专利名称：一种个人便携电话系统数据通信的方法
技术领域：
本发明涉及通信数据传输技术领域，尤其涉及一种个人便携电话系统数据通信的方法。PHS系统(Personal Handy phone system个人便携电话系统)不仅能提供语音业务，还能提供很多增值业务，除短消息、丢话通知外，最常见的就是数据业务(如多媒体数据业务等)。在未来的发展中，仅用于传输数据业务的PHS将会越来越受到消费者的欢迎。在本文档中，我们把这种PHS系统称为PHS数据系统，以区别现在正流行使用的PHS通信系统。在3G日益成为移动通信主角的同时，PHS的发展也没有停止，PHS提供的数据业务同3G一样，也是与IP技术相结合的。2003年2月份RCR STD-28 V4.0的正式公布，使PHS的发展目标与3G类似，成为一个提供个人无线多媒体服务的信息系统。PHS的空中接口采用TDMA-TDD的工作方式(TDMATime Division Multiple Access时分多址，TDDTime Division Duplex时分双工)，空中接口的物理通道以帧为单位，5ms为一帧，每帧包含8个时隙(每个时隙625uS)，下行通道占其中连续的4个时隙，上行通道占另外4个时隙。目前PHS数据系统的每个时隙信道标准的数据通信速率为32kbit/s，上/下行的时隙通道数完全相等。在实际应用中，CS(Cell station个人便携电话系统数据基站)到PS(Personal Station个人便携电话系统数据终端)的下行通道所传输的数据量远远大于PS到CS的上行通道所传输的数据量，但是现有PHS的数据传输上下行通道都是采用相同的数据通信速率，因此不能够满足实际应用的需要。
以RCR STD-28 V3.2为蓝本的PHS的最高数据通信速率为64kbit/s，调制方式为π/4QPSK(相位旋转π/4的正交移相键控)，滚降系数为0.5，这是靠捆绑两个通信时隙来实现的；以RCR STD-28 V4.0为蓝本的PHS的最高数据通信速率为192～3200kbit/s，调制方式为根据通信速率或射频条件的许可，自适应的选择BPSK(二进制相移键控)、π/4 QPSK、QPSK、8PSK(八进制相移键控)、12QAM、16QAM、24QAM、32QAM(正交幅度调制)方式，最多时捆绑四个通信时隙数。
虽然随着PHS技术的发展，PHS数据系统的数据通信速率会越来越高，但是上下行所占用的资源是一样的，特别是当PHS捆绑四个时隙数时，一个PHS数据终端在一个频点上是与一个PHS数据基站一一对应的，在每个时隙信道为32kbit/s的标准传输速率下，下行的数据通信速率仅为128kbit/s。现实应用中，系统要求下行的数据通信量远大于上行数据通信量，而现有的上下行时隙分配方式不能够更好满足下行通道对数据传输速率的要求，时隙资源得不到充分利用，存在分配不合理的缺点。本发明要解决的技术问题是提供一种个人便携电话系统数据通信的方法，能够充分利用、合理分配时隙资源，最大限度提高下行通道的数据传输速率。
本发明是通过下面的技术方案来实现的一种个人便携电话系统数据通信的方法，包括以下步骤101、个人便携电话系统数据终端通过控制信道向网络侧的个人便携电话系统数据基站发出通信请求，个人便携电话系统数据基站响应所述通信请求，并进行业务信道分配，捆绑至少五个信道时隙作为下行业务信道，其余至少一个信道时隙作为上行业务信道；102、个人便携电话系统数据终端和个人便携电话系统数据基站分别通过所分配的上行业务信道和下行业务信道相互进行数据通信。
步骤101之前还包括201、个人便携电话系统数据基站通过广播机制把系统参数送到个人便携电话系统数据终端；202、个人便携电话系统数据终端首先进行帧同步，找到超帧后即接收所述系统参数，并向个人便携电话系统数据基站发出位置注册请求；203、位置注册完成后，个人便携电话系统数据终端守候在控制信道上。
步骤101中进一步包括个人便携电话系统数据基站捆绑第一至第七个信道时隙作为下行业务信道，第八个信道时隙作为上行业务信道。
所述第一至第七个信道时隙中的某一个信道时隙的三层链路结构中包括物理层、链路层和网络层，其余六个信道时隙的三层链路结构中仅包括物理层、及网络层中的无线频率传输管理部分；第八个信道时隙的三层链路结构中包括物理层、链路层和网络层。
步骤101中进一步包括所述个人便携电话系统数据终端是在控制信道频点上，用第八时隙向个人便携电话系统数据基站发起通信请求的；所述个人便携电话系统数据基站是在控制信道频点上，用第一时隙向个人便携电话系统数据终端分配业务信道的。
步骤101中在完成业务信道的分配后，还包括个人便携电话系统数据基站及终端都锁定在个人便携电话系统数据基站指配的业务信道频点上，个人便携电话系统数据基站在第一时隙、个人便携电话系统数据终端在第八时隙，进行上/下行业务信道链路的建立。
所述上/下行业务信道链路的建立包括以下步骤701、个人便携电话系统数据基站及终端相互发送同步突发脉冲；702、个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送设置异步平衡模式信息，个人便携电话系统数据基站返回未编号应答信息；703、个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送管理层附加信道请求信息，个人便携电话系统数据基站返回管理层附加信道分配信息；704、个人便携电话系统数据基站/终端进行接收等待；705、个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送呼叫控制建立信息，个人便携电话系统数据基站返回呼叫控制处理信息；706、个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送鉴权密钥设置信息，个人便携电话系统数据基站返回鉴权请求信息，之后个人便携电话系统数据终端再发送鉴权响应信息；707、个人便携电话系统数据基站向个人便携电话系统数据终端发送释放链路层信息，个人便携电话系统数据终端返回未编号应答信息；708、个人便携电话系统数据基站向个人便携电话系统数据终端发送振铃信息及业务信道连接信息。
由于采用了以上的技术方案，对PHS数据系统中上下行通道占用的时隙资源进行重新分配，提高下行通道的数据传输速率，充分利用时隙资源，使上下行通道占用的时隙资源相对合理，优化了时隙资源的分配方式；本发明中，下行通道可以捆绑至少5个时隙，最高是7个时隙，上行通道仅占用剩余的时隙，在每个时隙信道为32kbit/s的标准传输速率下，下行的最高数据通信速率为224kbit/s，比以前的128kbit/s提高了96kbit/s，上行的数据通信速率为32kbit/s。若在进行调制方式的自适应的选择的话，下行的数据通信速率将提高到2.8Mbit/s(该计算过程为当前每个时隙的通信速率为32kbit/s(160*200)，若调制方式改为16QAM时，速率将提高4倍，若频段加宽3倍以及roll off系数改善，则又可以提高3.3倍。这样，上行的数据通信率将最大达到32*4*3.3＝422.4kbit/s，扣除理想系数，则上行的数据速率可以达到400kbit/s，同时下行为7个时隙的捆绑，则速率为上行速率的7倍，因此下行的数据通信速率可以达到2.8Mbit/s。)。
图1是本发明上/下行通道的时隙分配结构示意图。
图2是业务信道时隙的结构示意图。
图3是本发明PHS数据系统在捆绑七个通信时隙时的三层链路结构图。
图4是个人便携电话系统数据终端作为主叫时的协议流程图。
图5是个人便携电话系统数据终端作为被叫时的协议流程图。下面结合附图和实施例对本发明进行进一步阐述在本发明中，重点以下行业务信道捆绑了7个时隙，上行业务信道仅占用一个时隙为例进行说明。
如图1所示，PHS的空中接口采用TDMA-TDD的工作方式，空中接口的物理通道以帧为单位，5ms为一帧，每帧包含8个时隙(每个时隙625uS)，图中，个人便携电话系统数据基站指向个人便携电话系统数据终端(CS-＞PS)，T1……T7表示从基站侧看，用于发送数据业务的时隙，即下行业务信道占用第一到第七时隙；R8表示从基站侧看接收数据业务的时隙，即上行业务信道占用第八时隙。个人便携电话系统数据终端指向个人便携电话系统数据基站(PS-＞CS)R1……R7表示从终端侧看，用于接收数据业务的时隙，也相当于是所述的下行业务信道；T8表示从终端侧看，用于发送数据业务的时隙，也相当于是所述的上行业务信道。这几个时隙所包含的内容有所不同，其中，第一时隙包含下行的信令和数据，第二到第七时隙仅包含下行的数据，不包含用于链路连接的信令，第八时隙包含上行的信令和数据。
如图2所示，是业务信道每个时隙的结构示意图，每个时隙长度占240bits，时隙中各个部分的具体说明如下R，表示缓冲，占4bits，相邻时隙缓冲间隔，终端和基站打开发射机所需时间，可取任何值。SS，初始码元，占2bits，远端解调器建立相位使用，用于同步，为“10”。PR，前缀码，占6bits，用于位时钟同步。UW，识别字，是一组特定的码元，和CRC一起作为接收情况的指标，此外，根据控制时隙和通信时隙的不同，还可以区分控制时隙和通信时隙。CI，4bits，信道标示符。SA，16bits，低速结合控制信道。I，160bits，信息内容。CRC，16bits，循环冗余校验。GT，16bits，保护时间，用于防止同步较差的情况下，相邻时隙数据重叠，取16个“0”，延续时间为41.7us。
如图3所示，是本发明PHS数据系统在捆绑七个通信时隙时的三层链路结构图。在第一信道时隙(1stTCH)的三层链路结构中包括物理层、链路层和网络层(Layer1、Layer2、Layer3)，第二至第七信道时隙(2ndTCH……7thTCH)的三层链路结构中仅包括物理层、及网络层中的无线频率传输管理部分(RT)，没有链路层；其中，网络层中，CC指呼叫控制，MM指移动性管理，RT指无线频率传输管理，Protocol discriminator为协议鉴别器，链路层用以完成寻址及再送控制的功能。
另外，第八个信道时隙的三层链路结构中包括物理层、链路层和网络层。
下面对PHS数据终端与PHS数据基站之间的通信过程进行具体说明如图4所示，是个人便携电话系统数据终端作为主叫时的协议流程图。在控制信道CCH上，PHS数据基站通过广播机制把系统参数送到各PHS系统数据终端，占用时隙为第一至第七时隙。PHS系统终端开机后，首先进行帧同步，找到超帧后，就开始接收系统参数(系统参数分为全局参数和本地参数，全局参数在寻呼区内有效，本地参数在基站区内有效。全局参数主要由超帧结构，寻呼去结构，上行LCCH定时，国家代码和系统类型等，本地参数主要由广播状态，链路信道类型，协议类型，其它协议类型，流量管制信息，消息状态，广播接收指引等)，然后通过第八时隙向PHS数据基站发出位置注册请求，在注册完成后，PHS数据终端就守候在控制信道CCH上。
当PHS数据终端主呼时，首先在CCH频点上，用第八时隙向PHS数据基站发起链路建立请求，PHS数据基站响应该请求，在CCH频点上，用第一时隙向PHS数据终端分配链路信道，即PHS数据基站捆绑第一至第七个信道时隙作为下行业务信道，第八个信道时隙作为上行业务信道；然后再根据PHS数据基站的指配，PHS数据基站和PHS数据终端都锁定在业务信道TCH的频点上，进而，PHS数据基站在第一时隙、PHS数据终端在第八时隙，进行上/下行业务信道链路的建立。PHS数据基站和PHS数据终端之间上/下行业务信道链路的建立过程为第一步个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送链路信道建立请求；第二步个人便携电话系统数据基站向个人便携电话系统数据终端发送链路信道分配信息；第三步个人便携电话系统数据基站及终端相互发送同步突发脉冲；第四步个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送设置异步平衡模式信息，个人便携电话系统数据基站返回未编号应答信息；第五步个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送管理层附加信道请求信息，个人便携电话系统数据基站返回管理层附加信道分配信息；第六步个人便携电话系统数据基站/终端进行接收等待；第七步个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送呼叫控制建立信息，个人便携电话系统数据基站返回呼叫控制处理信息；第八步个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送鉴权密钥设置信息，个人便携电话系统数据基站返回鉴权请求信息，之后个人便携电话系统数据终端再发送鉴权响应信息；第九步个人便携电话系统数据基站向个人便携电话系统数据终端发送释放链路层信息，个人便携电话系统数据终端返回未编号应答信息；第十步个人便携电话系统数据基站向个人便携电话系统数据终端发送振铃信息及业务信道连接信息。
经过以上的十个步骤之后，捆绑的时隙链路就建立起来了，接着PHS数据基站就可以在第一至第七时隙向下发送数据信息，同时PHS数据终端也可以在第八时隙向上发送数据信息了。
由于PHS数据系统仅用于传输数据业务，PHS数据终端作为被叫的情况比较少，仅用于PHS数据基站向PHS数据终端发送短消息或发送其它的通知类消息。其协议流程参照协议STD-28 V4.0，不同之处为在链路建立的过程中，上行信号全部占用第八时隙，下行信号全部占用第一时隙，具体流程参见图5，该链路建立的过程与PHS数据终端作为主叫时的建立过程类似，这里就不再赘述了。
权利要求
1.一种个人便携电话系统数据通信的方法，其特征在于，包括以下步骤101、个人便携电话系统数据终端通过控制信道向网络侧的个人便携电话系统数据基站发出通信请求，个人便携电话系统数据基站响应所述通信请求，并进行业务信道分配，捆绑至少五个信道时隙作为下行业务信道，其余至少一个信道时隙作为上行业务信道；102、个人便携电话系统数据终端和个人便携电话系统数据基站分别通过所分配的上行业务信道和下行业务信道相互进行数据通信。
2.根据权利要求1所述的一种个人便携电话系统数据通信的方法，其特征在于，步骤101之前还包括201、个人便携电话系统数据基站通过广播机制把系统参数送到个人便携电话系统数据终端；202、个人便携电话系统数据终端首先进行帧同步，找到超帧后即接收所述系统参数，并向个人便携电话系统数据基站发出位置注册请求；203、位置注册完成后，个人便携电话系统数据终端守候在控制信道上。
3.根据权利要求1所述的一种个人便携电话系统数据通信的方法，其特征在于，步骤101中进一步包括个人便携电话系统数据基站捆绑第一至第七个信道时隙作为下行业务信道，第八个信道时隙作为上行业务信道。
4.根据权利要求3所述的一种个人便携电话系统数据通信的方法，其特征在于所述第一至第七个信道时隙中的一个信道时隙的三层链路结构中包括物理层、链路层和网络层，其余六个信道时隙的三层链路结构中仅包括物理层、及网络层中的无线频率传输管理部分；第八个信道时隙的三层链路结构中包括物理层、链路层和网络层。
5.根据权利要求3所述的一种个人便携电话系统数据通信的方法，其特征在于，步骤101中进一步包括所述个人便携电话系统数据终端是在控制信道频点上，用第八时隙向个人便携电话系统数据基站发起通信请求；所述个人便携电话系统数据基站是在控制信道频点上，用第一时隙向个人便携电话系统数据终端分配业务信道。
6.根据权利要求5所述的一种个人便携电话系统数据通信的方法，其特征在于，步骤101中在完成业务信道的分配后，还包括个人便携电话系统数据基站及终端都锁定在个人便携电话系统数据基站指配的业务信道频点上，个人便携电话系统数据基站在第一时隙、个人便携电话系统数据终端在第八时隙，进行上/下行业务信道链路的建立。
7.根据权利要求6所述的一种个人便携电话系统数据通信的方法，其特征在于，所述上/下行业务信道链路的建立包括以下步骤701、个人便携电话系统数据基站及终端相互发送同步突发脉冲；702、个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送设置异步平衡模式信息，个人便携电话系统数据基站返回未编号应答信息；703、个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送管理层附加信道请求信息，个人便携电话系统数据基站返回管理层附加信道分配信息；704、个人便携电话系统数据基站/终端进行接收等待；705、个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送呼叫控制建立信息，个人便携电话系统数据基站返回呼叫控制处理信息；706、个人便携电话系统数据终端向个人便携电话系统数据基站发送鉴权密钥设置信息，个人便携电话系统数据基站返回鉴权请求信息，之后个人便携电话系统数据终端再发送鉴权响应信息；707、个人便携电话系统数据基站向个人便携电话系统数据终端发送释放链路层信息，个人便携电话系统数据终端返回未编号应答信息；708、个人便携电话系统数据基站向个人便携电话系统数据终端发送振铃信息及业务信道连接信息。
全文摘要
本发明公开了一种个人便携电话系统数据通信的方法，包括步骤个人便携电话系统数据终端通过控制信道向网络侧的个人便携电话系统数据基站发出通信请求，个人便携电话系统数据基站响应所述通信请求，并进行业务信道分配，捆绑至少五个信道时隙作为下行业务信道，其余至少一个信道时隙作为上行业务信道；个人便携电话系统数据终端和个人便携电话系统数据基站分别通过所分配的上行业务信道和下行业务信道相互进行数据通信。本发明能够充分利用、合理分配时隙资源，最大限度提高下行通道的数据传输速率。
文档编号H04W72/04GK1859781SQ20061003398
公开日2006年11月8日 申请日期2006年2月23日 优先权日2006年2月23日
发明者陈小红 申请人:华为技术有限公司