用戶裝置，以及一個(gè)在所述通訊系統(tǒng)內(nèi)的通訊信道并且在該信道上信息包由所述終端用戶裝置順序地傳送。其特征在于每個(gè)信息包包含一個(gè)分段字段，該字段指示一個(gè)由所述終端用戶裝置請(qǐng)求的通訊系統(tǒng)控制器資源，用于另一個(gè)信息包以所述順序的傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及通訊系統(tǒng),其中終端用戶裝置競(jìng)爭(zhēng)訪問(wèn)通訊系統(tǒng)中信道的共享資源。經(jīng)過(guò)通訊信道發(fā)送包中數(shù)據(jù)的終端用戶裝置分段請(qǐng)求用于另一個(gè)包傳輸?shù)姆峙滟Y源的變化。系統(tǒng)控制器根據(jù)分段請(qǐng)求改變分配給各個(gè)終端用戶裝置的資源,以便優(yōu)化信道的吞吐量。如果要求,包交換網(wǎng)絡(luò)可以如電路交換網(wǎng)絡(luò)一樣運(yùn)行。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1223516SQ98123680
公開日1999年7月21日 申請(qǐng)日期1998年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月31日
發(fā)明者曹強(qiáng)(音譯), 洛倫茲·弗萊德·弗雷伯格, 戴維·喬納森·里德 申請(qǐng)人:朗迅科技公司